专利名称：源发生器及其控制方法
技术领域：
本发明涉及半导体存储技术领域，特别涉及一种源发生器及其控制方法。
技术背景
最近半导体存储器显著发展的进程中，由于DRAM、EEPROM, FLASH等先进存储器具有高密度、低功耗和低价格的优点，已经成为了计算机、移动通信终端中普遍 采用存储装置。
在存储器系统中，源发生器一般用来给芯片在不同的工作模式下提供正确的电 压。一方面，在动态模式(active mode)下，它的输出电压需要稳定的越快越好，以保证 存储器系统的读取速度；另一方面，在静态模式(standbymode)下，源发生器又需要满 足消耗最少的电流以保证降低静态功耗的要求。
专利号为03145337.6的中国专利要求保护一种半导体存储器件中的内部电压源 发生器，其中包括内部电压产生电路，该电路中，响应于正常工作模式，供给或下变换 外部电压源以向内部电路提供第一电平的内部电压源；响应于具有与正常模式有补充关 系的低功耗模式，将外部电压源转换为低于第一电平的第二电平的电压，通过上述方式 来降低功耗。
现有技术中还提供了源发生器的多种设计方案。具体如下
方案之一在存储器系统从静态模式进入动态模式的同时打开源发生器，因 为模式转换的过程中电压的建立时间会比较长，甚至超过预先定义的访问时间的最大指 标，这种设计方案将严重影响系统的访问时间。
方案之二采用一个小电流来偏置源发生器，这种方案一方面会在静态模式下 消耗不可忽略的电流，导致功耗增加；另一方面由于驱动能力的限制，存储器系统的访 问时间也会受到影响。
方案之三采用一个频率固定的使能信号来控制源发生器，因为频率的设定是 按照最坏的情形设计的，这种方法会消耗较大的电流。在高温下存储器系统的漏电流将 会远远大于低温下的漏电流，实际频率的设计却是按照高温的情形考虑。
方案之四采用一个漏电检测电路来产生一个使能信号，再用这个使能信号来 控制源发生器，这种方案的缺点在于，漏电检测一方面很难控制，另一方面也会消耗电 流。
由以上分析可见，现有的存储器系统的源发生器存在各种各样的缺点，普遍的 问题在于不能够同时满足低功耗和较快访问时间的要求。发明内容
本发明解决的问题是如何提供一种同时满足低功耗和较快访问时间的要求的源 发生器。
为解决上述问题，本发明提供一种源发生器，包括3
电流生成模块，用于形成亚阈值电流；
振荡模块，用于由所述亚阈值电流来偏置并产生时钟信号；
脉冲整形模块，用于将所述时钟信号转换为使能信号并输出；
源发生模块，在所述使能信号的控制下输出电压。
所述时钟信号随温度的变化关系与所述亚阈值电流随温度的变化的关系一致。
所述使能信号的高电平相位保持不变。
在亚阈值电流的偏置下，所述时钟信号的频率和高电平相位均发生变化。
在静态模式下，振荡器的高电平输出相位和源发生模块在动态模式下的使能信 号的相位一致。
所述源发生器还包括调节模块，用于调节所述亚阈值电流的温度特性。
所述调节模块包括激光熔丝，电熔丝或者非挥发性存储器的存储单元。
所述源发生器的在静态模式下使能信号为高电平和动态模式下工作。
相应的，还提供一种源发生器的控制方法，包括以下步骤
提供亚阈值电流，
由所述亚阈值电流来偏置而产生时钟信号，
将所述时钟信号转换为使能信号并输出，
在所述使能信号的控制下源发生器输出电压。
所述时钟信号随温度的变化关系与所述亚阈值电流随温度的变化的关系一致， 所述使能信号的高电平相位保持不变。
与现有技术相比，上述技术方案提供的源发生器及其控制方法具有以下优点
首先，在静态模式下，由于采用亚阈值电流在偏置，不会造成较大的电流消 耗，因此系统的功耗很低。其次，所述振荡模块由亚阈值电流来偏置，这样由于电流 生成模块亚阈值电流随着温度的关系，振荡模块输出时钟信号的频率也会跟踪温度的变 化，从而能正确地补偿由于系统由于亚阈值的漏电而造成的源发生器的输出电压的改 变。另外，无论是静态模式还是动态模式，使能信号的高电平相位始终一样，于是，系 统的访问时间不会受到影响。
通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附 图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点 在于示出本发明的主旨。
图1为本发明实施例中源发生器的示意图2为本发明实施例中源发生器的信号时序图3为本发明另一实施例中源发生器的示意图4为本实施例中源发生器的控制方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发 明的具体实施方式
