本申请要求2020年11月20日提交的第16/953,457号美国专利申请“亚阈值电流减少电路晶体管的栅极端子之间的电荷转移及相关设备和方法(CHARGE TRANSFER BETWEEN GATE TERMINALS OF SUB-THRESHOLD CURRENT REDUCTION CIRCUIT TRANSISTORS AND RELATED APPARATUSES AND METHODS)”的申请日的权益。
技术领域
本公开大体上涉及用于亚阈值电流减少(sub-threshold current reduction，SCRC)电路系统的电荷转移，且更确切地说涉及SCRC晶体管的栅极端子之间的电荷转移及相关SCRC预驱动电路、控制电路系统和信令。
背景技术
亚阈值电流减少电路(SCRC)开关可用于减少电子电路中的亚阈值泄漏电流。举例来说，即使当逻辑电路系统未激活时，也可能有少量电流穿过其中。SCRC开关可设置在电子电路的元件和电力供应线之间以通过在电子电路未激活时切断SCRC开关且在电子电路激活时接通SCRC开关来减少亚阈值泄漏电流。
技术实现要素：
在一些实施例中，一种设备包含上拉亚阈值电流减少电路(SCRC)晶体管、下拉SCRC晶体管和电荷转移电路。上拉SCRC晶体管包含上拉栅极端子。下拉SCRC晶体管包含下拉栅极端子。电荷转移电路电连接于上拉栅极端子和下拉栅极端子之间。电荷转移电路被配置成在上拉栅极端子和下拉栅极端子之间转移电荷。
在一些实施例中，一种设备包括上拉亚阈值电流减少电路(SCRC)晶体管、下拉SCRC晶体管和电荷转移电路。上拉SCRC晶体管包含上拉栅极端子。下拉SCRC晶体管包含下拉栅极端子。电荷转移电路电连接于上拉栅极端子和下拉栅极端子之间。电荷转移电路被配置成在上拉栅极端子和下拉栅极端子之间转移电荷。电荷转移电路包含第一输入端子和第二输入端子、第一输出端子和第二输出端子、第一输入端子和第一输出端子之间的第一电阻路径、第二输入端子和第二输出端子之间的第二电阻路径，以及电连接于第一电阻路径和第二电阻路径之间的电荷转移门。第一输出端子电连接到上拉SCRC晶体管的上拉栅极端子。第二输出端子电连接到下拉SCRC晶体管的下拉栅极端子。
附图说明
尽管本公开利用确切地指出且清楚地主张特定实施例的权利要求书进行总结，但本公开范围内的实施例的各种特征和优势可在结合附图阅读时从以下描述更轻松地确定，在附图中：
图1是根据一些实施例的设备的电路示意图示；
图2是根据一些实施例的图1的设备的信号的信号时序图；
图3是示出根据一些实施例的切换SCRC开关的方法的流程图；
图4是根据一些实施例的计算系统的框图；以及
图5是在一些实施例中可用于实施本文所公开的各种功能、操作、动作、过程和/或方法的电路系统的框图。
具体实施方式
在以下详细描述中，参考附图，附图形成本公开的一部分且其中借助于图示而展示其中可实践本公开的实施例的特定实例。足够详细地描述这些实施例，使得所属领域的一般技术人员能够实践本公开。然而，在不脱离本公开的范围的情况下，可利用本文实现的其它实施例，且可作出结构、材料和工艺改变。
本文呈现的图示并不意图为任何特定方法、系统、装置或结构的实际视图，而是仅为用于描述本公开的实施例的理想化表示。在一些情况下，各图中的类似结构或组件可保持相同或类似编号以便利读者；然而，编号的类似性不一定意味着结构或组件的大小、组成、配置或任何其它性质一定是相同的。
以下描述可包含实例以帮助使所属领域的一般技术人员能够实践所公开的实施例。术语“示例性”、“举例来说”和“例如”的使用意味着相关描述是解释性的，且虽然本公开的范围既定涵盖实例和合法等效物，但此类术语的使用并不希望将实施例或本公开的范围限于指定的组件、步骤、特征、功能等。
将容易理解，如本文中大体描述且在附图中示出的实施例的组件可以以各种各样不同的配置来布置和设计。因此，对各种实施例的以下描述并不意图限制本公开的范围，而是仅表示各种实施例。虽然可能在图式中呈现了实施例的各个方面，但是除非特别地指示，否则图式未必按比例绘制。
此外，除非本文另外规定，否则展示和描述的特定实施方案仅是实例且不应被理解为实施本公开的仅有方式。元件、电路和功能可以框图形式展示以免因不必要的细节混淆本公开。相反，除非本文另外规定，否则展示和描述的特定实施方案仅是示例性的且不应被理解为实施本公开的仅有方式。另外，各种块之间的块定义和逻辑划分是特定实施方案的示例。对于所属领域的一般技术人员来说将显而易见的是，可通过许多其它划分解决方案来实践本公开。在很大程度上，已省略关于定时考虑因素等的细节，其中此类细节对于完全理解本公开是不必要的且在相关领域的一般技术人员的能力内。
所属领域的一般技术人员将理解，可使用多种不同技术和技艺中的任一个来表示信息和信号。一些图式可出于呈现和描述的清楚起见将信号示出为单个信号。所属领域的一般技术人员将理解，信号可表示信号的总线，其中总线可具有多种位宽度，且本公开可在包含单个数据信号的任何数目的数据信号上实施。
结合本文中所公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可用通用处理器、专用处理器、数字信号处理器(DSP)、集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)，或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，或经设计以执行本文中所描述的功能的其任何组合来实施或执行。通用处理器(在本文中也可称作主机处理器或简单地称为主机)可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可被实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器的组合、一或多个微处理器结合DSP核心，或任何其它此类配置。包含处理器的通用计算机在所述通用计算机被配置成执行与本公开的实施例有关的计算指令(例如，软件代码)时被视为专用计算机。
