晶体管开关电路、调节电路、调节方法和存储装置与流程

本公开涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶体管开关电路、调节电路、调节方法和存储装置。

背景技术：

晶体管作为开关器件在半导体器件中广泛应用。然而，晶体管开关在不同的温度条件下，其导通速度可能会发生变化，不仅可能会增加电路的噪音，而且可能会引起导通速度达不到设计要求的问题。

举例而言，在存储器的数据传输电路中，mos管(金属—氧化物—半导体场效应晶体管)可以作为开关连接电源(或地线)和数据输出焊盘，实现信号的输出；控制信号通过mos管的栅极来控制mos管的导通或关闭。mos管的导通速度需要控制在一定范围内，既不能太快也不能太慢，否则会增加输出信号的噪音。然而，当存储器的温度发生变化时，数据传输电路的工作点可能发生漂移，导致mos管的导通速度发生变化。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种晶体管开关电路、调节电路、调节方法和存储装置，用于根据温度变化调节晶体管开关的导通速度。

为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的第一个方面，提供一种晶体管开关的调节电路，用于半导体器件，该晶体管开关的调节电路包括：

至少一个调阻单元，每个所述调阻单元包括输入端、输出端和在所述输入端与所述输出端之间并联的至少两个调阻电路，每个所述调阻电路包括串联的开关器件和电阻；所述调阻单元的输出端用于与所述晶体管开关的控制端连接；

温度检测单元，用于检测所述半导体器件的温度；

控制器，能根据所述温度检测单元检测的温度向各所述开关器件输出调节信号，以控制各个所述开关器件按照预设的方式导通或断开。

在本公开的一种示例性实施例中，所述开关器件为晶体管，每个所述晶体管的控制端均连接所述控制器。

在本公开的一种示例性实施例中，所述开关器件为mos管，所述mos管的栅极与所述控制器连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述温度检测单元为温度传感器。

根据本公开的第二个方面，提供一种晶体管开关的调节方法，用于半导体器件；所述半导体器件上述的晶体管开关的调节电路，其中所述调阻单元串联在所述晶体管开关的控制端；

所述晶体管开关的调节方法包括：

所述温度检测单元检测所述半导体器件的温度；

所述控制器根据检测到的所述半导体器件的温度，控制各个所述开关器件的导通或断开。

根据本公开的第三个方面，提供一种晶体管开关电路，用于半导体器件，晶体管开关电路包括：

至少一个晶体管开关，每个所述晶体管开关具有控制端；

上述的晶体管开关的调节电路；

其中，每个所述晶体管开关的控制端至少串联一个所述调阻单元。

在本公开的一种示例性实施例中，所述晶体管开关的数量为多个；

所述晶体管开关的调节电路的所述调阻单元的数量为多个，且各个所述调阻单元一一对应的与所述晶体管开关的控制端串联。

在本公开的一种示例性实施例中，所述晶体管开关电路还包括：

控制电路，数量为多个，且一一对应的与所述晶体管开关的控制端和所述调阻单元串联。

在本公开的一种示例性实施例中，任一所述控制电路与串联的所述调阻单元组成一控制模块；

所述控制器被设置为通过控制各个所述开关器件，使得各个所述控制模块的等效电阻在各自的预设范围内。

在本公开的一种示例性实施例中，所述晶体管开关电路还包括电源、地线和数据输出线；

所述晶体管开关包括：

升压开关，连接所述电源和所述数据输出线，用于控制所述数据输出线输出高电平；

降压开关，连接所述地线和所述数据输出线，用于控制所述数据输出线输出低电平。

在本公开的一种示例性实施例中，所述升压开关为p型mos管，所述降压开关为n型mos管。

根据本公开的第四个方面，提供一种存储装置，其特征在于，所述存储装置上述的晶体管开关电路。

本公开提供的晶体管开关的调节电路，其中温度检测单元能够检测半导体器件的温度，并将检测到的温度传输给控制器；控制器能够根据检测到的温度，输出调节信号，以便调节各个开关器件的按照预设的方式导通和关闭。当调阻单元中的开关器件的导通和关闭状态发生变化时，调阻单元的等效电阻发生变化。调阻单元的输出端能够与晶体管开关的控制端连接，其等效电阻变化时，可以调节晶体管开关的控制端的充放电速度，进而达成调节晶体管开关的导通速度。利用本公开的晶体管开关的调节电路，可以在不同的温度下，通过调节与晶体管开关的控制端连接的调阻单元的等效电阻，达成调节晶体管开关的导通速度的目的，使得晶体管开关的导通速度在不同温度条件下均可以满足设计要求。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本公开一实施方式的晶体管开关的调节电路的结构示意图。

