CN117762181A - 电源电路、电源电压的提供方法及存储器 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及半导体电路设计领域,特别涉及一种电源电路、电源电压的提供方法及存储器,电源电路包括:温度感测模块,被配置为,基于参考信号生成正温度系数电压,正温度系数电压的电压值大小与温度的大小呈正相关;判断模块,连接温度感测模块,被配置为,基于温度参考电压和正温度系数电压的比较结果生成驱动信号,温度参考电压的电压值与预设温度下正温度系数电压的电压值相同;电源提供模块,连接判断模块和温度感测模块,被配置为,根据驱动信号判断,以提供第一内部电源电压或温控电压,温控电压的电压值与正温度系数电压的电压值相同,以随着温度动态调节MOS的衬底电压。
Description
技术领域
本公开涉及半导体电路设计领域,特别涉及一种电源电路、电源电压的提供方法及存储器。
背景技术
在芯片设计中,通常将电源电路的输出电压设置为恒定。在需要根据温度对电源进行控制的场合,单独设计检测电路进行检测,并根据检测结果输出控制信号。这种方式导致电路结构通常较为复杂,而且功耗较大。
在芯片体积减小需求日益增加的今天,简化芯片中的电路设计,成为本领域急需解决的问题。
发明内容
本公开实施例提供一种电源电路、电源电压的提供方法及存储器,以随着温度动态调节生成的电压,从而减小电源电路的功耗。
本公开一实施例提供了一种电源电路,包括:温度感测模块,被配置为,基于参考信号生成正温度系数电压,正温度系数电压的电压值大小与温度的大小呈正相关;判断模块,连接温度感测模块,被配置为,基于温度参考电压和正温度系数电压的比较结果生成驱动信号,温度参考电压的电压值与预设温度下正温度系数电压的电压值相同;电源提供模块,连接判断模块和温度感测模块,被配置为,根据驱动信号判断,以提供第一内部电源电压或温控电压,温控电压的电压值与正温度系数电压的电压值相同。
另外,温度感测模块,包括:感测单元,被配置为,基于参考信号生成正温度系数电压;生成单元,连接判断模块和感测单元,基于驱动信号驱动,被配置为,基于正温度系数电压生成温控电压。
另外,正温度系数电压包括:第一正温度系数电压和第二正温度系数电压,第一正温度系数电压的电压值大于第二正温度系数电压的电压值;判断模块被配置为,基于温度参考电压和第二正温度系数电压的比较结果生成驱动信号,温度参考电压的电压值与预设温度下第二正温度系数电压的电压值相同。
另外,感测单元,包括:第一放大器,负相输入端用于接收参考信号;第一PMOS管,栅极连接第一放大器的输出端,源极接收第二内部电源电压,漏极作为第一输出端输出第一正温度系数电压,第二内部电源电压的电压值大于第一内部电源电压的电压值;第一分压电阻,第一端连接第一输出端,第二端作为第二输出端输出第二正温度系数电压;第二分压电阻,第一端连接第二输出端,第二端连接第一放大器的正相输入端;温控子电路,连接于第二分压电阻的第二端和接地端之间,用于根据温度的变化调节流经温控子电路的电流大小。
另外,感测单元,还包括:第一开关晶体管,栅极用于接收使能信号,源极接收第二内部电源电压,漏极连接第一放大器的输出端;第二开关晶体管,栅极用于接收使能信号,串联于温控子电路和接地端之间。通过在感测单元的电路中涉及第一开关晶体管和第二开关晶体管,第一开关晶体管和第二开关晶体管基于使能信号驱动第一放大器,使得感测单元仅基于使能信号导通,实现了驱动温度感测模块的灵活性,节省能耗。
另外,温控子电路,包括:至少一个第二PMOS管,每一第二PMOS管的源极连接第二分压电阻的第二端,漏极与栅极短接,且耦接接地端。另外,温控子电路,还包括:每一第二PMOS管与第二分压电阻的第二端之间设置有一选通电路;选通电路基于不同的选择信号导通。通过选通电路选择不同第二PMOS管构成温控子电路,从而基于选择的第二PMOS管的沟道宽长比调整温控子电路的输出电流随温度变化的程度。
另外,不同第二PMOS管之间的沟道宽长比互不相同。
另外,判断模块,包括:比较器,一输入端用于接收温度参考电压,另一输入端用于接收正温度系数电压,输出端用于输出驱动信号。