可依据描绘为流程图、流图、结构图或框图的过程描述实施例。虽然流程图可将操作动作描述为循序过程，但这些动作中的许多动作可以另一序列、并行地或大体上同时执行。另外，可重新布置动作的次序。过程可对应于方法、线程、函数、程序、子例程、子程序、其它结构或其组合。此外，本文中所公开的方法可以硬件、软件或两者实施。如果以软件实施，则可将功能作为一或多个指令或代码在计算机可读介质上存储或发射。计算机可读介质包含计算机存储介质与通信介质两者，通信介质包含促进计算机程序从一处传递到另一处的任何介质。
本文使用例如“第一”、“第二”等标示对元件的任何提及并不限制那些元件的数量或次序，除非明确地陈述此类限制。实际上，这些标示可在本文中用作区分两个或更多个元件或元件的例项的方便的方法。因此，对第一和第二元件的提及不意味着此处可采用仅两个元件或第一元件必须以某一方式在第二元件之前。另外，除非另外说明，否则一组元件可包含一或多个元件。
如本文中所使用，关于给定参数、性质或条件的术语“大体上”意指并包含所属领域的一般技术人员将理解的给定参数、性质或条件符合小变异度(例如，在可接受的制造容差内)的程度。借助于实例，取决于大体上满足的特定参数、性质或条件，所述参数、性质或条件可至少90％满足、至少95％满足，乃至至少99％满足。
如本文中所使用，术语“电连接”指代直接(即，两者之间没有电连接的中间电元件)和间接(即，两者之间有电连接的一或多个中间元件)电连接两者。
如本文所使用，术语“活性材料”或“扩散材料”指代已经掺杂以充当金属氧化物半导体(MOS)场效应晶体管(FET)(MOSFET)中的沟道材料的半导体材料。具有已主要以供体杂质掺杂的沟道材料的MOSFET晶体管在本文中被称作N型MOS(NMOS)晶体管，因为充当用于NMOS晶体管的沟道材料的活性材料包含N型半导体材料。类似地，具有已主要以三价或受体杂质掺杂的沟道材料的MOSFET晶体管在本文中被称作P型MOS(PMOS)晶体管，因为充当用于PMOS晶体管的沟道材料的活性材料包含P型半导体材料。
如本文所使用，术语“断言”在参考晶体管的栅极端子上的电压电位或其它电信号或控制开关的断言使用时，指代应用适当电压电位或其它信号来“接通”晶体管或开关。举例来说，当晶体管在饱和状态中操作时，所述晶体管可“接通”，其中晶体管的源极端子和漏极端子经由晶体管彼此电连接。作为另一实例，一般来说，当开关闭合时，所述开关可“接通”。由此推论，术语“解除断言”当参考晶体管的栅极端子上的电压电位或其它电信号的解除断言使用时，指代应用适当电压电位来“切断”晶体管，或换句话说致使晶体管在截止状态中操作，其中晶体管的源极端子和漏极端子经由晶体管彼此电隔离。
SCRC开关可在各种电子电路中使用来减少泄漏电流。用于SCRC开关的晶体管可被设计成具有相对高于电子电路的其它晶体管的阈值电压电位量值的阈值电压电位量值。相比于晶体管中的较低阈值电压电位量值，晶体管中的较高阈值电压电位量值与较低泄漏电流相关联。因此，穿过可具有相对较低阈值电压电位量值的电子电路的其它晶体管的泄漏电流可受穿过可具有相对较高阈值电压电位量值的SCRC开关晶体管的相对低泄漏电流限制。
SCRC开关晶体管可相对大于逻辑电路系统中使用的晶体管的大小，以避免与相对较小晶体管的相对高电阻相关联的延迟损失。如本文中所使用，关于晶体管的大小的例如“大小”、“大”、“小”和其它相关术语等术语指代晶体管的栅极端子的宽度。延迟时间可以是用作SCRC开关的晶体管的大小的函数。更确切地说，延迟时间可随着SCRC开关的宽度与电子电路中使用的逻辑晶体管的宽度之间的比率增加而减小。
SCRC开关晶体管宽度和逻辑晶体管宽度之间的此比率在3和5之间的值可通常提供延迟时间和SCRC开关晶体管大小之间的可接受的平衡。然而，当应用于随机操作控制逻辑块时，可能相对难以估计多少晶体管将在随机操作控制逻辑块中同时操作。作为经验法则，可基于其它已知装置的SCRC开关晶体管大小来设计用于随机操作控制逻辑块的SCRC开关晶体管大小。尽管此方法可缓解与太小的SCRC开关晶体管相关联的速度损失，但此方法可能产生过大的SCRC开关晶体管。
过大的SCRC开关晶体管可能在接通和切断SCRC开关晶体管时产生相对大的开关电流。当SCRC开关晶体管接通和切断时，PMOS和NMOS SCRC开关晶体管两者的栅极端子可分别充电和放电。电力供应电流可增加以供应开关电流来实现SCRC开关晶体管的切换期间栅极端子的此充电和放电。此开关电流可与SCRC开关晶体管的栅极端子的大小(例如，宽度)成比例。举例来说，SCRC开关晶体管的栅极端子的相对大的宽度可产生相对大的开关电流，且相对较小的栅极端子大小可产生相对较小的开关电流。如果频繁地发生SCRC开关晶体管的切换(例如，接通和切断)，则可能消耗相对大量的功率而不能供应开关电流。
由过大的SCRC开关晶体管产生的另一问题是，SCRC开关晶体管的泄漏电流可与SCRC开关晶体管的大小(例如，栅极端子的宽度)成比例。尽管SCRC开关晶体管可设计有相对大的阈值电压电位量值来减少泄漏电流，但过大的SCRC开关晶体管大小可能一定程度上渐渐损害泄漏电流的减少。