图2是本公开一实施方式的调阻电路的结构示意图。

图3是本公开一实施方式的晶体管开关的调节方法的流程示意图。

图4是本公开一实施方式的晶体管开关电路的结构示意图。

图5是本公开一实施方式的晶体管开关电路的结构示意图。

图6是本公开一实施方式的晶体管开关电路的结构示意图。

图7是本公开一实施方式的晶体管开关电路的结构示意图。

图8是本公开一实施方式的晶体管开关电路的结构示意图。

图中主要元件附图标记说明包括：

1、调阻单元；11、调阻单元的输入端；12、调阻单元的输出端；13、调阻电路；131、开关器件；132、电阻；1321、第一子电阻；1322、第二子电阻；2、温度检测单元；3、控制器；4、晶体管开关；5、控制电路；51、第一子电路；52、第二子电路；53、预驱动器；531、预驱动子电路；54、第三子电路；55、第一部分；56、第二部分；6、控制模块；61、升压控制模块；62、降压控制模块；7、第一信号装置；71、电源；72、地线；8、第二信号装置；81、数据输出线；9、驱动器。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的主要技术创意。

用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

在相关技术中，当采用mos管作为开关时，mos管开关的导通速度通常需要保持在设定的范围内，否则可能会导致电路上的噪音增大。以dram(动态随机存取存储器)芯片为例，在现有的dram芯片中，为了改善输出信号的质量，增加了odt(片上终结电阻电路)。dq(i/o接口)在输出信号过程中，采用多个mos管控制信号的输出，信号输出的速率是多个mos管共同决定的。各个mos管导通的skewrate(反映为信号在高低电平之间的转化斜率，可以用于反映mos管的导通速度)需要满足各自的要求，否则信号输出的噪音将会增大。各个mos管通过各自的控制电路进行控制，然而，控制电路和mos管在不同的温度下，其工作点将会发生一定的漂移，导致mos管的导通速度发生变化，容易增加输出信号的噪音。

本公开实施方式中提供一种晶体管开关的调节电路，用于半导体器件。该晶体管开关4可以是mos管等场效应晶体管。半导体器件可以为存储器、中央处理器、寄存器等集成电路结构。

如图1所示，该晶体管开关的调节电路包括：

至少一个调阻单元1，每个调阻单元1包括输入端11、输出端12和在输入端11与输出端12之间并联的至少两个调阻电路13，每个调阻电路13包括串联的开关器件131和电阻132；调阻单元的输出端12用于与晶体管开关4的控制端连接；

温度检测单元2，用于检测半导体器件的温度；

控制器3，能根据温度检测单元2检测的温度向各开关器件131输出调节信号，以控制各个开关器件131按照预设的方式导通或断开。

本公开提供的晶体管开关的调节电路，其中温度检测单元2能够检测半导体器件的温度，并将检测到的温度传输给控制器3；控制器3能够根据检测到的温度，输出调节信号，以便调节各个开关器件131的按照预设的方式导通和关闭。当调阻单元1中的开关器件131的导通和关闭状态发生变化时，调阻单元1的等效电阻发生变化。调阻单元的输出端12能够与晶体管开关4的控制端连接，其等效电阻变化时，可以调节晶体管开关4的控制端的充放电速度，进而达成调节晶体管开关4的导通速度。利用本公开的晶体管开关的调节电路，可以在不同的温度下，通过调节与晶体管开关4的控制端连接的调阻单元1的等效电阻，达成调节晶体管开关4的导通速度的目的，使得晶体管开关4的导通速度在不同温度条件下均可以满足设计要求。

下面结合附图对本公开实施方式提供的晶体管开关的调节电路的各部件进行详细说明：

如图1所示，调阻单元1的数量可以为一个，也可以为多个，以实际需要应用的数量为准。每个调阻单元1均包括输入端11和输出端12，信号可以从输入端11中输入调阻单元1并从输出端12输出。可以理解的是，输入端11和输出端12是根据信号的传输方向进行定义的，实际上，由于调阻单元1中仅包括电阻132和开关，不会呈现出单向导通特性，因此，当应用于不同的电路中，调阻单元的输出端12和输入端11可以相互对调。

调阻单元1所包括的调阻电路13的数量不少于两个，以便通过不同调阻电路13的导通来改变调阻单元1的等效电阻。每个调阻电路13上可以包括一个电阻132或多个串联的电阻132，并使得各个调阻电路13在导通时的等效电阻值为各自的预设值。控制器3通过控制各个调阻电路13的导通和关闭，使得调阻单元1中的各个电阻132在不同温度条件下可以呈现出不同的并联组合形式，如此可以使得调阻单元1的等效电阻在不同的温度条件下可以不同。当然的，可以理解的是，温度检测器检测的温度不同并不表示控制器3必须调整调阻单元1的等效电阻，控制器3也可以使得调阻单元1在一定的温度范围内维持等效电阻不变。