做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可 以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例 的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说 明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其 在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维 空间尺寸。
为突出本发明的特点，附图中没有给出与本发明的发明点必然直接相关的部 分，例如激光熔丝，电熔丝或者非挥发性存储器的存储单元等之类的调节模块。
正如前文背景技术中所述，本领域技术人员为获得低功耗、输出稳定并且不影 响读取时间的源发生器，提出了多种技术方案。但是这些技术方案都存在这样或那样的 问题，基于这样的背景，本发明的发明人经研究后提出了本发明的源发生器及其控制方 法的技术方案，采用亚阈值电流偏置振荡器来产生使能信号，用这个使能信号控制源发 生器。源发生器只有在静态模式下使能信号为高电平及动态模式下才工作。
下面结合附图详细说明所述源发生器的一个具体的实施例。
图1为本发明实施例中所述源发生器的示意图，图2为本发明实施例中所述源发 生器的信号时序图。
如图1所示，源发生器100包括电流生成模块101，振荡模块102，脉冲整形 模块103和源发生模块104 ；其中，
所述电流生成模块101，用于形成亚阈值电流Isub ；
所述振荡模块102，用于由所述亚阈值电流Isub来偏置并产生时钟信号CLK ；
所述脉冲整形模块103，用于将所述时钟信号CLK转换为使能信号EN并输出；
所述源发生模块104，用于在所述使能信号EN的控制下输出电压V。UT。
其中，参照图2所示，所述时钟信号CLK随温度的变化关系与所述亚阈值电流 Isub随温度的变化的关系一致。所述使能信号EN的高电平相位保持不变。
图2中以A表示静态模式下的低温区6tandby_Low temp)，以B表示静态模式 下的高温区6tandby_High temp)，以C表示动态模式区(Active)。由上到下依次表示振 荡模块102输出的时钟信号CLK，经过脉冲整形模块103转换后的使能信号EN，以及， 源发生模块104输出的电压Vqut也就是源发生器最终的输出电压。
可见，由静态模式下的低温区A到静态模式下的高温区B和动态模式区C，时钟 信号CLK的频率随着温度的升高而增大，而高电平相位减小；相应的，使能信号EN的 频率也随着温度的升高而增大，但高电平相位一直不变。
通常，随着温度的升高，系统的亚阈值电流相应的也会增加，这是亚阈值电流 固有的温度特性，即随着温度的升高亚阈值电流增大，将会导致漏电流的增大，使得源 发生器的输出电压降低，为避免亚阈值电流这种温度特性带来源发生器输出电压的不稳 定性，本发明的实施例中，所述振荡模块102由亚阈值电流Isub来偏置，这样由于电流生 成模块101亚阈值电流Isub随着温度的关系，振荡模块102输出时钟信号CLK的频率也 会跟踪温度的变化，从而能正确地补偿由于系统由于亚阈值的漏电而造成的源发生器的 输出电压的改变。
另一方面，无论静态模式区A、B，还是动态模式区C，虽然在亚阈值电流Isub 的偏置下，所述时钟信号CLK的频率和高电平相位均发生变化，但是，所述使能信号EN 的高电平相位一直保持不变，这样一来，参照图2中源发生模块104输出的电压VQUT，所 述源发生器的在静态模式区A、B使能信号EN为高电平和动态模式区C工作，整体上来 看，系统的访问时间不会受到影响，于是避免了现有技术中由静态模式区A、B进入动态 模式区C才打开源发生器，导致电压建立时间较长而影响系统访问时间的问题。
另外，在静态模式下，振荡模块102的高电平输出相位和源发生器在动态模式 下的使能信号的相位一致。
本实施例中，由于采用亚阈值电流Isub来偏置，也就是说，振荡模块工作在亚阈 值区，这样就能够避免消耗较大的电流，因此整体来看功耗很低，满足系统的对降低功 耗的需求。
此外，在本发明的另一实施例中，如图3所示，源发生器200不仅包括电流生成 模块201，振荡模块202，脉冲整形模块203和源发生模块204，另外还包括调节模块 205，该调节模块205连接电流生成模块201，用于调节亚阈值电流Isub的温度特性。
换言之，所述调节模块205可以调节亚阈值电流Isub的随温度的变化关系，进而 改变振荡模块202输出时钟信号CLK的频率跟踪温度的变化关系。
所述调节模块205例如为激光熔丝，电熔丝或者非挥发性存储器的存储单元 等，但并不仅限于此。
本实施例中所述源发生器的电流生成模块201，振荡模块202，脉冲整形模块 203和源发生模块204均与前一实施例的组成和功能类似，在此不再一一赘述。
下面结合附图详细说明本发明源发生器控制方法的一个具体的实施例。