由过大的SCRC开关晶体管产生的另一问题是，芯片面积(有时在此项技术中称为“占据面积”)是宝贵的。就SCRC开关晶体管比其既定操作所必需的大小更大(例如，过大)而言，归因于SCRC开关晶体管的过大的大小而消耗的额外占据面积可能减小可用于其它电路系统的芯片面积的量，或可能限制芯片可达到的最小程度，这渐渐损害形成越来越小的装置的大体设计目标。
本文中所公开的实施例涉及上拉SCRC晶体管的栅极端子和下拉SCRC晶体管的栅极端子之间的电荷转移。上拉SCRC晶体管的栅极端子和下拉SCRC晶体管的栅极端子之间的电荷转移可减少为了切换上拉SCRC晶体管和下拉SCRC晶体管而从电力供应端子汲取的电流量。换句话说，上拉SCRC晶体管的栅极端子处的其它未使用的电荷可用于辅助切换下拉SCRC晶体管，且下拉SCRC晶体管的栅极端子处的其它未使用的电荷可用于辅助切换上拉SCRC晶体管，从而减少原本会从电力供应线汲取的电荷的量。因此，被汲取用于切换SCRC晶体管的电力供应电流可减小。来自模拟的结果表明，可使用本文中所公开的电荷转移实施例实现归因于SCRC晶体管切换的电力供应电流的大体上百分之二十(20％)的减少。
在一些实施例中，一种设备包含上拉SCRC晶体管、下拉SCRC晶体管和电荷转移电路。上拉SCRC晶体管包含上拉栅极端子。下拉SCRC晶体管包含下拉栅极端子。电荷转移电路电连接于上拉栅极端子和下拉栅极端子之间。电荷转移电路被配置成在上拉栅极端子和下拉栅极端子之间转移电荷。
在一些实施例中，一种设备包含第一输入端子、第二输入端子、第一输出端子和第二输出端子。第一输出端子电连接到至少一个上拉SCRC晶体管的上拉栅极端子，第二输出端子电连接到至少一个下拉SCRC晶体管的下拉栅极端子。所述设备还包含第一输入端子和第一输出端子之间的第一电阻路径、第二输入端子和第二输出端子之间的第二电阻路径，以及电连接于第一电阻路径和第二电阻路径之间的电荷转移门。
在一些实施例中，一种切换SCRC开关的方法包含：在SCRC断开操作状态中操作SCRC预驱动电路；在SCRC接通操作状态中操作SCRC预驱动电路；在SCRC断开操作状态和SCRC接通操作状态之间的过渡处的电荷转移时间周期期间维持SCRC预驱动电路停用；以及在电荷转移时间周期期间在一或多个上拉SCRC晶体管的上拉栅极端子和一或多个下拉SCRC晶体管的下拉栅极端子之间转移电荷。
图1是根据一些实施例的设备100的电路示意图示。设备100包含控制电路系统122、SCRC预驱动电路120、电荷转移电路124、SCRC开关126和电子电路128。借助于非限制性实例，电子电路128可包含存储器装置的电路系统。SCRC开关126被配置成选择性地将电力接收线(例如，图1中的VPERIZ和VSSZ)电连接到电力供应线(例如，图2中的VPERI和VSS)。举例来说，当电子电路128为作用时，SCRC开关126可向电子电路128提供电力。当电子电路128为非作用时，SCRC开关126被配置成使电力接收线VPERIZ、VSSZ与电力供应线VPERI、VSS电隔离以减少由电子电路128从电力供应线VPERI、VSS汲取的泄漏电流。
SCRC开关126包含电连接于电力供应高电压电位线VPERI和电力接收高电压电位线VPERIZ之间的一或多个上拉SCRC晶体管140。SCRC开关126还包含电连接于电力供应低电压电位线VSS和电力接收低电压电位线VSSZ之间的一或多个下拉SCRC晶体管138。相应地，响应于所述一或多个上拉SCRC晶体管140的上拉SCRC栅极端子116和所述一或多个下拉SCRC晶体管138的下拉SCRC栅极端子118处的信号的断言，SCRC开关126可将电力接收线VPERIZ、VSSZ电连接到电力供应线VPERI、VSS。
电荷转移电路124电连接于上拉SCRC栅极端子116和下拉SCRC栅极端子118之间。电荷转移电路124被配置成在上拉SCRC栅极端子116和下拉SCRC栅极端子118之间转移电荷。电荷转移电路124包含电荷转移门142，所述电荷转移门可经电学控制以选择性地在上拉SCRC栅极端子116和下拉SCRC栅极端子118之间转移电荷。借助于非限制性实例，电荷转移门142可包含MOSFET晶体管。
电荷转移电路124还包含第一输入端子152、第二输入端子154、第三输入端子160、第一输出端子156、第二输出端子158、第一中间节点112、第二中间节点114、第一电阻器146、第二电阻器150、第三电阻器144和第四电阻器148。第一输出端子156电连接到上拉SCRC栅极端子116。第二输出端子158电连接到下拉SCRC栅极端子118。第一电阻器146电连接于第一中间节点112和第一输出端子156之间。第二电阻器150电连接于第二中间节点114和第二输出端子158之间。第三电阻器144电连接于第一输入端子152和第一中间节点112之间。第四电阻器148电连接于第二输入端子154和第二中间节点114之间。
电荷转移门142电连接于第一中间节点112和第二中间节点114之间。电荷转移门142的栅极端子电连接到第三输入端子160。第三输入端子160经由电荷转移门端子106电连接到控制电路系统122。控制电路系统122可被配置成经由电荷转移门端子106控制电荷转移门142以及由此推论控制电荷转移电路124。
电荷转移电路124包含第一输入端子152和第一输出端子156之间的第一电阻路径162。电荷转移电路124还包含第二输入端子154和第二输出端子158之间的第二电阻路径164。电荷转移门142选择性地将第一电阻路径162电连接到第二电阻路径164。
SCRC预驱动电路120电连接到电荷转移电路124的第一输入端子152和第二输入端子154。SCRC预驱动电路120被配置成将上拉SCRC控制信号提供到第一输入端子152且将下拉SCRC控制信号提供到第二输入端子154来控制SCRC开关126的切换。
