电源控制装置及其控制方法与流程

1.本技术涉及半导体技术领域，具体涉及一种电源控制装置及其控制方法。

背景技术：

2.在dram存储器设计中，随着存储器芯片的特征尺寸越来越小，芯片对功耗的要求也越来越高，由于存储器芯片中存储电容漏电，必须每隔一段时间就要执行一次自刷新(self refresh)动作，这样存储器芯片的内部电源装置就要经常驱动以实现自刷新，从而持续消耗一定的电流，随着存储器芯片的存储容量变大，其刷新功耗也越来越高。

技术实现要素：

3.本技术的目的是针对上述现有技术的不足提出的一种电源控制装置及其控制方法，该目的是通过以下技术方案实现的。
4.本技术的第一方面提出了一种电源控制装置，所述电源控制装置包括：第一延时模块、第二延时模块、与非门、第一非门至第三非门、输入端和输出端；
5.所述输入端通过所述第一非门与所述第一延时模块的输入和所述第二延时模块的输入均电连接；所述第一延时模块的输出与所述与非门的一个输入电连接，所述第二延时模块的输出通过所述第二非门与所述与非门的另一个输入电连接；所述与非门的输出通过所述第三非门与所述输出端电连接；
6.其中，所述输入端用于与存储器的刷新控制端电连接，所述输出端用于与存储器的电源装置电连接，以控制所述电源装置的启动与关闭。
7.本技术的第二方面提出了一种如上述第一方面所述的电源控制装置的控制方法，所述方法包括：
8.通过存储器的刷新控制端向所述电源控制装置的输入端输入一低电平脉冲信号；
9.经过所述电源控制装置中第一延时模块的延时时间时，所述电源控制装置的输出端向存储器的电源装置输入高电平信号，以使所述电源装置关闭；
10.再经过所述电源控制装置中第二延时模块的延时时间时，所述电源控制装置的输出端向所述电源装置输出入低电平信号，以使所述电源装置启动；
11.其中，在所述第一延时模块延时时间内，所述存储器完成一次自刷新动作。
12.本技术的第三方面提出了一种存储器，包括如上述第一方面所述的电源控制装置。
13.基于上述第一方面和第二方面所述的电源控制装置及其控制方法，本技术具有如下有益效果：
14.在实际应用中，dram存储器的自刷新动作为周期性的，且实际执行自刷新动作在整个周期内中只占用一部分时间，但是存储器的电源装置是经常在驱动，持续消耗电流，因此本技术在存储器的刷新控制端与电源装置之间通过增设一电源控制装置，以在存储器的刷新控制端产生用于执行自刷新动作的低电平脉冲信号时，在电源控制装置的第一延时模
块的延时时间之内维持电源装置持续供电，以完成存储器的自刷新动作的执行，当到达第一延时模块的延时时间时，关闭电源装置，以在实际不执行自刷新动作的时间内减少电流消耗，并经过电源控制装置的第二延时模块的延时时间时再开启电源装置，以在下一个低电平脉冲信号产生时完成下一次的自刷新动作，以此类推。由此可知，在存储器的每个自刷新动作周期内，只有一部分时间内电源装置启动为实际执行自刷新动作提供电源，在实际不执行自刷新动作的另一部分时间内电源装置关闭，不消耗电流，从而在不影响存储器自刷新动作的同时，通过电源控制装置可以减少电源装置的电流消耗，进而降低存储器的功耗。
附图说明
15.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
16.图1为现有技术中存储器的刷新控制端与电源控制端的信号时序示意图；
17.图2为本技术根据一示例性实施例示出的一种电源控制装置结构示意图；
18.图3为根据图2所示实施例示出的存储器的刷新控制端与电源控制端的信号时序示意图；
19.图4为本技术示出的一种参考电压生成器的结构示意图；
20.图5为本技术根据一示例性实施例示出的一种电源控制装置的控制方法的实施例流程图。
具体实施方式
21.以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
22.在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
