电源驱动装置及随机存储器的制作方法

文档序号:15079350发布日期:2018-08-03 11:53阅读:165来源:国知局

本发明涉及随机存储器,具体涉及一种用于驱动随机存储器中功能模块的电源驱动装置及随机存储器。



背景技术:

随机存储器中通过串联晶体管来控制功能模块供电,但是串联的晶体管一般数目较大以满足模块工作时的电源要求,同时需要一个驱动器控制晶体管的开启和关闭;晶体管的开启和关闭,对驱动器而言,伴随着晶体管负载的充电和放电,且驱动器需要消耗电流。当功能模块在休闲和工作两种状态短时间内频繁切换时,晶体管也随之频繁的开启和关闭,当晶体管数目较大时,驱动器消耗的电流也增大,从而使随机存储器在该区域的电源需求造成负担,影响功能模块的功能。



技术实现要素:

本发明提供一种用于驱动随机存储器中功能模块的电源驱动装置及随机存储器,以解决以上现有技术中的至少一项技术问题。

为达到上述目的,本发明一种用于驱动随机存储器中功能模块的电源驱动装置,包括:

驱动器,包括驱动PMOS管和驱动NMOS管,所述驱动PMOS管的源极与电源电压(VCC)连接;所述驱动PMOS管的漏极与所述驱动NMOS管的漏极连接于第一节点,所述驱动NMOS管的源极接地,所述驱动NMOS管的栅极和所述驱动PMOS管的栅极连接与第二节点,所述第二节点作为所述驱动器的输入端用于接收第一控制信号,所述第一节点作为所述驱动器的输出端用于输出第二控制信号;以及

电源驱动模块,所述驱动器的输出端经由所述电源驱动模块与所述功能模块连接,所述电源驱动模块用于根据所述驱动器的输出端提供的第二控制信号来控制所述功能模块的工作状态;

其中,所述驱动PMOS管的驱动强度与所述驱动NMOS管的驱动强度不同,以使当所述第一控制信号周期时间小于预定时间时,所述第二控制信号控制所述电源驱动模块由导通到关闭的触发沿时间相比于所述电源驱动模块由关闭到导通触发沿时间延长。

一种实施例中,所述电源驱动模块导通和关闭的周期时间与所述驱动器消耗电流成反比,在所述电源驱动模块导通和关闭的周期时间与所述驱动器消耗电流成反比曲线的平缓处选取周期时间作为所述预定时间,所述平缓处的斜率为θ,其中,-0.01<θ<0。

一种实施例中,所述电源驱动模块的输入端连接电源电压,所述电源驱动模块的输出端连接所述功能模块。

一种实施例中,所述电源驱动模块包括多个PMOS管组成的阵列;

其中,所述驱动PMOS管的栅极长度大于所述驱动NMOS管的栅极长度,以使所述驱动PMOS管的驱动强度小于所述驱动NMOS管的驱动强度,以使当所述第一控制信号周期时间小于预定时间时,所述第二控制信号由低电位上升至高电位的触发沿时间大于所述第一控制信号由高电位下降至低电位的触发沿时间,以延长所述PMOS管由导通到关闭的时间。

一种实施例中,所述电源驱动模块包括多个PMOS管组成的阵列;

其中,所述驱动PMOS管的有源区宽度小于所述驱动NMOS管的有源区宽度,以使所述驱动PMOS管的驱动强度小于所述驱动NMOS管的驱动强度,以使当所述第一控制信号周期时间小于预定时间时,所述第二控制信号由低电位上升至高电位的触发沿时间大于所述第一控制信号由高电位下降至低电位的触发沿时间,以延长所述PMOS管由导通到关闭的时间。

一种实施例中,所述电源驱动模块包括多个PMOS管组成的阵列;

其中,所述驱动PMOS管的有源区宽度小于所述驱动NMOS管的有源区宽度且所述驱动PMOS管的栅极长度大于所述驱动NMOS管的栅极长度,以使所述驱动PMOS管的驱动强度小于所述驱动NMOS管的驱动强度,以使当所述第一控制信号周期时间小于预定时间时,所述第二控制信号由低电位上升至高电位的触发沿时间大于所述第一控制信号由高电位下降至低电位的触发沿时间,以延长所述PMOS管由导通到关闭的时间。

一种实施例中,所述电源驱动模块的输入端连接所述功能模块低压端,所述电源驱动模块的输出端接地。

一种实施例中,所述电源驱动模块包括多个NMOS管组成的阵列;