SCRC预驱动电路120包含第一上拉晶体管132和第一下拉晶体管130，其被配置成经由第一上拉栅极端子102和第一下拉栅极端子104从控制电路系统122接收第一对SCRC控制信号。第一上拉晶体管132与第一下拉晶体管130串联电连接在电力供应高电压电位线VPERI和电力供应低电压电位线VSS之间。电荷转移电路124的第一输入端子152电连接到第一上拉晶体管132和第一下拉晶体管130之间的节点。
SCRC预驱动电路120还包含第二上拉晶体管136和第二下拉晶体管134，其被配置成经由第二上拉栅极端子108和第二下拉栅极端子110从控制电路系统122接收第二对SCRC控制信号。第二上拉晶体管136与第二下拉晶体管134串联电连接在电力供应高电压电位线VPERI和电力供应低电压电位线VSS之间。电荷转移电路124的第二输入端子154电连接到第二上拉晶体管136和第一下拉晶体管130之间的节点。
控制电路系统122电连接到SCRC预驱动电路120和电荷转移电路124。确切地说，控制电路系统122电连接到第一上拉晶体管132的第一上拉栅极端子102、第一下拉晶体管130的第一下拉栅极端子104、电荷转移门142的电荷转移门端子106(例如，经由电荷转移电路124的第三输入端子160)、第二上拉晶体管136的第二上拉栅极端子108，和第二下拉晶体管134的第二下拉栅极端子110。控制电路系统122被配置成将信号提供到第一上拉栅极端子102、第一下拉栅极端子104、电荷转移门端子106、第二上拉栅极端子108和第二下拉栅极端子110来控制SCRC预驱动电路120、电荷转移电路124和SCRC开关126的操作。控制电路系统122被配置成提供的信号的实例参考图2论述。
图2是根据一些实施例的图1的设备100的信号200的信号时序图。参看图1和图2一起，信号200包含第一上拉信号202(第一上拉栅极端子102上)、第一下拉信号204(第一下拉栅极端子104上)、电荷转移控制信号206(电荷转移门端子106上)、第二上拉信号208(第二上拉栅极端子108上)、第二下拉信号210(第二下拉栅极端子110上)、第一中间节点信号212(第一中间节点112上)、第二中间节点信号214(第二中间节点114上)、上拉SCRC栅极信号216(上拉SCRC栅极端子116上)，和下拉SCRC栅极信号218(下拉SCRC栅极信号118上)。
控制电路系统122被配置成将第一上拉信号202提供到第一上拉晶体管132的第一上拉栅极端子102。响应于第一上拉信号202的断言(例如，逻辑电平低电压电位，因为第一上拉晶体管132为PMOS晶体管)，第一上拉晶体管132可将电力供应高电压电位线VPERI电连接到电荷转移电路124的第一输入端子152。响应于第一上拉信号202的解除断言(例如，逻辑电平高电压电位)，第一上拉晶体管132可使电力供应高电压电位线VPERI与第一输入端子152电隔离。
控制电路系统122还被配置成将第一下拉信号204提供到第一下拉晶体管130的第一下拉栅极端子104。响应于第一下拉信号204的断言(例如，逻辑电平高电压电位，因为第一下拉晶体管130为NMOS晶体管)，第一下拉晶体管130可将电力供应低电压电位线VSS电连接到电荷转移电路124的第一输入端子152。响应于第一下拉信号204的解除断言(例如，逻辑电平低电压电位，因为第一下拉晶体管130为NMOS晶体管)，第一下拉晶体管130可使电力供应低电压电位线VSS与第一输入端子152电隔离。
控制电路系统122进一步被配置成将电荷转移控制信号206提供到电荷转移门142的电荷转移门端子106(例如，经由电荷转移电路124的第三输入端子160)。响应于电荷转移控制信号206的断言(例如，逻辑电平高电压电位，因为电荷转移门142为NMOS晶体管)，电荷转移门142可将第一中间节点112电连接到第二中间节点114。因此，电荷转移门142可将第一电阻路径162电连接到第二电阻路径164。响应于电荷转移控制信号206的解除断言(例如，逻辑电平低电压电位，因为电荷转移门142为NMOS晶体管)，电荷转移门142可使第一中间节点112与第二中间节点114电隔离。因此，电荷转移门142可使第一电阻路径162与第二电阻路径164电隔离。
控制电路系统122进一步被配置成将第二上拉信号208提供到第二上拉晶体管136的第二上拉栅极端子108。响应于第二上拉信号208的断言(例如，逻辑电平低电压电位，因为第二上拉晶体管136为PMOS晶体管)，第二上拉晶体管136可将电力供应高电压电位线VPERI电连接到电荷转移电路124的第二输入端子154。响应于第二上拉信号208的解除断言(例如，逻辑电平高电压电位，因为第二上拉晶体管136为PMOS晶体管)，第二上拉晶体管136可使电力供应高电压电位线VPERI与电荷转移电路124的第二输入端子154电隔离。
控制电路系统122还被配置成将第二下拉信号210提供到第二下拉晶体管134的第二下拉栅极端子110。响应于断言(例如，逻辑电平高电压电位，因为第二下拉晶体管134为NMOS晶体管)，第二下拉晶体管134可将电力供应低电压电位线VSS电连接到电荷转移电路124的第二输入端子154。响应于解除断言(例如，逻辑电平低电压电位，因为第二下拉晶体管134为NMOS晶体管)，第二下拉晶体管134可使电力供应低电压电位线VSS与电荷转移电路124的第二输入端子154电隔离。