23.在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
24.在现有存储器芯片设计中，其内部电源装置需要经常驱动，以实现存储器的周期性自刷新动作，这样电源装置就会持续消耗电流，导致存储器芯片的自刷新功耗比较高。
25.发明人研究发现，参见图1所示，存储器的自刷新动作是由自刷新控制端srpb的低电平脉冲信号触发执行，每产生一个低电平脉冲信号便立即执行一次自刷新动作，两个低电平脉冲信号之间的时间间隔即为自刷新的周期，并且产生低电平脉冲信号到自刷新动作执行完成，在一个完整的自刷新周期中只占用一小部分时间，实际不执行自刷新动作的时
间占用自刷新周期的大部分时间，但是存储器内部电源装置的电源控制端srpc一直为低电平，电源装置持续消耗电流。
26.为解决上述技术问题，发明人在存储器的刷新控制端与电源装置之间通过增设一电源控制装置，以根据刷新控制端的信号控制电源装置的启动与关闭，即在实际执行自刷新动作期间内，电源装置持续提供电源，在实际不执行自刷新动作期间内，电源装置关闭，不消耗电流。
27.参见图2所示，该电源控制装置包括第一非门1、第一延时模块2、第二延时模块3、第二非门4、与非门5、第三非门6、输入端a和输出端b。
28.具体链接关系为：输入端a通过第一非门1与第一延时模块2的输入和第二延时模块3的输入均电连接；第一延时模块2的输出与与非门5的一个输入电连接，第二延时模块3的输出通过第二非门4与该与非门5的另一个输入电连接；与非门5的输出通过第三非门6与输出端b电连接。
29.其中，输入端a用于与存储器的刷新控制端srpb电连接，输出端b用于与存储器的电源装置的电源控制端srpc电连接，以控制电源装置的启动与关闭。
30.在一些实施例中，如图3所示，为采用图2所示电源控制装置时刷新控制端与电源控制端的时序示意图，为了达到在实际执行自刷新动作期间内电源装置持续提供电源，在实际不执行自刷新动作期间内关闭电源装置的目的，通过设置第一延时模块2的延时时间delay1小于第二延时模块3的延时时间delay2。
31.本领域技术人员可以理解的是，第一延时模块2和第二延时模块3的具体实现，本技术可以采用现有的延时电路结构，本技术对此不进行具体限定，只要能够实现对应的延时功能即可。
32.结合图2和图3所示，电源控制装置根据刷新控制端srpb的信号控制电源装置的启动与关闭的过程为：刷新控制端srpb向输入端a输入一低电平脉冲信号后，经过第一延时模块2的延时时间delay1时，输出端b向电源装置的电源控制端srpc输出一高电平信号，以触发关闭电源装置，接着再经过第二延时模块3的延时时间delay2时，输出端b向电源控制端srpc输出一低电平信号，以触发启动电源装置。
33.其中，刷新控制端srpb向输入端a输入的低电平脉冲信号即用于控制存储器执行一次自刷新动作。
34.由此可见，在刷新控制端srpb产生一个低电平脉冲信号时，在第一延时模块2的延时时间delay1之内电源装置持续供电，以完成存储器的自刷新动作的执行，当到达第一延时模块2的延时时间delay1时，电源装置关闭，以在实际不执行自刷新动作的时间内减少电流消耗，在经过电源控制装置的第二延时模块3的延时时间delay2时再开启电源装置，以在下一个低电平脉冲信号产生时完成下一次的自刷新动作，以此类推。
35.需要说明的是，为了保证存储器的自刷新动作彻底执行，需要第一延时模块2的延时时间delay1大于低电平脉冲信号的持续时间，并且第二延时模块3的延时时间delay2需要在下一个低电平脉冲信号来临的前一段时间到达，从而使得刷新控制端srpb产生低电平脉冲信号的时间完全位于电源装置的启动期间内。
36.在一些实施例中，上述所述的存储器的电源装置可以是参考电压发生器，如图4所示，为一种示例性的参考电压发生器的电路结构示意图，当电源控制端srpc输入低电平信