另外,生成单元,包括:第二放大器,负相输入端用于接收正温度系数电压;第三PMOS管,栅极连接第二放大器的输出端,源极接收第二内部电源电压,漏极连接的第二放大器的正相输入端;第三PMOS管的漏极还连接负载电阻的第一端,用于输出温控电压;负载电阻的第二端连接接地端。
另外,生成单元,还包括:第三开关晶体管,栅极用于接收驱动信号,源极接收第二内部电源电压,漏极连接第二放大器的输出端;第四开关晶体管,串联于负载电阻的第二端和接地端,且栅极接收驱动信号。通过在生成单元的电路中涉及第三开关晶体管和第四开关晶体管,第三开关晶体管和第四开关晶体管基于驱动信号驱动第二放大器,使得生成单元仅基于驱动信号导通,实现了电源电路工作时序的稳定性。
另外,预设温度为50℃。
本公开另一实施例还提供了一种电源电压的提供方法,应用于上述实施例提供的电源电路,包括:获取正温度系数电压;基于正温度系数电压和温度参考电压的比较结果,判断提供电源电压的方式,温度参考电压的电压值与预设温度下正温度系数电压的电压值相同;其中,若正温度系数电压大于温度参考电压,则基于正温度系数电压生成温控电压,并基于温控电压提供电源电压,若正温度系数电压小于或等于温度参考电压,则基于第一内部电源电压提供电源电压。
另外,电源电压的提供方法还包括:基于正温度系数电压获取第一正温度系数电压和第二正温度系数电压;基于正温度系数电压和温度参考电压的比较结果,判断提供电源电压的方式,包括:基于第二正温度系数电压和温度参考电压的比较结果,判断提供电源电压的方式,温度参考电压的电压值与预设温度下第二正温度系数电压的电压值相同;其中,若第二正温度系数电压大于温度参考电压,则基于第一正温度系数电压生成温控电压,并基于温控电压提供电源电压,若第二正温度系数电压小于或等于温度参考电压,则基于第一内部电源电压提供电源电压。
本公开又一实施例还提供了一种存储器,包括上述实施例提供的电源电路。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制;为了更清楚地说明本公开实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为PMOS元件的温度-衬底电压-漏电大小的曲线关系示意图;
图2为本公开一实施例提供的电源电路的结构示意图;
图3为本公开一实施例提供的温度感测模块的结构示意图;
图4~图6为本公开一实施例提供的几种感测单元的结构示意图;
图7为不同沟道宽长比PMOS的温度-阈值电压大小的曲线关系示意图;
图8为本公开一实施例提供的判断模块的结构示意图;
图9为本公开一实施例提供的生成单元的结构示意图;
图10为本公开另一实施例提供的电源电压的提供方法的流程示意图。
具体实施方式
对于芯片中的PMOS元件而言,PMOS元件设置在N型衬底中,漏电主要通过沟道漏电和结漏电。参考图1,PMOS元件在不同衬底电压下,沟道漏电和结漏电的大小均与温度相关,且在一定温度范围内,PMOS元件的漏电较小,但当超过一定温度后,随着温度升高,漏电增加较为明显;另外,通过提高PMOS元件的衬底电位可以减小漏电,随着衬底电位的升高,高温下的漏电减小。
本公开一实施例提供了一种电源电路,可以随着温度动态调节生成电压,在温度低于预设温度时,该电源电路可以提供固定电压,当温度大于预设温度是,该电源电路可以提供随温度变化而变化的电压,该电源电路可以用于向PMOS元件的衬底提供电压,从而能够减小相应PMOS元件的沟道漏电和结漏电,从而提高PMOS元件性能。
本领域的普通技术人员可以理解,在本公开各实施例中,为了使读者更好地理解本公开而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改,也可以实现本公开所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便,不应对本公开的具体实现方式构成任何限定,各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合,相互引用。