在期间SCRC开关126切断以防止将电力提供到电子电路128的SCRC断开操作状态220中，控制电路系统122可维持断言第一上拉信号202和第二下拉信号210，且维持解除断言第一下拉信号204和第二上拉信号208。因此，电荷转移电路124的第一输入端子152可经由第一上拉晶体管132电连接到电力供应高电压电位线VPERI，且第二输入端子154可经由第二下拉晶体管134电连接到电力供应低电压电位线VSS。
在第一输入端子152在SCRC断开操作状态220中电连接到电力供应高电压电位线VPERI的情况下，第一中间节点112和上拉SCRC栅极端子116可朝向逻辑电平高电压电位充电。图2展示分别在第一中间节点112和上拉SCRC栅极端子116上的第一中间节点信号212和上拉SCRC栅极信号216，其在SCRC断开操作状态220期间充电到且维持在逻辑电平高电压电位。上拉SCRC栅极信号216的逻辑电平高电压电位可充当所述一或多个上拉SCRC晶体管140的上拉SCRC栅极端子116的解除断言，从而使电力供应高电压电位线VPERI与电力接收高电压电位线VPERIZ电隔离。
并且，在第二输入端子154在SCRC断开操作状态220中电连接到电力供应低电压电位线VSS的情况下，第二中间节点114和下拉SCRC栅极端子118可朝向逻辑电平低电压电位充电。图2展示分别在第一中间节点112和上拉SCRC栅极端子116上的第二中间节点信号214和下拉SCRC栅极信号218，其在SCRC断开操作状态220期间充电到且维持在逻辑电平低电压电位。下拉SCRC栅极信号218的逻辑电平低电压电位可充当所述一或多个下拉SCRC晶体管138的下拉SCRC栅极端子118的解除断言，从而使电力供应低电压电位线VSS与电力接收低电压电位线VSSZ电隔离。
在期间SCRC开关126接通以将电力提供到电子电路128的SCRC接通操作状态224中，控制电路系统122可维持解除断言第一上拉信号202和第二下拉信号210，且维持断言第一下拉信号204和第二上拉信号208。因此，电荷转移电路124的第一输入端子152可经由第一下拉晶体管130电连接到电力供应低电压电位线VSS，且第二输入端子154可经由第二上拉晶体管136电连接到电力供应高电压电位线VPERI。
在第一输入端子152在SCRC接通操作状态224中电连接到电力供应低电压电位线VSS的情况下，第一中间节点112和上拉SCRC栅极端子116可朝向逻辑电平低电压电位充电。图2展示分别在第一中间节点112和上拉SCRC栅极端子116上的第一中间节点信号212和上拉SCRC栅极信号216，其在SCRC接通操作状态224期间充电到且维持在逻辑电平低电压电位。上拉SCRC栅极信号216的逻辑电平低电压电位可充当所述一或多个上拉SCRC晶体管140的上拉SCRC栅极端子116的断言，从而将电力供应高电压电位线VPERI电连接到电力接收高电压电位线VPERIZ。
并且，在第二输入端子154在SCRC接通操作状态224中电连接到电力供应高电压电位线VPERI的情况下，第二中间节点114和下拉SCRC栅极端子118可朝向逻辑电平高电压电位充电。图2展示分别在第一中间节点112和上拉SCRC栅极端子116上的第二中间节点信号214和下拉SCRC栅极信号218，其在SCRC接通操作状态224期间充电到且维持在逻辑电平高电压电位。下拉SCRC栅极信号218的逻辑电平高电压电位可充当所述一或多个下拉SCRC晶体管138的下拉SCRC栅极端子118的断言，从而将电力供应低电压电位线VSS电连接到电力接收低电压电位线VSSZ。
在SCRC断开操作状态220和SCRC接通操作状态224之间的过渡中，控制电路系统122可在电荷转移时间周期222内控制设备100。在电荷转移时间周期222内，控制电路系统122可解除断言第一上拉信号202、第一下拉信号204、第二上拉信号208和第二下拉信号210中的每一个，且断言电荷转移控制信号206。因此，第一输入端子152和第二输入端子154可通过SCRC预驱动电路120与电力供应线VPERI、VSS电隔离。换句话说，控制电路系统122可在电荷转移时间周期222期间停用或切断SCRC预驱动电路120。然而，电荷转移控制信号206的断言可将第一中间节点112经由电荷转移门142电连接到第二中间节点114，且上拉SCRC栅极端子116和下拉SCRC栅极端子118处的电荷可经由电荷转移门142转移(例如，均衡化)。相应地，第一中间节点信号212、第二中间节点信号214、上拉SCRC栅极信号216和下拉SCRC栅极信号218可各自在电荷转移时间周期222期间放电。
借助于非限制性实例，在从SCRC断开操作状态220到SCRC接通操作状态224的过渡中(电荷转移时间周期222在时间t1处开始且在时间t2处结束)，第一中间节点信号212和上拉SCRC栅极信号216可从逻辑电平高电压电位朝向逻辑电平低电压电位放电。因此，在电荷转移时间周期222结束时，第一中间节点信号212和上拉SCRC栅极信号216比在SCRC断开操作状态220结束时更接近逻辑电平低电压电位。在第一中间节点信号212和第二中间节点信号214如此减小的情况下，相比于在无电荷转移时间周期222的情况下从SCRC断开操作状态220直接过渡到SCRC接通操作状态224，需要较少电流在SCRC接通操作状态224中将第一中间节点信号212和上拉SCRC栅极信号216下拉到逻辑电平低电压电位。类似地，在电荷转移时间周期222期间，第二中间节点信号214和下拉SCRC栅极信号218可朝向逻辑电平高电压电位放电。在第二中间节点信号214和下拉SCRC栅极信号218如此增加的情况下，相比于在无电荷转移时间周期222的情况下从SCRC断开操作状态220直接过渡到SCRC接通操作状态224，需要较少电流在SCRC接通操作状态224中将第二中间节点信号214和下拉SCRC栅极信号218上拉到逻辑电平高电压电位。