在一实施方式中，如图1所示，开关器件131可以为晶体管，且晶体管的控制端可以与控制器3连接，如此，该晶体管可以在控制器3的控制下导通或断开。举例而言，该开关器件131可以为mos管，该mos管可以为n型mos管或者p型mos管。mos管的栅极端与控制器3连接，mos管的源极端和漏极端分别连接在调阻单元的输入端11和输出端12之间。

开关器件131作为开关，其作用是控制调阻电路13的导通或断开。可以理解的是，同一调阻电路13上的开关器件131与电阻132之间呈现出串联关系，而没有明确的先后顺序的限制。当然的，在实际制备时，可以考虑该调阻电路13与周围其他半导体元器件之间的关系，进而可以将调阻电路13设计为前开关器件131后电阻132的形式，也可以设计为前电阻132后开关器件131的形式，还可以如图2所示，将电阻132分为第一子电阻1321和第二子电阻1322，且使得开关器件131串联在第一子电阻1321和第二子电阻1322之间。

各个调阻电路13在导通时的等效电阻值是通过计算而设定的，以便通过各个不同的调阻电路13的导通和断开使得调阻单元1具有较大的等效电阻变化范围和较小的等效电阻取值间隔，使得调阻单元1具有大范围、高精度的特点。同一调阻单元1中，各个调阻电路13导通时的等效电阻可以相同，也可以不相同。

在一实施方式中，同一调阻单元1中，各个调阻电路13导通时的等效电阻值可以呈现为公比为2的等比数列。举例而言，如图1所示，一调阻单元1中可以包括3条并联的调阻电路13，3条调阻电路13在导通时的等效电阻可以分别为r、2r和4r。更进一步地，由于开关器件131在导通时的电阻值很小，因此，第一个调阻电路13上的电阻r1的阻值可以为r，第二个调阻电路13上的电阻r2的阻值可以为2r，第三个调阻电路13上的电阻r3的阻值可以为4r。

各个电阻132的阻值可以是根据该晶体管开关的调节电路的具体应用环境经过计算后设定的，相应的，控制器3对各个开关器件131的控制方式是根据温度预先设定的，以便使得各个调阻单元1在各个温度条件下的等效电阻均满足其设计要求。

温度检测单元2用于检测半导体器件的温度，其可以是设置于半导体器件内部的半导体元件或电路，也可以是外置的设备，以能够达成对半导体器件的温度的检测为准。

在一实施方式中，温度检测单元2可以为一热敏电阻，热敏电阻与控制器3连接；控制器3根据热敏电阻的阻值的变化计算出半导体器件的温度并根据该温度或该温度所处的温度范围，输出相应的调节信号。当然的，该温度检测单元2也可以为一具有热敏元件的电路，该电路可以构成一温度传感器并可以包括adc(模数转化器)，能将所检测的温度以数字信号地形式发送给控制器3。

在另一实施方式中，该温度检测单元2可以为一外置的温度传感器，该温度传感器可以紧邻该半导体器件设置并将检测到的半导体器件的温度转化为数字信号，发送给控制器3。

应该理解的是，上述温度检测单元2的结构仅为示例性说明，在本公开的其它实施方式中，温度检测单元2还可以是其它结构，只要能起到相同的作用即可，在此不再详述。

控制器3用于根据接收的温度检测单元2检测的温度，向各个开关器件131输出控制信号。控制器3可以为设置在半导体器件中的一集成电路，也可以为设置在半导体器件之外的一控制器件，本公开对此不做特殊的限定。

本公开提供的晶体管开关的调节电路，可以应用于半导体器件中，且调阻单元1与用于控制晶体管开关4的控制电路5相互串联在晶体管开关4的控制端上，实现对晶体管开关4的导通速度的调节。如图3所示，其调节晶体管开关4的调节方法可以包括步骤：

s110，温度检测单元2检测半导体器件的温度；

s210，控制器3根据检测到的半导体器件的温度，控制各个开关器件131的导通或断开。

通过步骤s110和步骤s120，可以改变串联在晶体管开关4的控制端上的调阻单元1的等效电阻的阻值，进而改变控制晶体管开关4的控制电路5的电流，使得晶体管开关4控制端的充放电速度发生变化，进而达成调节晶体管开关4的导通速度的技术目的。