图1为PMOS元件的温度-衬底电压-漏电大小的曲线关系示意图,图2为本实施例提供的电源电路的结构示意图,图3~图5为本实施例提供的几种温度感测模块的结构示意图,图6为不同宽长比PMOS元件的温度-阈值电压大小的曲线关系示意图,图7为本实施例提供的判断模块的结构示意图,图8为本实施例提供的电压生成模块的结构示意图,以下结合附图对本实施例提供的电源电路进行详细说明,具体如下:
参考图2,电源电路,包括:
温度感测模块101,被配置为,基于参考信号生成正温度系数电压,正温度系数电压的电压值大小与温度的大小呈正相关。
具体地,结合图1的示例可知,温度越高,正温度系数电压的电压值越大,温度越低,正温度系数电压的电压值越小。
判断模块102,连接温度感测模块101,被配置为,基于温度参考电压和正温度系数电压的比较结果生成驱动信号,温度参考电压的电压值与预设温度下正温度系数电压的电压值相同。
在具体的应用中,温度参考电压基于存储器的带隙电压生成,由于带隙电压不受存储器温度的影响,从而保证温度参考电压保持不变。
另外,对于上述提及的“预设温度”,在本实施例中,预设温度用于表征随着温度升高,漏电增加较为明显和不明显的阈值,即当MOS元件的实际温度高于预设温度,漏电增加较为明显,当MOS元件的实际温度不高于预设温度,漏电增加不明显;结合图1的示例可知,图1对应的MOS元件的预设温度为50℃;即在本实施例中,将预设温度设置为50℃为例进行举例说明,在具体应用中,可以基于MOS元件的实际温度-漏电曲线,合理设置预设温度的值。
电源提供模块103,连接判断模块102和温度感测模块101,被配置为,根据驱动信号判断,以提供第一内部电源电压或温控电压,温控电压的电压值与正温度系数电压的电压值相同。
具体地,若正温度系数电压大于温度参考电压,判断模块102生成的驱动信号用于指示电源提供模块103提供温控电压;若温度参考电压大于正温度系数电压,判断模块102生成的驱动信号用于指示电源提供模块103提供第一内部电源电压。
对于上述提及的“第一内部电源电压”,在一些实施例中,“第一内部电源电压”通过存储器中的内部电源电压Vcc提供。
对于上述提及的电源电路,若正温度系数电压大于温度参考电压,即PMOS元件当前温度高于预设温度,基于图1内容可知,此时随温度升高,PMOS元件的漏电增加较为明显,此时基于温控电压向PMOS元件的衬底提供电源电压,而温控电压的电压值与正温度系数电压的电压值相同,正温度系数电压的电压值大小随温度升高而增大,以随着温度动态调节PMOS元件的衬底电压,从而减小PMOS元件的沟道漏电和结漏电,以提高PMOS元件性能;若温度参考电压大于正温度系数电压,即PMOS元件当前温度低于预设温度,基于图1内容可知,此时随温度升高,PMOS元件的漏电变化不明显,直接基于第一内部电源电压向PMOS元件的衬底提供电源电压,并不影响PMOS元件的正常工作,并减小电源电路的功耗。
对于本实施例提供的温度感测模块101,在一些实施例中,参考图3,温度感测模块101,包括:感测单元104,被配置为,基于参考信号生成正温度系数电压;生成单元105,连接判断模块102和感测单元104,基于驱动信号驱动,被配置为,基于正温度系数电压生成温控电压。
基于前文内容可知,在具体应用中,判断模块102的温度参考电压基于带隙电压生成,而一般存储器的带隙电压为1.2V作为,而温度感测模块101生成的正温度系数电压的电压值会可能大于1.2V,在一些实施例中,正温度系数电压包括:第一正温度系数电压和第二正温度系数电压,且第一正温度系数电压的电压值大于第二正温度系数的电压值。具体地,正温度系数电压的电压值与第一正温度系数电压的电压值相等,第二正温度系数电压基于第一正温度系数电压分压获取;此时判断模块102被配置为,基于温度参考电压和第二正温度系数电压的比较结构生成驱动信号,温度参考电压的电压值与预设温度下第二正温度系数电压的电压值相同,通过设计对第一正温度系数电压进行分压获取第二正温度系数电压,然后通过第二正温度系数电压与温度参考电压比较以判断当前温度是否高于预设温度,且可以通过分压电阻的阻值调节,以使第二正温度系数电压的电压值小于1.2V,从而简化判断模块102的设计。