同样借助于非限制性实例，在从SCRC接通操作状态224到SCRC断开操作状态220的过渡中(电荷转移时间周期222在时间t3处开始且在时间t4处结束)，第一中间节点信号212和上拉SCRC栅极信号216可从逻辑电平低电压电位朝向逻辑电平高电压电位放电。因此，在电荷转移时间周期222结束时，第一中间节点信号212和上拉SCRC栅极信号216比在SCRC接通操作状态224结束时更接近逻辑电平高电压电位。在第一中间节点信号212和第二中间节点信号214如此增加的情况下，相比于在无电荷转移时间周期222的情况下从SCRC接通操作状态224直接过渡到SCRC断开操作状态220，需要较少电流在SCRC断开操作状态220中将第一中间节点信号212和上拉SCRC栅极信号216上拉到逻辑电平高电压电位。类似地，在电荷转移时间周期222期间，第二中间节点信号214和下拉SCRC栅极信号218可朝向逻辑电平低电压电位放电。在第二中间节点信号214和下拉SCRC栅极信号218如此减小的情况下，相比于在无电荷转移时间周期222的情况下从SCRC接通操作状态224直接过渡到SCRC断开操作状态220，需要较少电流在SCRC断开操作状态220中将第二中间节点信号214和下拉SCRC栅极信号218下拉到逻辑电平低电压电位。
第一对SCRC控制信号可包含第一上拉信号202和第一下拉信号204。如图2中所示出，控制电路系统122可被配置成使第一上拉信号202的断言和解除断言分别与第一下拉信号204的断言和解除断言在时间上交错。控制电路系统122被配置成在第一上拉信号202和第一下拉信号204的交错的断言和解除断言之间断言电荷转移控制信号206。
类似地，第二对SCRC控制信号包含第二上拉信号208和第二下拉信号210。如图2中所示出，控制电路系统122可被配置成使第二上拉信号208的断言和解除断言分别与第二下拉信号210的断言和解除断言在时间上交错。控制电路系统122被配置成在第二上拉信号208和第二下拉信号210的交错的断言和解除断言之间断言电荷转移控制信号206。
图3是示出根据一些实施例的切换SCRC开关的方法300的流程图。在一些实施例中，方法300可由图1的控制电路系统122执行。在操作302中，方法300包含在SCRC断开操作状态(例如，SCRC断开操作状态220)中操作SCRC预驱动电路(例如，图1的SCRC预驱动电路120)。在一些实施例中，在SCRC断开操作状态中操作SCRC预驱动电路包含维持断言SCRC预驱动电路的第一上拉晶体管(例如，图1的第一上拉晶体管132)的栅极端子(例如，图1的第一上拉栅极端子102)上的第一上拉信号(例如，图2的第一上拉信号202)。在SCRC断开操作状态中操作SCRC预驱动电路还可包含维持解除断言SCRC预驱动电路的第一下拉晶体管(例如，图1的第一上拉晶体管132)的栅极端子(例如，图1的第一下拉栅极端子104)上的第一下拉信号(例如，图2的第一下拉信号204)。在SCRC断开操作状态中操作SCRC预驱动电路可进一步包含维持解除断言SCRC预驱动电路的第二上拉晶体管(例如，图1的第二上拉晶体管136)的栅极端子(例如，图1的第二上拉栅极端子108)上的第二上拉信号(例如，图2的第二上拉信号208)。在SCRC断开操作状态中操作SCRC预驱动电路还可包含维持断言SCRC预驱动电路的第二下拉晶体管(例如，图1的第二下拉晶体管134)的栅极端子(例如，图1的第二下拉栅极端子110)上的第二下拉信号(例如，图2的第二下拉信号210)。
在操作304中，方法300包含在SCRC接通操作状态(例如，图2的SCRC接通操作状态224)中操作SCRC预驱动电路。在一些实施例中，在SCRC接通操作状态中操作SCRC预驱动电路包含维持解除断言SCRC预驱动电路的第一上拉晶体管的栅极端子上的第一上拉信号。在SCRC接通操作状态中操作SCRC预驱动电路还可包含维持断言SCRC预驱动电路的第一下拉晶体管的栅极端子上的第一下拉信号。在SCRC接通操作状态中操作SCRC预驱动电路可进一步包含维持断言SCRC预驱动电路的第二上拉晶体管的栅极端子上的第二上拉信号。在SCRC接通操作状态中操作SCRC预驱动电路还可包含维持解除断言SCRC预驱动电路的第二下拉晶体管的栅极端子上的第二下拉信号。
在操作306中，方法300包含在SCRC断开操作状态和SCRC接通操作状态之间的过渡处的电荷转移时间周期(例如，图2的电荷转移时间周期222)期间维持SCRC预驱动电路停用。在一些实施例中，维持SCRC预驱动电路停用包含维持解除断言SCRC预驱动电路的第一上拉晶体管的栅极端子上的第一上拉信号。维持SCRC预驱动电路停用还可包含维持解除断言SCRC预驱动电路的第一下拉晶体管的栅极端子上的第一下拉信号。维持SCRC预驱动电路停用可进一步包含维持解除断言SCRC预驱动电路的第二上拉晶体管的栅极端子上的第二上拉信号。维持SCRC预驱动电路停用还可包含维持解除断言SCRC预驱动电路的第二下拉晶体管的栅极端子上的第二下拉信号。
在操作308中，方法300包含在电荷转移时间周期期间在一或多个上拉SCRC晶体管(例如，图1的一或多个上拉SCRC晶体管140)的上拉栅极端子(例如，图1的上拉SCRC栅极端子116)和一或多个下拉SCRC晶体管(例如，图1的一或多个下拉SCRC晶体管138)的下拉栅极端子(例如，图1的下拉SCRC栅极端子118)之间转移电荷。在一些实施例中，在一或多个上拉SCRC晶体管的上拉栅极端子和一或多个下拉SCRC晶体管的下拉栅极端子之间转移电荷包含断言电荷转移门(例如，图1的电荷转移门142)的栅极端子(例如，图1的电荷转移门端子106)上的电荷转移控制信号(例如，图2的电荷转移控制信号206)。