号时，参考电压发生器的电压输出端vref输出大于0的电源参考电压，以为自刷新动作提供电源，当电源控制端srpc输入高电平信号时，参考电压发生器的电压输出端vref输出的电源参考电压为0，参考电压发生器处于关闭状态。
37.与前述电源控制装置实施例相对应，本技术还提供了电源控制装置的控制方法的实施例。
38.图5为本技术根据一示例性实施例示出的一种电源控制装置的控制方法的实施例流程图，在上述图2至图3所示实施例的基础上，该电源控制装置的控制方法包括如下步骤：
39.步骤501：通过存储器的刷新控制端向电源控制装置的输入端输入一低电平脉冲信号。
40.其中，存储器的刷新控制端产生的低电平脉冲信号用于触发存储器执行自刷新动作，并且该低电平脉冲信号的产生具有周期性。
41.步骤502：经过电源控制装置中第一延时模块的延时时间时，电源控制装置的输出端向存储器的电源装置输入高电平信号，以使电源装置关闭。
42.参见图2和图3所示，输入端a输入的低电平脉冲信号经过第一非门1变为高电平信号后进入第一延时模块2，经过第一延时模块2的延时时间delay1后该高电平信号到达与非门5的输入，此时由于还未到第二延时模块3的延时时间delay2，因此与非门5的另一输入处于悬空状态，与非门的悬空状态相当于输入为高电平，从而使得与非门5的输出为低电平信号，该低电平信号经过第三非门6后，输出端b输出高电平信号，该高电平信号触发电源装置关闭。
43.因此，在第一延时模块2的延时时间内电源装置始终开启，保证存储器能够完成自刷新动作。
44.步骤503：再经过电源控制装置中第二延时模块的延时时间时，电源控制装置的输出端向电源装置输入低电平信号，以使电源装置启动。
45.其中，由于第一延时模块2的延时时间小于第二延时模块3的延时时间，因此在时间上，低电平脉冲信号经过第一非门1变成的高电平信号先经过第一延时模块2，后经过与第一延时模块2并联的第二延时模块3。
46.继续参见图2和图3所示，输入端a输入的低电平脉冲信号经过第一非门1变为高电平信号后进入第二延时模块3，经过第二延时模块3的延时时间delay2后该高电平信号到达第二非门4，该高电平信号经过第二非门4变为低电平信号后到达与非门5的输入，此时无论与非门的另一个输入是高电平信号还是低电平信号，与非门5的输出均为高电平信号，该高电平信号经过第三非门6后，输出端b输出低电平信号，该低电平信号触发电源装置启动提供电源。
47.针对上述步骤501至步骤503的具体实现，可以参见上述图2至图3所示实施例的相关描述，本发明在此不再详述。
48.至此，完成上述图5所示的控制流程，在存储器的刷新控制端与电源装置之间通过增设一电源控制装置，以在存储器的刷新控制端产生用于执行自刷新动作的低电平脉冲信号时，在电源控制装置的第一延时模块的延时时间之内维持电源装置持续供电，以完成存储器的自刷新动作的执行，当到达第一延时模块的延时时间时，关闭电源装置，以在实际不执行自刷新动作的时间内减少电流消耗，并经过电源控制装置的第二延时模块的延时时间
时再开启电源装置，以在下一个低电平脉冲信号产生时完成下一次的自刷新动作，以此类推。由此可知，在存储器的每个自刷新动作周期内，只有一部分时间内电源装置启动为实际执行自刷新动作提供电源，在实际不执行自刷新动作的另一部分时间内电源装置关闭，不消耗电流，从而在不影响存储器自刷新动作的同时，通过电源控制装置可以减少电源装置的电流消耗，进而降低存储器的功耗。
49.本技术还提出了一种存储器，所述存储器包括如上述实施例所述的电源控制装置。
50.在一些实施例中，所述存储器可以为dram(dynamic random-access memory，动态随机存储器)、sdram(synchronous dynamic random access memory，同步动态随机存取存储器)等任意一种。
51.在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
52.以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