参考图4~图6,对于感测单元104,本实施例提供了几种实现方式,具体如下:
在一个例子中,参考图4,感测单元104,包括:
第一放大器201,负相输入端-用于接收参考信号。
第一PMOS管QP1,栅极连接第一放大器201的输出端,源极接收第二内部电源电压Vdd,漏极作为第一输出端输出第一正温度系数电压。
对于上述提及的“第二内部电源电压”,在一些实施例中,“第二内部电源电压”通过存储器中的内部电源电压Vdd提供,而存储器中的内部电源电压Vdd的电压值大于内部电源电压Vcc的电压值。
第一分压电阻Rf1,第一端连接第一输出端,第二端作为第二输出端输出第二正温度系数电压。
第二分压电阻Rf2,第一端连接第二输出端,第二端连接第一放大器201的正相输入端+。
温控子电路301,连接于第二分压电阻Rf2的第二端和接地端GND之间,用于根据温度的变化调节流经温控子电路301的电流大小。
具体地,温控子电路301包括至少一个第二PMOS管,每一第二PMOS管的漏极连接第二分压电阻Rf2的第二端,漏极与栅极短接,且藕接接地端GND。
对于本示例中的第一放大器201而言,此时正相输入端+的正相输入电压为:
Vfb(第一正温度系数电压)=Ignd(温控子电路301的输出电流)*R1+Vds (1)
对于第二PMOS管而言:Vds=Vgs (2)
结合(1)~(3)式可得:
而Vbp_ref1(第一正温度系数电压)=Ignd*(Rf1+Rf2)+Vfb(5)
Vbp_ref2(第二正温度系数电压)=Rf2*Vbp_ref1/(Rf1+Rf2)(6)
对于PMOS而言,温度越高,阈值电压Vth越小,即第二PMOS管的阈值电压Vth随着温度升高而减小;对于第一放大器201,根据放大器虚短虚断的特性,第一放大器201正相输入端+和负相输入端-的输入电源相同,而负相输入端-输入的参考电压不变,即正相输入端+输入端的正相输入电压Vfb不变,基于(4)式可知,当Vth减小,Vfb不变时,Ignd需要相应增大,结合(5)式内容可知,当Ignd增大,Vbp_ref1增大,即随着温度升高,温度感测模块101生成的第一正温度系数电压的电压值增大,基于(6)式可知,第二正温度系数电压为第一正温度系数电压基于第一分压电阻Rf1和第二分压电阻Rf2分压后获取,第二正温度系数电压的电压值小于第一正温度系数电压的电压值。
在本示例中,判断模块102基于温度参考电压和第二正温度系数电压的比较结果生成驱动信号,温度参考电压的电压值与预设温度下第二正温度系数电压的电压值相同。
在另一个例子中,参考图5,在本示例中,温度感测模块101直接输出正温度系数电压,判断模块102基于温度参考电压和正温度系数电压的比较结果生成驱动信号,温度参考电压的电压值与预设温度下正温度系数电压的电压值相同;即感测电路104中不包括第二分压电阻Rf2。
对于本示例中的第一放大器201而言,此时正相输入端+的正相输入电压为:
Vfb(正温度系数电压)=Ignd(温控子电路301的输出电流)*R1+Vds (1)
对于第二PMOS管而言:Vds=Vgs (2)
结合(1)~(3)式可得:
而Vbp_ref(正温度系数电压)=Ignd*Rf1+Vfb (7)
对于PMOS而言,温度越高,阈值电压Vth越小,即第二PMOS管的阈值电压Vth随着温度升高而减小;对于第一放大器201,根据放大器虚短虚断的特性,第一放大器201正相输入端+和负相输入端-的输入电源相同,而负相输入端-输入的参考电压不变,即正相输入端+输入端的正相输入电压Vfb不变,基于(4)式可知,当Vth减小,Vfb不变时,Ignd需要相应增大,结合(7)式内容可知,当Ignd增大,Vbp_ref增大,即随着温度升高,温度感测模块101生成的正温度系数电压的电压值增大。
在又一个例子中,参考图6,在本示例中,温控子电路301包括多个第二PMOS管,相应地,温控子电路301还包括:每一第二PMOS管与第二分压电阻Rf2的第二端之间设置有一选通电路,选通电路基于不同选择信号导通。