图4为本实施例中源发生器的控制方法的流程图。如图所示，所述控制方法具 体包括以下步骤
步骤Sl 提供亚阈值电流；
步骤幻在所述亚阈值电流来偏置下产生时钟信号；
步骤S3 将所述时钟信号转换为使能信号并输出；
步骤S4 在所述使能信号的控制下源发生器输出电压。
其中，所述时钟信号CLK随温度的变化关系与所述亚阈值电流Isub随温度的变 化的关系一致。所述使能信号EN的高电平相位保持不变。
参照图2所示，由静态模式下的低温区A到静态模式下的高温区B和动态模式 区C，时钟信号CLK的频率随着温度的升高而增大，而高电平相位减小；相应的，使能 信号EN的频率也随着温度的升高而增大，但高电平相位一直不变。
此外，所述控制方法在步骤Sl之后还包括调节亚阈值电流Isub的温度特性，而 后再利用调节后的亚阈值电流I’ SUB偏置来产生时钟信号。
采用以上各个实施例提供的源发生器及其控制方法，具有以下优点
1、在静态模式下，由于采用亚阈值电流在偏置，不会造成较大的电流消耗，因 此系统的功耗很低。
2.因为亚阈值电流随温度的关系正好跟踪源发生模块输出电压随温度的关系， 所以，整体上来看，源发生器输出电压的变化会被正确的得到补偿。
3、无论是静态模式还是动态模式，使能信号的高电平相位始终一样，于是，系 统的访问时间不会受到影响。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限 制。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉 本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和 技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施 例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所 做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1.一种源发生器，其特征在于，包括电流生成模块，用于形成亚阈值电流；振荡模块，用于由所述亚阈值电流来偏置并产生时钟信号；脉冲整形模块，用于将所述时钟信号转换为使能信号并输出；源发生模块，用于在所述使能信号的控制下输出电压。
2.根据权利要求1所述的源发生器，其特征在于，所述时钟信号随温度的变化关系与 所述亚阈值电流随温度的变化的关系一致。
3.根据权利要求1或2所述的源发生器，其特征在于，所述使能信号的高电平相位保 持不变。
4.根据权利要求1或2所述的源发生器，其特征在于，在亚阈值电流的偏置下，所述 时钟信号的频率和高电平相位均发生变化。
5.根据权利要求1所述的源发生器，其特征在于，在静态模式下，振荡器的高电平输 出相位和源发生模块在动态模式下的使能信号的相位一致。
6.根据权利要求1所述的源发生器，其特征在于，还包括调节模块，用于调节所 述亚阈值电流的温度特性。
7.根据权利要求6所述的源发生器，其特征在于，所述调节模块包括激光熔丝， 电熔丝或者非挥发性存储器的存储单元。
8.根据权利要求1所述的源发生器，其特征在于，所述源发生器的在静态模式下使能 信号为高电平和动态模式下工作。
9.一种源发生器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤提供亚阈值电流，由所述亚阈值电流来偏置而产生时钟信号，将所述时钟信号转换为使能信号并输出，在所述使能信号的控制下源发生器输出电压。
10.根据权利要求9所述的源发生器的控制方法，其特征在于，所述时钟信号随温度的变化关系与所述亚阈值电流随温度的变化的关系一致，所述 使能信号的高电平相位保持不变。
全文摘要
本发明提供一种源发生器，包括电流生成模块，用于形成亚阈值电流；振荡模块，用于由所述亚阈值电流来偏置并产生时钟信号；脉冲整形模块，用于将所述时钟信号转换为使能信号并输出；源发生模块，在所述使能信号的控制下输出电压。采用以上提供的源发生器及其控制方法，具有以下优点在静态模式下，由于采用亚阈值电流在偏置，不会造成较大的电流消耗，因此系统的功耗很低。其次，因为亚阈值电流随温度的关系正好跟踪源发生模块输出电压随温度的关系，所以，整体上来看，源发生器输出电压的变化会被正确的得到补偿。而且，无论是静态模式还是动态模式，使能信号的高电平相位始终一样，于是，系统的访问时间不会受到影响。
文档编号G05F1/46GK102023665SQ200910195959
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月17日 优先权日2009年9月17日
发明者杨光军 申请人:上海宏力半导体制造有限公司