如图4和图5所示，本公开还提供了一种用于半导体器件的晶体管开关电路，其包括上述晶体管开关的调节电路实施方式所描述的晶体管开关的调节电路，以及至少一个晶体管开关4。每个晶体管开关4均具有控制端，晶体管开关4的控制端至少串联一个调阻单元1。如此，该晶体管开关4的控制端串联一个调阻单元1，且该调阻单元1可以根据温度的变化按照预设方式调节其等效电阻。如此，该晶体管开关4的控制端连接了一个在不同温度下可以调节等效电阻的调阻单元1，实现在不同的温度条件下调节其导通速度的目的，保证了该晶体管开关4的导通速度在各个温度条件下均可以满足设计要求。

为了保证温度检测单元2所检测的温度可以更为准确的反映晶体管开关4的工作环境温度，该温度检测单元2可以靠近晶体管开关4设置。

可以理解的是，本公开中，晶体管开关4的控制端串联调阻单元1，并不必然要求调阻单元的输出端12直接连接晶体管开关4的控制端，在两者之间还可以具有其他电路结构或半导体器件。

晶体管开关4的数量可以为多个，则晶体管开关的调节电路中的调阻单元1的数量不少于晶体管开关4的数量，以使得每个晶体管开关4的控制端至少连接一个调阻单元1。在一实施方式中，晶体管开关4的数量可以为多个，且调阻单元1的数量与晶体管开关4的数量相同。每个晶体管开关4的控制端均串联一个调阻单元1。

如图6(未展示温度检测单元和控制器)所示，该晶体管开关电路还可以包括多个控制电路5，控制电路5的数量与晶体管开关4的数量相同，且各个控制电路5一一对应的与晶体管开关4的控制端和调阻单元1串联。技术人员应该清楚的是，控制电路5可以是由一系列半导体器件和导线组合的，是一个信号路径上的所有相关半导体器件及其连接关系的组合。相互串联的一控制电路5和调阻单元1在位置上并无固定或必然的位置或先后关系。

举例而言，在一实施方式中，控制电路5的输出端可以连接调阻单元的输入端11，且调阻单元的输出端12可以连接晶体管开关4的控制端。在另一实施方式中，调阻单元的输出端12可以连接控制电路5的输入端，控制电路5的输出端可以连接晶体管开关4的控制端。在另一实施方式中，如图7(未展示温度检测单元和控制器)所示，控制电路5可以被调阻单元1分割为第一部分55和第二部分56，其中，第一部分55的输出端连接调阻单元的输入端11，调阻单元的输出端12连接第二部分56的输入端，第二部分56的输出端连接晶体管开关4的控制端。

如图6和图7所示，相互串联的控制电路5和调阻单元1可以被定义为一个控制模块6，如此，该控制模块6的输出端连接晶体管开关4的控制端。由于控制器3可以调节控制模块6中的调阻单元1的等效电阻，因此控制器3可以调节该控制模块6的等效电阻。因此，可以理解的是，为了使得晶体管开关4的导通速度在不同的温度上具有设定的导通速度或导通速度范围，需要使得控制模块6在不同的温度下的等效电阻值在预设的范围内。据此，控制器3可以被设置为，在不同的温度条件下，通过控制各个开关器件131，使得各个控制模块6的等效电阻在各自的预设范围内。

晶体管开关4在不同温度条件下的导通速率的预设范围可以不变，其也可以是一个随温度变化而变化的值或范围。相应的，各个控制模块6在各个温度下的等效电阻值的预设范围，可以根据晶体管的导通速度的预设范围进行计算而得到的，该预设范围以实际计算为准，可以是一个固定的范围值，也可以是一个随温度变化而变化的范围值。

当然的，如果对晶体管开关4的导通速度要求很高，其导通速度的预设值可以为一个或多个点值而非一个范围值；相应的，控制模块6在各个温度下对应的等效电阻值的预设范围值则可以为一个点值。

如图6所示，晶体管开关电路还可以包括第一信号装置7和第二信号装置8，第一信号装置7可以连接晶体管开关4的输入端，第二信号装置8可以连接晶体管开关4的输出端。如此，控制模块6通过控制晶体管开关4的导通，可以使得第一信号装置7将信号输出给第二信号装置8。由于该控制模块6可以调节晶体管开关4的导通速度，使其在各个温度条件下均可以满足设计要求，因此，第二信号装置8所接收的信号能够满足设计要求，具有较低的噪音。

该晶体管开关电路在半导体器件的各个开关部分均可以应用。下面以该晶体管开关电路在存储器的数据输出电路中的应用为例，进一步解释和说明该晶体管开关电路的应用方式和原理。