具体地,选通电路包括串联于第二PMOS管连接第二分压电阻Rf2的第二端之间的选通器;在具体的应用中,可以基于不同的选择信号分别导通相应的选择器,也可以基于一个多位选择信号中不同的比特位分辨导通相同的选择器,来实现温控晶体管和温控子晶体管的选择。
参考图7可知,对于不同沟道宽长比的PMOS管,阈值电压Vth随沟道宽长比W/L变化的幅度不同。具体地,在一定程度上,沟道宽W越小,PMOS管的阈值电压Vth越大;沟道长L越小,PMOS管的阈值电压Vth越小;若沟道宽W和沟道长L大到一定程度,PMOS管的阈值电压Vth不再随着沟道宽长比W/L的变化而变化。
通过选通电路选择不同第二PMOS管构成温控子电路,从而基于选择的第二PMOS管的沟道宽长比调整温控子电路301的输出电流随温度变化的程度。
在一些实施例中,不同第二PMOS管之间的沟道宽长比互不相同。
需要说明的是,温控子电路301中包含多个第二PMOS管的方案同样适用于图5的示例中,本实施例不再赘述。
继续参考图4~图6,在一些实施例中,感测单元104,还包括:第一开关晶体管K1,栅极用于接收使能信号,源极接收第二内部电源电压,漏极连接第一放大器201的输出端。第二开关晶体管K2,栅极用于接收使能信号,串联与温控子电路301和接地端GND之间。通过在感测单元104的电路中涉及第一开关晶体管K1和第二开关晶体管K2,第一开关晶体管K1和第二开关晶体管K2基于使能信号驱动第一放大器201,使得感测单元104仅基于使能信号导通,实现了驱动温度感测模块101的灵活性,节省能耗。
对于上述提及的“使能信号”,当使能信号为高电平时,第一开关晶体管K1关断,第二开关晶体管K2导通,此时温度感测模块101开始工作;另外,在一些实施例中,第一开关晶体管K1和第二开关晶体管K2的还可以基于不同的使能信号进行控制,本实施例不对使能信号的数量进行限定。
对于本实施例提供的判断模块102,在一些实施例中,参考图8,判断模块102包括比较器203,一输入端用于接收温度参考电压,另一输入端用于接收正温度系数电压,输出端用于输出驱动信号。
具体地,若判断模块102正相输入端+接收正温度系数电压,负相输入端-接收温度参考电压,此时温度参考电压的电压值与预设温度下正温度系数电压的电压值相同,当正温度系数电压大于温度参考电压,即存储器当前温度大于预设温度,此时产生的驱动信号为高电平;当正温度系数电压小于温度参考电压,即存储器当前温度小于预设温度,此时产生的驱动信号为低电平。若判断模块102正相输入端口+接收温度参考电压,负相输入端-接收正温度系数电压,当正温度系数电压大于温度参考电压,即存储器当前温度大于预设温度,此时产生的驱动信号为低电平;当正温度系数电压小于温度参考电压,即存储器当前温度小于预设温度,此时产生的驱动信号为高电平。
需要说明的是,上述对于比较器203的说明基于正温度系数电压为例进行举例说明,基于前文的论述可知,判断模块102还可以基于第二正温度系数电压和温度参考电压进行比较以生成驱动信号,此时温度参考电压的电压值与预设温度下第二正温度系数电压的电压值相同,基于上述对判断模块102的说明,将正温度系数电压替换为第二正温度系数电压,将温度参考电压的值相应进行调整即可,本实施例不再赘述。
对于本实施例提供的生成单元105,参考图9,生成单元105包括:第二放大器202,负相输入端-用于接收正温度系数电压;第三PMOS管QP3,栅极连接第二放大器202的输出端,源极接收第二内部电源电压,漏极连接第二放大器202的正相输入端+;第三PMOS管QP3的漏极还连接负载电阻R2的第一端,用于输出温控电压,负载电阻R2的第二端连接接地端GND。
具体地,对于生成单元105,基于第二放大器202虚短虚断的特性可知,生成单元105基于正温度系数电压生成的温控电压,正温度系数电压的电压值与温控电压的电压值相同。
相应地,对于判断模块102基于第二正温度系数电压与温度参考电压比较生成驱动信号的方案,此时生成单元105基于第一正温度系数电压生成温控电压。
在一些实施例中,生成单元105还包括:第三开关晶体管K3,栅极用于将接收驱动信号,源极接收第二内部电源电压,漏极连接第二放大器202的输出端;第四开关晶体管K4,串联于负载电阻R2的第二端和接地端GND,且栅极接收驱动信号。
