隔離控制電路制造技術

本實用新型專利技術提供一種與隔離單元和待關斷區(qū)域集成在同一芯片內(nèi)的隔離控制電路，隔離控制電路電性連接隔離單元和待關斷區(qū)域，隔離控制電路包括與待關斷區(qū)域相連接的檢測級，檢測級檢測待關斷區(qū)域內(nèi)待關斷電源的電壓變化并根據(jù)待關斷電源的電壓變化輸出穩(wěn)定的關斷或打開信號至隔離單元的使能端。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術涉及CMOS集成電路設計領域，且特別涉及一種隔離控制電路。
技術介紹
現(xiàn)在深亞微米集成電路設計的超大規(guī)模集成電路設計中，經(jīng)常會采用多電壓域來控制功耗。一個芯片中通常會有多塊電壓區(qū)域。當不需要某一塊區(qū)域的電路工作時，即可關斷其供電電源VDD，杜絕該處邏輯的漏電以節(jié)省功耗。在有低功耗要求的手持設備中，這種降低功耗的手段尤其重要。在CMOS邏輯電路中，簡單地關斷供電電源VDD可能會造成高阻態(tài)，類似于浮空的狀態(tài)。因為電源的關斷意味著這部分電路失去了驅(qū)動，這樣輸出就將處于不確定的非‘0’非‘1’邏輯值。同時，高阻態(tài)也意味著輸出極容易受到噪聲或者其它電路的干擾，從而使輸出產(chǎn)生不受控制的變化。當該區(qū)域電路與其它區(qū)域連接時，就有可能造成邏輯錯誤，或者因為邏輯的中間態(tài)產(chǎn)生泄露電流引起功耗增加。Isolationcell(隔離單元)就是為了避免高阻態(tài)而設計。圖1和圖2所示為隔離單元的兩種形式，分別為與門和或門。EN、ENB為使能信號，分別為‘0’有效和‘1’有效。當使能信號有效時，A到Y(jié)的通路關斷，Y輸出為固定值。這樣，就避免了該隔離單元和后續(xù)電路高阻態(tài)的不確定性。在現(xiàn)有的集成電路中，當某一區(qū)域的供電電源被關閉時，需要外部邏輯電路產(chǎn)生隔離控制信號至隔離單元的使能端，從而使得隔離單元關閉。這種控制方式大大增加了電路設計的難度同時也增加了集成電路的體積。
技術實現(xiàn)思路
本技術為了克服現(xiàn)有隔離單元需要外部邏輯電路輸出隔離控制信號進行使能從而造成電路設計復雜、電路體積龐大的問題，提供一種能簡化邏輯設計，減小電路體積的隔離控制電路。為了實現(xiàn)上述目的，本技術提供一種與隔離單元和待關斷區(qū)域集成在同一芯片內(nèi)，隔離控制電路電性連接隔離單元和待關斷區(qū)域，隔離控制電路包括與待關斷區(qū)域相連接的檢測級，檢測級檢測待關斷區(qū)域內(nèi)待關斷電源的電壓變化并根據(jù)待關斷電源的電壓變化輸出穩(wěn)定的關斷或打開信號至隔離單元的使能端。于本技術一實施例中，檢測級包括由第一PMOS管、第一NMOS管、第二PMOS管和第二NMOS管組成的交叉耦合對和第三PMOS管，第三PMOS管的柵極和漏極相連接后與交叉耦合對相連接，第三PMOS管的源極與待關斷電源相連接，第一PMOS管的源極與待關斷電源相連接，第二PMOS管的源極與常開電源相連接；當待關斷電源打開時為確保交叉耦合對的輸出為0，需滿足以下條件：W5/L5＞[knW2/L2(Vdd-Vtn)]/[kp(Vdd-Vtp)]其中，W5、L5分別為第三PMOS管的長和寬，W2、L2分別為第一NMOS管的長和寬，kn為第一NMOS管和第二NMOS管與工藝有關的參數(shù)，kp為第一PMOS管、第二PMOS管和第三PMOS管與工藝有關的參數(shù)，Vtp為第一PMOS管、第二PMOS管和第三PMOS管的閾值電壓，Vtn為第一NMOS管和第二NMOS管的閾值電壓；Vdd為待關斷電源和常開電源正常供電時的電壓；當待關斷電源關斷時為確保交叉耦合對的輸出由“0”轉(zhuǎn)換為“1”，需滿足以下條件：0＜Vth＜Vddth＜Vdd其中，Vth為交叉耦合對的輸出由“0”轉(zhuǎn)換為“1”時第二PMOS管和第二NMOS管的轉(zhuǎn)換閾值，Vddth＝Vtp+Vth。于本技術一實施例中，為保證待關斷電源在打開時交叉耦合對穩(wěn)定輸出0，將第三PMOS管的尺寸設計如下：W5/L5＞2[knW2/L2(Vdd-Vtn)]/[kp(Vdd-Vtp)]。于本技術一實施例中，交叉耦合對的輸出由“0”轉(zhuǎn)換為“1”時第二PMOS管和第二NMOS管的漏源電流相等，即kn2W4L4(Vth-Vtn)2=kp2W3L3(Vdd-Vth-Vtp)2]]>從上式推出轉(zhuǎn)換閾值電壓VthVth=knW4/L4kpW3/L3Vtn+Vdd-Vtp1+knW4/L4kpW3/L3]]>其中，W3、L3分別為第二PMOS管的長和寬，W4、L4分別為第二NMOS管的長和寬；相應的，Vddth=Vtp+Vth=Vdd+knW4/L4kpW3/L3(Vtn+Vtp)1+knW4/L4kpW3/L3]]>于本技術一實施例中，隔離控制電路還包括放大級，放大級電性連接在交叉耦合對的輸出端，對檢測級輸出的信號進行放大。