[發明專利]電力門緩升控制裝置和方法

在審

• 申請號: 201880018425.1
• 申請日: 2018-02-22
• 公開（公告）號: CN110431737A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: E·基拉達;C·莫扎克
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;岳磊

提供一種裝置，包括：電力門器件，耦合到門控的電力供給節點和非門控的電力供給節點；和控制電路，耦合到電力門器件，其中，控制電路通過提供在時間上分開的至少兩個偏置電壓以逐漸開啟電力門器件，來開啟電力門器件。

優先權要求

本申請要求2017年3月22日提交的題為“POWER GATE RAMP-UP CONTROLAPPARATUS AND METHOD”的美國專利申請No.15/466,688的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

背景技術

使用電力門(power gate)來控制對一個或多個邏輯區域的電力供給。例如，可以在處理器中使用電力門來對處理器的處理核的電力供給進行門控(例如，啟用或禁用電力供給)。電力門通常耦合到門控的電力供給節點和非門控的電力供給節點，其中，在該示例中，門控的電力供給節點耦合到處理核，而非門控的電力供給節點耦合到電源。

當電力門晶體管首次開啟時，該晶體管在門控的電力供給節點與非門控的電力供給節點之間的源-漏極電壓差(Vsd)非常大。這個大的Vsd使得通過晶體管的初始緩升(rampup)電流成為挑戰，因為該初始緩升電流可能導致晶體管硅的自發熱溫度問題。例如，初始緩升電流導致電力門硅的溫度升高到其安全水平以上，從而引起硅過熱，產生可靠性問題。電流的初始緩升速率可能導致di/dt事件，或者在提供給門控的電力供給節點的供給上產生過度IR降。電流的初始緩升速率如果不被控制，則可能導致違反金屬可靠性限制，并且因此，初始緩升速率是對電力門晶體管進行緩變的約束。該約束會限制能夠開啟的電力門晶體管的最小尺寸。

與對電力門晶體管進行緩變相關聯的另一個約束限制了來自電力門晶體管的最大電流(Imax)，以防止非門控的電力供給節點(或非門控的電源軌)上出現過度下降或可靠性問題。例如，一些電路在電力門晶體管正在開啟時可能正在使用非門控的電源軌，并且因此，潛在地因電壓降高而引起失敗。該約束限制了能夠開啟的電力門晶體管的最大尺寸。在工藝、電壓和溫度(PVT)范圍上滿足這些約束是一項挑戰。

附圖說明

從以下給出的對本公開的各種實施例的詳細描述以及附圖，將更全面地理解本公開的實施例，然而，這些描述和附圖不應當被認為將本公開限制于特定實施例，而是僅供解釋和理解。

圖1示出了根據本公開的一些實施例的用于對各片電力門晶體管進行緩變的緩升電路的高層次架構。

圖2示出了根據本公開的一些實施例的用于對電力門電路進行緩變的裝置。

圖3示出了根據本公開的一些實施例的用于控制電力門電路的緩變的流程圖或有限狀態機(FSM)。

圖4A-B示出了根據本公開的一些實施例的分別示出門控的電力供給節點上的恒定電流和關聯的緩升電壓的圖線。

圖5A-C示出了根據一些實施例的示出使電流供給接近恒定或恒定(這繼而使得門控的電力供給節點上的電壓的緩升時間更快)的偏置電壓的緩變的圖線。

圖6示出了根據本公開的一些實施例的生成各種偏置電壓的電路。

圖7示出了根據一些實施例的具有電力門緩升電路的智能設備或計算機系統或SoC(片上系統)。

具體實施方式