通过在生成单元105的电路中涉及第三开关晶体管K3和第四开关晶体管K4,第三开关晶体管K3和第四开关晶体管K4基于驱动信号驱动第二放大器202,使得生成单元105仅基于驱动信号导通,实现了电源电路工作时序的稳定性。
具体地,基于图9的电路设置,当驱动信号为高电平时,生成单元105开始工作,对于判断模块102,即正温度系数电压大于温度参考电压,或者第二正温度系数电压大于温度参考电压时,输入到生成单元105的驱动信号为高电平,可以通过调整比较器203正相输入端和负相输入端的输入电压,或在比较器203的输入端连接比较器等不同方式实现。对于本实施例提及的电源电路,可以用于向PMOS元件提供衬底电压,基于图1内容可知,若正温度系数电压大于温度参考电压,即PMOS元件当前温度高于预设温度,此时随温度升高,PMOS元件的漏电增加较为明显,此时基于温控电压向PMOS元件的衬底提供电源电压,而温控电压的电压值与正温度系数电压的电压值相同,正温度系数电压的电压值大小随温度升高而增大,以随着温度动态调节PMOS元件的衬底电压,从而减小PMOS元件的沟道漏电和结漏电,以提高PMOS元件性能;若温度参考电压大于正温度系数电压,即PMOS元件当前温度低于预设温度,基于图1内容可知,此时随温度升高,PMOS元件的漏电变化不明显,直接基于第一内部电源电压向PMOS元件的衬底提供电源电压,并不影响PMOS元件的正常工作,并减小电源电路的功耗。
需要说明的是,本公开结合PMOS元件的漏电随温度变化的示意图,具体描述如何基于温度调节PMOS元件的衬底电压,从而减小PMOS元件的漏电;本领域技术人员可以基于本公开的内容,结合NMOS元件的漏电随温度变化是示意图,得出如何基于温度调节NMOS的衬底电压,从而减小NMOS元件的漏电的技术方案;但是,无论是对PMOS元件的衬底进行供电还是对NMOS元件的衬底进行供电,核心供电电路涉及本公开的供电电路皆应该属于本公开的保护范围内。
需要说明的是,上述实施例所提供的电源电路中所揭露的特征,在不冲突的情况下可以任意组合,可以得到新的电源电路实施例。
本公开另一实施例提供一种电源电压的提供方法,应用于上述实施例提供的电源电路,以随着温度动态调节电源电压。
图10为本实施例提供的电源电压的提供方法的流程示意图,以下结合附图对本实施例提供的电源电压的提供方法进行详细说明,具体如下:
参考图10,电源电压的提供方法,包括:
步骤401,获取正温度系数电压。
具体地,基于导通后的电源电路获取正温度系数电压,其中,正温度系数电压的电压值大小与温度的大小呈正相关。具体地,结合图1的示例可知,温度越高,正温度系数电压的电压值越大,温度越低,正温度系数电压的电压值越小。
步骤402,基于正温度系数电压和温度参考电压的比较结果,判断提供电源电压的方式。
其中,温度参考电压的电压值与预设温度下正温度系数电压的电压值相同。
具体地,若正温度系数电压大于温度参考电压,则基于正温度系数电压生成温控电压,并基于温控电压提供电源电压,若正温度系数电压小于或等于温度参考电压,则基于第一内部电源电压提供电源电压。
在一些实施例中,电源电压的提供方法,还包括:步骤502,基于正温度系数电压获取第二正温度系数电压,此时,步骤402包括:基于第二正温度系数电压和温度参考电压的比较结果,判断提供电源电压的方式。
其中,温度参考电压的电压值与预设温度下第二正温度系数电压的电压值相同。
具体地,若第二正温度系数电压大于温度参考电压,则基于第一正温度系数电压生成温控电压,并基于温控电压提供电源电压,若第二正温度系数电压小于或等于温度参考电压,则基于第一内部电源电压提供电源电压。