如图8(未展示温度检测单元和控制器)所示，当该晶体管开关电路用作存储器的数据传输电路时，第一信号装置7按照电压高低可以分为电源71和地线72，第二信号装置8可以为数据输出线81，数据输出线81用于连接数据输出焊盘。晶体管开关4器件131按照其所连接的第一信号装置7，可以分为升压开关和降压开关。升压开关连接电源71和数据输出线81，用于控制数据输出线81输出高电平。降压开关连接地线72和数据输出线81，用于控制数据输出线81输出低电平。相应的，控制模块6可以按照其控制的开关器件131分为升压控制模块61和降压控制模块62，升压控制模块61与升压开关的控制端串联，降压控制模块62与降压开关的控制端串联。

在工作时，当需要输出高电平时，降压控制模块62控制降压开关断开，然后升压控制模块61控制升压开关导通，如此，电源71将高电平输出给数据输出线81。当需要输出低电平时，升压控制模块61控制升压开关断开，然后降压控制模块62控制降压开关导通，如此，地线72将低电平输出给数据输出线81。通过升压开关和降压开关的依序导通和断开，数据输出线81将输出方波，实现目标数据的输出。由于升压控制模块61和降压控制模块62中均包括调阻单元1，因此升压控制模块61和降压控制模块62均可以在不同的温度条件下根据控制器3的控制，来调节其等效电阻，进而控制相应的升压开关或降压开关的导通速度，调节各个升压开关或降压开关的信号转化斜率(从低电平到高电平的斜率或者从高电平到低电平的斜率)，进而达成控制各个升压开关和降压开关的时序和信号转化斜率的目的，使得该数据传输电路的速度传输速度在设定的范围内，并降低输出的信号的噪音，提升数据输出的信号的质量。

可以理解的是，升压开关和降压开关的数量和设置可以根据数据输出的需要或相关标准进行设计和调整。在升压开关和数据输出线81之间可以连接电阻，各个升压开关之间的连接方式和与电阻的连接方式，均可以参考现有的数据输出端口的设计或者在满足数据输出的原则上进行设计。同样的，各个降压开关之间的连接方式和与电阻的连接方式，均可以参考现有的数据输出端口的设计或者在满足数据输出的原则上进行设计。

举例而言，如图8所示，各个升压开关和各个降压开关可以通过与电压、地线72和数据输出线81的连接，可以形成一个驱动器9。其中，升压开关总共有6个，均为p型mos管，标记为p0～p5；各个p型mos管的输入端和输出端分别连接电源71和数据输出线81。各个p型mos管的控制端均连接一个升压控制模块61。其中，p型mos管p0在输出端和数据输出线81之间连接一个电阻rp0，p型mos管p1～p5的输出端并联，并通过一个电阻rpx与数据输出线81连接。

同样的，如图8所示，降压开关总共有6个，均为n型mos管，标记为n0～n5；各个n型mos管的输入端和输出端分别连接地线72和数据输出线81。各个n型mos管的控制端均连接一个降压控制模块62。其中，n型mos管n0在输出端和数据输出线81之间连接一个电阻rn0，n型mos管n1～n5的输出端并联，并通过一个电阻rnx与数据输出线81连接。

如图8所示，每个升压控制模块61及每个降压控制模块62均包括一控制电路5和一调阻单元1，控制电路5可以按照连接顺序划分为第一子电路51、第二子电路52、预驱动子电路531和第三子电路54，其中，第一子电路51的输出端连接调阻单元的输入端11，调阻单元的输出端12连接第二子电路52的输入端，第二子电路52的输出端连接预驱动子电路531的输入端，预驱动子电路531的输出端连接第三子电路54的输入端，第三子电路54的输出端连接晶体管开关4的控制端。技术人员可以清楚的是，各个预驱动子电路531可以单独设置，也可以集成为一个预驱动器53；在满足功能的前提下，也可以不设置预驱动子电路531。同样的，技术人员可以理解的是，根据调阻单元1设置的位置，以及预驱动子电路531在控制电路5中的位置，第一子电路51、第二子电路52和第三子电路54中的一个或多个可以为导线。

在本公开的实施方式中，还可以提供一种存储装置，该存储装置具有上述晶体管开关电路实施方式所描述的晶体管开关电路，这些晶体管开关电路可以作为存储装置的数据输出电路。该存储装置可以包括dram、flash(闪存)、ddr(双倍数据速率)或其他具有数据存储功能的半导体装置或集成电路。

本公开实施方式的存储装置采用的晶体管开关电路与上述晶体管开关电路的实施方式中的晶体管开关电路相同，因此，具有相同的有益效果，在此不再赘述。

应可理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。