其中,所述驱动NMOS管的栅极长度大于所述驱动PMOS管的栅极长度,以使所述驱动NMOS管的驱动强度小于所述驱动PMOS管的驱动强度,以使当所述第一控制信号周期时间小于预定时间时,所述第二控制信号由高电位下降至低电位的触发沿时间大于所述第一控制信号由低电位上升至高电位的触发沿时间,以延长所述NMOS管由导通到关闭的时间。

一种实施例中,所述电源驱动模块包括多个NMOS管组成的阵列;

其中,所述驱动NMOS管的有源区宽度小于所述驱动PMOS管的有源区宽度,以使所述驱动NMOS管的驱动强度小于所述驱动PMOS管的驱动强度,以使当所述第一控制信号周期时间小于预定时间时,所述第二控制信号由高电位下降至低电位的触发沿时间大于所述第一控制信号由低电位上升至高电位的触发沿时间,以延长所述NMOS管由导通到关闭的时间。

一种实施例中,所述电源驱动模块包括多个NMOS管组成的阵列;

其中,所述驱动NMOS管的栅极长度大于所述驱动PMOS管的栅极长度且所述驱动NMOS管的有源区宽度小于所述驱动PMOS管的有源区宽度,以使所述驱动NMOS管的驱动强度小于所述驱动PMOS管的驱动强度,以使当所述第一控制信号周期时间小于预定时间时,所述第二控制信号由高电位下降至低电位的触发沿时间大于所述第一控制信号由低电位上升至高电位的触发沿时间,以延长所述NMOS管由导通到关闭的时间。

为达到上述目的,本发明一种随机存储器,包括如上述实施例任一所述的电源驱动装置。

本发明采用上述技术方案,具有如下优点:本发明通过延长所述功能模块与电源之间MOS管的由导通到关闭时间,以减少MOS管由导通到关闭时的电流最大值,以减少所述驱动器消耗的总电流,保证随机存储器工作稳定。

上述概述仅仅是为了说明书的目的,并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外,通过参考附图和以下的详细描述,本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中,除非另外规定,否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解,这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式,而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1为本发明实施例一中电源驱动装置电路图;

图2为本发明实施例一中控制信号和驱动器消耗电流关系图;

图3为本发明实施例一中第一控制信号周期时间与驱动器电流消耗的反比曲线图;

图4为本发明实施例二中电源驱动装置电路图;

图5为本发明实施例二中控制信号和驱动器消耗电流关系图。

附图标记:

110 功能模块,

120 电源驱动模块,

121 PMOS管,

122 NMOS管,

130 驱动器,

131 驱动PMOS管,

132 驱动NMOS管,

133 第一节点,

134 第二节点。

具体实施方式

在下文中,仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此,附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

实施例一

本实施例的一种用于驱动随机存储器中功能模块110的电源驱动装置,根据图1和图4所示,包括驱动器130和电源驱动模块120。

驱动器130,所述驱动器包括驱动PMOS管131和驱动NMOS管132,所述驱动PMOS管131的源极与电源电压连接;所述驱动NMOS管132的漏极与所述驱动PMOS管131的漏极连接于第一节点133,所述驱动NMOS管132的源极接地,所述驱动NMOS管132的栅极和所述驱动PMOS管131的栅极连接与第二节点134,所述第二节点134作为所述驱动器130的输入端用于接收第一控制信号,所述第一节点133作为所述驱动器130的输出端输出第二控制信号。

电源驱动模块120,所述驱动器130的输出端经由所述电源驱动模块120与所述功能模块110连接,所述电源驱动模块120用于根据所述驱动器130的输出端提供的第二控制信号来控制所述功能模块110的工作状态。

其中,参照图2和图5所示,所述驱动PMOS管131的驱动强度与所述驱动NMOS管132的驱动强度不同(所述驱动PMOS管131的尺寸与所述驱动NMOS管132的尺寸不同),以使当所述第一控制信号周期时间T1(T2)小于预定时间时,所述第一控制信号通过驱动强度小的驱动MOS管产生第二控制信号(所述预定时间为驱动MOS管的驱动的临界时间,当第一控制信号的周期时间T1(T2)大于所述预定时间时,所述驱动PMOS管131和所述驱动NMOS管132的尺寸不影响所述第二控制信号的触发沿时间,当所述第一控制信号的周期时间T1(T2)小于所述预定时间时,所述驱动PMOS管131和所述驱动NMOS管132的尺寸影响所述第二控制信号的触发沿时间,以此改变第一控制信号周期频繁控制功能模块110开关的频率),以控制所述电源驱动模块120由导通到关闭的触发沿时间相比于所述电源驱动模块120由关闭到导通的触发沿时间延长。