图4是根据一些实施例的计算系统400的框图。计算系统400包含一或多个处理器404，其可操作地耦合到一或多个存储器装置402、一或多个非易失性数据存储装置410一或多个输入装置406和一或多个输出装置408。在一些实施例中，计算系统400包含个人计算机(PC)，例如台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、移动计算机(例如，智能电话、个人数字助理(PDA)等)、网络服务器或其它计算机装置。
在一些实施例中，所述一或多个处理器404可包含中央处理单元(CPU)或被配置成控制计算系统400的其它处理器。在一些实施例中，所述一或多个存储器装置402包含随机存取存储器(RAM)，例如易失性数据存储装置(例如，动态RAM(DRAM)、静态RAM(SRAM)等)。在一些实施例中，所述一或多个非易失性数据存储装置410包含硬盘驱动器、固态驱动器、快闪存储器、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、其它非易失性数据存储装置，或其任何组合。在一些实施例中，所述一或多个输入装置406包含键盘414、指向装置418(例如，鼠标、跟踪垫等)、麦克风412、小键盘416、扫描仪420、相机428、其它输入装置，或其任何组合。在一些实施例中，输出装置408包含电子显示器422、扬声器426、打印机424、其它输出装置，或其任何组合。
在一些实施例中，所述一或多个存储器装置402可包含图1的设备100。借助于非限制性实例，图1的电子电路128可包含存储器装置的电路系统。同样借助于非限制性实例，所述一或多个存储器装置402可被配置成执行图3的方法300。作为另一非限制性实例，所述一或多个存储器装置402可被配置成根据图2的信号时序图操作。
所属领域的一般技术人员应了解，本文中所公开的实施例的功能元件(例如，功能、操作、动作、过程和/或方法)可实施于任何合适的硬件、软件、固件或其组合中。图5示出本文中所公开的功能元件的实施方案的非限制性实例。在一些实施例中，本文中所公开的功能元件的一些或所有部分可由专门被配置成用于实行功能元件的硬件执行。
图5是在一些实施例中可用于实施本文所公开的各种功能、操作、动作、过程和/或方法的电路系统500的框图。电路系统500包含可操作地耦合到一或多个数据存储装置(在本文中有时被称作“存储装置504”)的一或多个处理器502(在本文中有时被称作“处理器502”)。存储装置504包含存储于其上的机器可执行代码506，且处理器502包含逻辑电路系统508。机器可执行代码506包含描述可由逻辑电路系统508实施(例如，由其执行)的功能元件的信息。逻辑电路系统508适于实施(例如，执行)由机器可执行代码506描述的功能元件。电路系统500当执行由机器可执行代码506描述的功能元件时应当被视为被配置成用于实行本文公开的功能元件的专用硬件。在一些实施例中，处理器502可被配置成循序地、同时(例如，在一或多个不同硬件平台上)或以一或多个并行处理流执行由机器可执行代码506描述的功能元件。
当由处理器502的逻辑电路系统508实施时，机器可执行代码506被配置成使处理器502适于执行本文公开的实施例的操作。举例来说，机器可执行代码506可被配置成使处理器502适于执行图3的方法300的至少一部分或全部。作为另一实例，机器可执行代码506可被配置成使处理器502适于执行针对图1的控制电路系统122论述的操作的至少一部分或全部。作为特定非限制性实例，机器可执行代码506可被配置成使处理器502适于根据本文所论述的实施例生成图2的第一上拉信号202、第一下拉信号204、电荷转移控制信号206、第二上拉信号208和第二下拉信号210来控制设备100。
处理器502可包含通用处理器、专用处理器、中央处理单元(CPU)、微控制器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件、其它可编程装置，或被设计成执行本文中所公开的功能的其任何组合。包含处理器的通用计算机在所述通用计算机被配置成执行对应于与本公开的实施例相关的机器可执行代码506(例如，软件代码、固件代码、硬件描述)的功能元件时被视为专用计算机。应注意，通用处理器(在本文中也可称作主机处理器或简单地称为主机)可以是微处理器，但在替代方案中，处理器502可包含任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器502还可被实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器的组合、一或多个微处理器结合DSP核心，或任何其它此类配置。
在一些实施例中，存储装置504包含易失性数据存储装置(例如，随机存取存储器(RAM))、非易失性数据存储装置(例如，快闪存储器、硬盘驱动器、固态驱动器、可擦除可编程只读存储器(EPROM)等)。在一些实施例中，处理器502和存储装置504可实施为单个装置(例如，半导体装置产品、芯片上系统(SOC)等)。在一些实施例中，处理器502和存储装置504可实施为单独的装置。
在一些实施例中，机器可执行代码506可包含计算机可读指令(例如，软件代码、固件代码)。借助于非限制性实例，计算机可读指令可由存储装置504存储，由处理器502直接存取，且由处理器502至少使用逻辑电路系统508执行。同样借助于非限制性实例，计算机可读指令可存储在存储装置504上，传递到存储器装置(未图示)以供执行，且由处理器502至少使用逻辑电路系统508执行。相应地，在一些实施例中，逻辑电路系统508包含电学上可配置的逻辑电路系统508。