技术特征：

1.一种电源控制装置，其特征在于，所述电源控制装置包括：第一延时模块、第二延时模块、与非门、第一非门至第三非门、输入端和输出端；所述输入端通过所述第一非门与所述第一延时模块的输入和所述第二延时模块的输入均电连接；所述第一延时模块的输出与所述与非门的一个输入电连接，所述第二延时模块的输出通过所述第二非门与所述与非门的另一个输入电连接；所述与非门的输出通过所述第三非门与所述输出端电连接；其中，所述输入端用于与存储器的刷新控制端电连接，所述输出端用于与存储器的电源装置电连接，以控制所述电源装置的启动与关闭。2.根据权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述第一延时模块的延时时间小于所述第二延时模块的延时时间。3.根据权利要求2所述的电源控制装置，其特征在于，所述刷新控制端向所述输入端输入一低电平脉冲信号后，经过所述第一延时模块的延时时间时，所述输出端输出一高电平信号，以关闭所述存储器的电源装置，再经过所述第二延时模块的延时时间时，所述输出端输出一低电平信号，以启动所述存储器的电源装置。4.根据权利要求3所述的电源控制装置，其特征在于，所述刷新控制端向所述输入端输入的低电平脉冲信号用于控制所述存储器执行一次自刷新动作。5.根据权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述存储器的电源装置为参考电压发生器。6.一种如上述权利要求1至5任一项所述的电源控制装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括：通过存储器的刷新控制端向所述电源控制装置的输入端输入一低电平脉冲信号；经过所述电源控制装置中第一延时模块的延时时间时，所述电源控制装置的输出端向存储器的电源装置输入高电平信号，以使所述电源装置关闭；再经过所述电源控制装置中第二延时模块的延时时间时，所述电源控制装置的输出端向所述电源装置输出入低电平信号，以使所述电源装置启动；其中，在所述第一延时模块延时时间内，所述存储器完成一次自刷新动作。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述经过所述电源控制装置中第一延时模块的延时时间时，所述电源控制装置的输出端向存储器的电源装置输入高电平信号，包括：所述低电平脉冲信号经过所述电源控制装置中第一非门变为高电平信号后进入所述第一延时模块；经过所述第一延时模块的延时时间后该高电平信号到达所述电源控制装置中与非门的输入，此时与非门的另一输入处于悬空状态，与非门的输出为低电平信号；该低电平信号经过所述电源控制装置中第三非门后，使得所述电源控制装置的输出端输出高电平信号。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述再经过所述电源控制装置中第二延时模块的延时时间时，所述电源控制装置的输出端向所述电源装置输出入低电平信号，包括：所述低电平脉冲信号经过所述电源控制装置中第一非门变为高电平信号后进入第二延时模块，经过第二延时模块的延时时间后该高电平信号到达所述电源控制装置中的第二非门；
该高电平信号经过所述第二非门变为低电平信号后到达所述电源控制装置中与非门的输入，使得所述与非门输出高电平信号；该高电平信号经过所述电源控制装置中第三非门后，使得所述电源控制装置的输出端输出低电平信号。9.一种存储器，其特征在于，包括如上述权利要求1～5任一项所述的电源控制装置。

技术总结

本发明公开了一种电源控制装置及其控制方法，包括：第一延时模块、第二延时模块、与非门、第一非门至第三非门、输入端和输出端；输入端通过第一非门与第一延时模块的输入和第二延时模块的输入电连接；第一延时模块的输出与与非门的一个输入电连接，第二延时模块的输出通过第二非门与与非门的另一个输入电连接；与非门的输出通过第三非门与输出端电连接；输入端用于与存储器的刷新控制端电连接，输出端用于与存储器的电源装置电连接，以控制电源装置的启动与关闭。在刷新控制端与电源装置之间通过增设电源控制装置，以在自刷新动作周期内，只有一部分时间内电源装置提供电源，在实际不执行自刷新动作的另一部分时间内电源装置关闭，减少电流消耗。减少电流消耗。减少电流消耗。