所述功能模块110的工作状态包括:

状态一:当所述电源驱动模块120开启,所述功能模块110与电源连接进行充电/放电;

状态二:当所述电源驱动模块120断开,所述功能模块110与电源断开不进行充电/放电。

在一具体实施例,参照图3所示,所述电源驱动模块120导通和关闭的周期时间与所述驱动器130消耗电流成反比,在所述电源驱动模块120导通和关闭的周期时间与所述驱动器130消耗电流成反比曲线的平缓处选取周期时间作为所述预定时间,所述平缓处的斜率为θ,其中,-0.01<θ<0。

参照图3所示,预定时间的选取方法包括:

以所述电源驱动模块120导通和关闭的周期时间与所述驱动器130消耗电流的反比曲线构建平面坐标系,其中,以所述电源驱动模块120导通和关闭的周期时间为X轴,所述驱动器130消耗电流为Y轴;

在所述电源驱动模块120导通和关闭的周期时间(X轴)上选取多个等差时间值,并选取对应的所述驱动器130消耗电流(Y轴)值组成坐标点;

在多个坐标点中选取相邻两个坐标点(x1,y1),(x2,y2);

当(y2-y1)/y1<5%时,即两个坐标点之间的斜率-0.01<θ<0;

选取坐标点(x1,y1)和(x2,y2)的连线为平缓处,则选取坐标点(x2,y2)中x2的值作为预定时间(Ts)的值。

本实施例中使用驱动器130控制所述电源驱动模块120,以控制所述功能模块110的工作状态,且所述驱动器130中所述驱动PMOS管131的驱动电流和所述驱动NMOS管132的尺寸不同,以使所述驱动器130中所述驱动PMOS管131的驱动强度和所述驱动NMOS管132的驱动强度不同,从而使控制所述电源驱动模块在导通和关闭转换时触发沿时间不同,当第一控制信号的周期时间T1(T2)小于所述预定时间Ts时,认为该第一控制信号为频繁开关所述驱动器130的信号,第一控制信号通过驱动强度小的驱动MOS管产生第二控制信号以延长所述电源驱动模块120由导通到关闭的时间,从而延长所述功能模块110供电时间,从而使短时间内频繁开关所述功能模块110时所述驱动器130在单位时间内总电流消耗减小,以使所述随机存储器满足电源需求,保证随机存储器的工作稳定。

在一具体实施例,根据图1所示,所述电源驱动模块120的输入端连接电源电压,所述电源驱动模块120的输出端连接所述功能模块110。

在一具体实施例,根据图1所示,所述电源驱动模块120包括多个PMOS管121组成的阵列;所述驱动PMOS管131和所述驱动NMOS管132的尺寸包括MOS管的栅极长度和/或MOS管的有源区宽度。

其中,所述驱动PMOS管131的栅极长度大于所述驱动NMOS管132的栅极长度和/或所述驱动PMOS管131的有源区宽度小于所述驱动NMOS管132的有源区宽度,以使所述驱动PMOS管131的驱动强度小于所述驱动NMOS管132的驱动强度,以使当所述第一控制信号周期时间T1小于预定时间Ts时,参照图2所示,所述第二控制信号由低电位上升至高电位的触发沿时间大于所述第一控制信号由高电位下降至低电位的触发沿时间,以延长所述PMOS管121由导通到关闭的时间。

所述PMOS管121源极与电源电压连接,所述PMOS管121的漏极与所述功能模块110连接,所述PMOS管121的栅极与所述驱动器130的输出端连接。

所述驱动PMOS管131栅极长度小于所述驱动NMOS管132的栅极长度和/或所述驱动PMOS管131的有源区宽度小于所述驱动NMOS管132的有源区宽度,以使所述驱动PMOS管131的驱动强度小于所述驱动NMOS管132的驱动强度,当所述第一控制信号的周期时间T1(T2)大于所述预定时间Ts时,认为所述第一控制信号的不属于频繁控制所述功能模块110开关信号,所述第一控制信号符合所述驱动PMOS管131的尺寸符合工作标准,产生的第二控制信号触发沿无影响,参照图2所示,当所述第一控制信号的周期时间T1小于所述预定时间Ts时,则认定所述第一控制信号属于频繁控制所述功能模块110开关信号,所述第一控制信号不符合所述驱动PMOS管131的尺寸符合工作标准,所述驱动PMOS管131产生由低电位到高电位的触发沿上升时间相比于第一控制信号由高电位到低电位的触发沿下降时间延长的第二控制信号,即多个所述PMOS管121的充电时间延长,以延长多个所述PMOS管121由导通到关闭的时间,减少所述功能模块110开关的次数,以使所述驱动器130消耗的总电耗减小。