在一些实施例中，机器可执行代码506可描述待实施于逻辑电路系统508中以执行功能元件的硬件(例如，电路系统)。此硬件可以从低级晶体管布局到高级描述语言的多种抽象级中的任一个描述。在高抽象级处，可使用例如IEEE标准硬件描述语言(HDL)等硬件描述语言(HDL)。借助于非限制性实例，可使用VERILOGTM、SYSTEMVERILOGTM或超大规模集成(VLSI)硬件描述语言(VHDLTM)。
HDL描述可按需要转换成众多其它抽象级中的任一个处的描述。作为非限制性实例，高级描述可转换成逻辑级描述(例如，寄存器传送语言(RTL))、门级(GL)描述、布局级描述或掩码级描述。作为非限制性实例，逻辑电路系统508的硬件逻辑电路(例如，非限制性地，门、触发器、寄存器)将执行的微操作可描述于RTL中并且接着通过合成工具转换成GL描述，且GL描述可通过放置和路由工具转换成与可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其组合的集成电路的物理布局对应的布局级描述。因此，在一些实施例中，机器可执行代码506可包含HDL、RTL、GL描述、掩码级描述、其它硬件描述或其任何组合。
在其中机器可执行代码506包含硬件描述(在任何抽象级)的实施例中，系统(未图示，但包含存储装置504)可被配置成实施由机器可执行代码506描述的硬件描述。借助于非限制性实例，处理器502可包含可编程逻辑装置(例如，FPGA或PLC)且逻辑电路系统508可受电控制以将对应于硬件描述的电路系统实施到逻辑电路系统508中。同样借助于非限制性实例，逻辑电路系统508可包含由制造系统(未图示，但包含存储装置504)根据机器可执行代码506的硬件描述制造的硬连线逻辑。
无论机器可执行代码506是否包含计算机可读指令或硬件描述，逻辑电路系统508都适于当实施机器可执行代码506的功能元件时执行由机器可执行代码506描述的功能元件。应注意，虽然硬件描述可能不直接描述功能元件，但硬件描述间接描述由所述硬件描述描述的硬件元件能够执行的功能元件。
如本公开所使用，术语“模块”或“组件”可指被配置成执行可存储在计算系统的通用硬件(例如，计算机可读介质、处理装置等)上和/或由所述通用硬件执行的模块或组件和/或软件对象或软件例程的动作的特定硬件实施方案。在一些实施例中，本公开中描述的不同组件、模块、引擎和服务可实施为在计算系统上执行(例如，作为单独线程)的对象或过程。虽然本公开中描述的系统和方法中的一些大体上被描述为在软件(存储在通用硬件上和/或由通用硬件执行)中实施，但特定硬件实施方案或软件与特定硬件实施方案的组合也是可能的和审慎考虑的。
如本公开中所使用，参考多个元件的术语“组合”可包含所有元件的组合或一些元件的各种不同子组合中的任一种。举例来说，短语“A、B、C、D或其组合”可指代以下任一个：A、B、C或D；A、B、C和D中的每一个的组合；以及A、B、C或D的任何子组合，例如A、B和C；A、B和D；A、C和D；B、C和D；A和B；A和C；A和D；B和C；B和D；或C和D。
本公开中且尤其在所附权利要求书(例如，所附权利要求书的主体)中所使用的术语通常意图为“开放”术语(例如，术语“包含(including)”应解释为“包含(但不限于)”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包含(includes)”应解释为“包含(但不限于)”等)。
另外，如果意图特定数目的所引入权利要求叙述，则将在所述权利要求中明确叙述这种意图，且在不存在这种叙述的情况下，不存在这种意图。举例来说，为了辅助理解，所附权利要求书可含有介绍性短语“至少一个”和“一或多个”的使用，以介绍权利要求叙述。然而，此些短语的使用不应解释为暗示通过不定冠词“一”引入权利要求叙述将含有如此引入的权利要求叙述的任何特定权利要求限于仅含有一个这类叙述的实施例，即使当同一个权利要求包含介绍性短语“一或多个”或“至少一个”和例如“一”等不定冠词时也如此(例如，“一”应解释为表示“至少一个”或“一或多个”)；这同样适用于使用定冠词来引入权利要求叙述的情况。
另外，即使明确叙述特定数目的所引入权利要求叙述，所属领域的技术人员也将认识到，此类叙述应解释为表示至少所叙述的数目(例如，不具有其它修饰语的无修饰叙述“两个叙述”表示至少两个叙述或者两个或更多个叙述)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”或“A、B和C等中的一或多个”的惯例的那些例项中，一般来说，此结构意图仅包含A、仅包含B、仅包含C、包含A和B、包含A和C、包含B和C，或包含A、B和C，等等。
另外，应理解，无论在描述内容、权利要求书还是图式中，呈现两个或更多个替代术语的任何转折性词语或短语预期包含所述术语中的一个、所述术语中的任一个或这两个术语的可能性。举例来说，短语“A或B”将理解为包含“A”或“B”或“A和B”的可能性。
虽然本文已相对于某些示出的实施例描述了本公开，但所属领域的一般技术人员将认识和了解本发明不限于此。实际上，在不脱离如下文所要求的本发明及其合法等效物的范围的情况下，可对所示出和描述的实施例作出许多添加、删除和修改。另外，来自一个实施例的特征可以与另一实施例的特征组合，同时仍涵盖在发明人所审慎考虑的本发明的范围内。
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