于本技術一實施例中，放大級為由第四PMOS管和第三NMOS管組成，第四PMOS管的柵極和第三NMOS管的柵極相連接作為放大級的輸入端與交叉耦合對的輸出相連接，第四PMOS管的漏極和第三NMOS管的漏極相連接作為放大級的輸出端。于本技術一實施例中，隔離控制電路還包括驅(qū)動級，驅(qū)動級電性連接在放大級的輸出端。于本技術一實施例中，驅(qū)動級包括一個或兩個反相器，每個反相器均由一個PMOS管和一個NMOS管耦合連接。綜上所述，本技術提供的隔離控制電路與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點：本技術提供的隔離控制電路與隔離單元和待關斷區(qū)域集成在同一芯片內(nèi)，隔離控制電路內(nèi)的檢測級檢測待關斷區(qū)域內(nèi)待關斷電源的電壓變化，根據(jù)待關斷電源的電壓變化輸出關斷或打開信號至隔離單元的使能端，使得隔離單元輸出穩(wěn)定的且固定的信號，將待關斷區(qū)域和其它區(qū)域穩(wěn)定隔離。本技術提供的隔離控制電路可在芯片內(nèi)部自動產(chǎn)生隔離控制信號至隔離單元的使能端而無需外部邏輯電路提供任何控制信號，大大簡化了電路的邏輯設計，大大減小了電路的體積。此外，通過設置檢測級有五個MOS管組成，隔離控制電路的設計可與CMOS邏輯電路的工藝相兼容，不僅大大降低了電路體積，同時也大幅度降低了電路的設計以及制造成本。為讓本技術的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。附圖說明圖1所示為與門形式的隔離單元。圖2所示為或門形式的隔離單元。圖3所示為本技術一實施例提供的隔離控制電路的電路原理圖。圖4所示為隔離控制電路的布局應用示意圖。具體實施方式圖1所示為與門形式的隔離單元。圖2所示為或門形式的隔離單元。圖3所示為本技術一實施例提供的隔離控制電路的電路原理圖。圖4所示為隔離控制電路的布局應用示意圖。請一并參閱圖1至圖4。本實施例提供一種隔離控制電路，該隔離控制電路ISOG與隔離單元ISOO和待關斷區(qū)域集成在同一芯片內(nèi)。隔離控制電路ISOG電性連接隔離單元ISOO和待關斷區(qū)域，隔離控制電路包括ISOG與待關斷區(qū)域相連接的檢測級1，檢測級1檢測待關斷區(qū)域內(nèi)待關斷電源的電壓本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種隔離控制電路，其特征在于，與隔離單元和待關斷區(qū)域集成在同一芯片內(nèi)，所述隔離控制電路電性連接隔離單元和待關斷區(qū)域，隔離控制電路包括與待關斷區(qū)域相連接的檢測級，檢測級檢測待關斷區(qū)域內(nèi)待關斷電源的電壓變化并根據(jù)待關斷電源的電壓變化輸出穩(wěn)定的關斷或打開信號至隔離單元的使能端。

【技術特征摘要】
1.一種隔離控制電路，其特征在于，與隔離單元和待關斷區(qū)域集成在同一芯片內(nèi)，所述隔離控制電路電性連接隔離單元和待關斷區(qū)域，隔離控制電路包括與待關斷區(qū)域相連接的檢測級，檢測級檢測待關斷區(qū)域內(nèi)待關斷電源的電壓變化并根據(jù)待關斷電源的電壓變化輸出穩(wěn)定的關斷或打開信號至隔離單元的使能端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離控制電路，其特征在于，所述檢測級包括由第一PMOS管、第一NMOS管、第二PMOS管和第二NMOS管組成的交叉耦合對和第三PMOS管，第三PMOS管的柵極和漏極相連接后與交叉耦合對相連接，第三PMOS管的源極與待關斷電源相連接，第一PMOS管的源極與待關斷電源相連接，第二PMOS管的源極與常開電源相連接；
當待關斷電源打開時為確保交叉耦合對的輸出為0，需滿足以下條件：
W5/L5＞[knW2/L2(Vdd-Vtn)]/[kp(Vdd-Vtp)]
其中，W5、L5分別為第三PMOS管的長和寬，W2、L2分別為第一NMOS管的長和寬，kn為第一NMOS管和第二NMOS管與工藝有關的參數(shù)，kp為第一PMOS管、第二PMOS管和第三PMOS管與工藝有關的參數(shù)，Vtp為第一PMOS管、第二PMOS管和第三PMOS管的閾值電壓，Vtn為第一NMOS管和第二NMOS管的閾值電壓；Vdd為待關斷電源和常開電源正常供電時的電壓；
當待關斷電源關斷時為確保交叉耦合對的輸出由“0”轉(zhuǎn)換為“1”，需滿足以下條件：
0＜Vth＜Vddth＜Vdd其中，Vth為交叉耦合對的輸出由“0...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：曹富強，
申請(專利權(quán))人：無錫華大國奇科技有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32