实施例二

基于实施例一,参照图4所示,本实施例所述电源驱动模块120的输入端连接所述功能模块110低压端,所述电源驱动模块120的输出端接地。

在一具体实施例,根据图4所示,所述电源驱动模块120包括多个NMOS管122组成的阵列;所述驱动PMOS管131和所述驱动NMOS管132的尺寸包括MOS管的栅极长度和/或MOS管的有源区宽度。

其中,所述驱动NMOS管132的栅极长度大于所述驱动PMOS管131的栅极长度和/或所述驱动NMOS管132的有源区宽度小于所述驱动PMOS管131的有源区宽度,以使所述驱动NMOS管132的驱动强度小于所述驱动PMOS管131的驱动强度,以使当所述第一控制信号周期时间T2小于预定时间Ts时,参照图5所示,所述第二控制信号由高电位下降至低电位的触发沿时间大于所述第一控制信号由低电位上升至高电位的触发沿时间,以延长所述NMOS管122由导通到关闭的时间。

所述NMOS管122的漏极均与所述功能模块110的低压端连接,多个NMOS管122的源极均接地,且多个NMOS管122的栅极均与所述驱动器130的输出端连接。

所述驱动NMOS管132栅极长度小于所述驱动PMOS管131的栅极长度和/或所述驱动NMOS管132的有源区宽度小于所述驱动PMOS管131的有源区宽度,以使所述驱动NMOS管132的驱动强度小于所述驱动PMOS管131的驱动强度,根据图4所示,当所述第一控制信号的周期时间T1(T2)大于所述预定时间Ts时,认为所述第一控制信号的不属于频繁控制所述功能模块开关信号,所述第一控制信号符合所述驱动NMOS管132的尺寸符合工作标准,产生的第二控制信号触发沿无影响,参照图5所示,当所述第一控制信号的周期时间T2小于所述预定时间Ts时,则认定所述第一控制信号属于频繁控制所述功能模块110开关信号,所述第一控制信号不符合所述驱动NMOS管132的尺寸符合工作标准,所述驱动NMOS管132产生由高电位到低电位的触发沿上升时间相比于第一控制信号由低电位到高电位的触发沿下降时间延长的第二控制信号,即多个所述NMOS管122的充电时间延长,以延长多个所述NMOS管122由导通到关闭的时间,减少所述功能模块110开关的次数,以使所述驱动器130消耗的总电耗减小。

本实施例中使用驱动器130控制多个所述POMS管120的开启和关闭,且所述驱动器130中所述驱动PMOS管131尺寸和所述驱动NMOS管132的尺寸不同,以使所述驱动器130中所述驱动PMOS管131的驱动强度和所述驱动NMOS管132的驱动强度不同,以使所述第一控制信号的周期时间T1(T2)小于预定时间Ts时,驱动器130会产生由导通到关闭触发沿时间延长的所述第二控制信号,以使所述电源驱动模块120缓慢关闭从而延长所述电源驱动模块120的持续导通时间,从而使所述驱动器130在单位时间内总的电流消耗减小,以使所述随机存储器满足电源需求,保证随机存储器的工作稳定。

实施例三

本实施例的一种随机存储器,所述包括实施例一中的所述电源驱动装置。在该随机存储器中,根据所述电源驱动模块120中的MOS管的数量设置驱动器130的驱动强度,以延长功能模块110和电源之间连接的所述电源驱动模块120的持续导通时间从而减小频繁开关MOS管时所述驱动器130的消耗的电流。

本实施例所述驱动器130中MOS管的驱动强度具体需要所述电源驱动模块120中的MOS管的数量决定,在满足工作需要的情况下,选择驱动器130中MOS管适宜驱动强度,以延长功能模块110和电源之间连接的MOS管的持续导通时间,以减小驱动器在功能模块110和电源之间连接的MOS管频繁开关时消耗的电流。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到其各种变化或替换,这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接,还可以是通信;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

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