基于前文内容可知,在具体应用中,判断模块102的温度参考电压基于带隙电压生成,而一般存储器的带隙电压为1.2V作为,而温度感测模块101生成的正温度系数电压的电压值会可能大于1.2V,在一些实施例中,正温度系数电压包括:第一正温度系数电压和第二正温度系数电压,且第一正温度系数电压的电压值大于第二正温度系数的电压值。具体地,正温度系数电压的电压值与第一正温度系数电压的电压值相等,第二正温度系数电压基于第一正温度系数电压分压获取;此时判断模块102被配置为,基于温度参考电压和第二正温度系数电压的比较结构生成驱动信号,温度参考电压的电压值与预设温度下第二正温度系数电压的电压值相同,通过设计对第一正温度系数电压进行分压获取第二正温度系数电压,然后通过第二正温度系数电压与温度参考电压比较以判断当前温度是否高于预设温度,且可以通过分压电阻的阻值调节,以使第二正温度系数电压的电压值小于1.2V,从而简化判断模块102的设计。
需要说明的是,上述实施例所提供的电源电压的提供方法中所揭露的特征,在不冲突的情况下可以任意组合,可以得到新的电源电压的提供方法实施例。
本公开又一实施例提供一种存储器,包括上述实施例提供的电源电路,上述实施例提供的电源电路可以为PMOS元件提供衬底电压,以随着温度动态调节PMOS元件的衬底电压,从而减小相应PMOS元件的沟道漏电和结漏电,从而提高PMOS元件性能。
具体地,对于电源电路,若正温度系数电压大于温度参考电压,即PMOS元件当前温度高于预设温度,此时随温度升高,PMOS元件的漏电增加较为明显,此时基于温控电压向PMOS元件的衬底提供电源电压,而温控电压的电压值与正温度系数电压的电压值相同,正温度系数电压的电压值大小随温度升高而增大,以随着温度动态调节PMOS元件的衬底电压,从而减小PMOS元件的沟道漏电和结漏电,以提高PMOS元件性能;若温度参考电压大于正温度系数电压,即PMOS元件当前温度低于预设温度,基于图1内容可知,此时随温度升高,PMOS元件的漏电变化不明显,直接基于第一内部电源电压向PMOS元件的衬底提供电源电压,并不影响PMOS元件的正常工作,并减小电源电路的功耗。
在一些例子中,存储器可以是基于半导体装置或组件的存储单元或装置。例如,存储器装置可以是易失性存储器,例如动态随机存取存储器DRAM、同步动态随机存取存储器SDRAM、双倍数据速率同步动态随机存取存储器DDR SDRAM、低功率双倍数据速率同步动态随机存取存储器LPDDR SDRAM、图形双倍数据速率同步动态随机存取存储器GDDR SDRAM、双倍数据速率类型双同步动态随机存取存储器DDR2SDRAM、双倍数据速率类型三同步动态随机存取存储器DDR3SDRAM、双倍数据速率第四代同步动态随机存取存储器DDR4SDRAM、晶闸管随机存取存储器TRAM等;或者可以是非易失性存储器,例如相变随机存取存储器PRAM、磁性随机存取存储器MRAM、电阻式随机存取存储器RRAM等。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施例是实现本公开的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本公开的精神和范围。
Claims (15)
1.一种电源电路,其特征在于,包括:
温度感测模块,被配置为,基于参考信号生成正温度系数电压,所述正温度系数电压的电压值大小与温度的大小呈正相关;
判断模块,连接所述温度感测模块,被配置为,基于温度参考电压和所述正温度系数电压的比较结果生成驱动信号,所述温度参考电压的电压值与预设温度下所述正温度系数电压的电压值相同;
电源提供模块,连接所述判断模块和所述温度感测模块,被配置为,根据所述驱动信号判断,以提供第一内部电源电压或温控电压,所述温控电压的电压值与所述正温度系数电压的电压值相同。
2.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述温度感测模块,包括:
感测单元,被配置为,基于参考信号生成正温度系数电压;
生成单元,连接所述判断模块和所述感测单元,基于所述驱动信号驱动,被配置为,基于所述正温度系数电压生成所述温控电压。
3.根据权利要求2所述的电源电路,其特征在于,包括:
所述正温度系数电压包括:第一正温度系数电压和第二正温度系数电压,所述第一正温度系数电压的电压值大于所述第二正温度系数电压的电压值;
所述判断模块被配置为,基于温度参考电压和所述第二正温度系数电压的比较结果生成驱动信号,所述温度参考电压的电压值与预设温度下所述第二正温度系数电压的电压值相同。
4.根据权利要求3所述的电源电路,其特征在于,所述感测单元,包括:
第一放大器,负相输入端用于接收所述参考信号;
第一PMOS管,栅极连接所述第一放大器的输出端,源极接收第二内部电源电压,漏极作为第一输出端输出所述第一正温度系数电压,所述第二内部电源电压的电压值大于所述第一内部电源电压的电压值;
第一分压电阻,第一端连接所述第一输出端,第二端作为第二输出端输出所述第二正温度系数电压;
第二分压电阻,第一端连接所述第二输出端,第二端连接所述第一放大器的正相输入端;
温控子电路,连接于所述第二分压电阻的第二端和接地端之间,用于根据温度的变化调节流经所述温控子电路的电流大小。
5.根据权利要求4所述的电源电路,其特征在于,所述感测单元,还包括:
第一开关晶体管,栅极用于接收使能信号,源极接收所述第二内部电源电压,漏极连接所述第一放大器的输出端;
第二开关晶体管,栅极用于接收所述使能信号,串联于所述温控子电路和所述接地端之间。
6.根据权利要求4所述的电源电路,其特征在于,所述温控子电路,包括:
至少一个第二PMOS管,每一所述第二PMOS管的源极连接所述第二分压电阻的第二端,漏极与栅极短接,且耦接所述接地端。
7.根据权利要求6所述的电源电路,其特征在于,所述温控子电路,还包括:
每一所述第二PMOS管与所述第二分压电阻的第二端之间设置有一选通电路;
所述选通电路基于不同的选择信号导通。
8.根据权利要求7所述的电源电路,其特征在于,不同所述第二PMOS管之间的沟道宽长比互不相同。
9.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述判断模块,包括:比较器,一输入端用于接收所述温度参考电压,另一输入端用于接收所述正温度系数电压,输出端用于输出所述驱动信号。
10.根据权利要求2所述的电源电路,其特征在于,所述生成单元,包括:
第二放大器,负相输入端用于接收所述正温度系数电压;
第三PMOS管,栅极连接所述第二放大器的输出端,源极接收第二内部电源电压,漏极连接所述的第二放大器的正相输入端;
所述第三PMOS管的漏极还连接负载电阻的第一端,用于输出所述温控电压;
所述负载电阻的第二端连接接地端。
11.根据权利要求10所述的电源电路,其特征在于,所述生成单元,还包括:
第三开关晶体管,栅极用于接收所述驱动信号,源极接收所述第二内部电源电压,漏极连接所述第二放大器的输出端;
第四开关晶体管,串联于所述负载电阻的第二端和所述接地端,且栅极接收所述驱动信号。
12.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述预设温度为50℃。
13.一种电源电压的提供方法,应用于与权利要求1~12任一项所述的电源电路,其特征在于,包括:
获取正温度系数电压;
基于所述正温度系数电压和温度参考电压的比较结果,判断提供电源电压的方式,所述温度参考电压的电压值与预设温度下所述正温度系数电压的电压值相同;
其中,若所述正温度系数电压大于所述温度参考电压,则基于所述正温度系数电压生成温控电压,并基于所述温控电压提供所述电源电压,若所述正温度系数电压小于或等于所述温度参考电压,则基于第一内部电源电压提供所述电源电压。
14.根据权利要求13所述的电源电压的提供方法,其特征在于,还包括:
基于所述正温度系数电压获取第一正温度系数电压和第二正温度系数电压;
所述基于所述正温度系数电压和温度参考电压的比较结果,判断提供电源电压的方式,包括:基于所述第二正温度系数电压和所述温度参考电压的比较结果,判断提供所述电源电压的方式,所述温度参考电压的电压值与预设温度下所述第二正温度系数电压的电压值相同;
其中,若所述第二正温度系数电压大于所述温度参考电压,则基于所述第一正温度系数电压生成温控电压,并基于所述温控电压提供所述电源电压,若所述第二正温度系数电压小于或等于所述温度参考电压,则基于第一内部电源电压提供所述电源电压。
15.一种存储器,其特征在于,包括权利要求1~12任一项所述的电源电路。
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