[发明专利]具有细粒度功率门控的非易失性铁电逻辑

说明书

介绍了一种装置，所述装置包括：第一功率域，其具有将由第一可切换正电源和第一可切换负电源供电的第一倒相器；以及第二功率域，其具有包括p型和n型FE‑FET的第二倒相器，所述第二倒相器具有耦合到所述第一倒相器的输出的输入。

背景技术

功率门控减少了待机泄露功率，其改善了用于移动设备的电池寿命。但是，常规的功率门控具有限制。例如，利用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，逻辑状态被存储在总是供电的存储器或锁存器中以避免功率门控期间的数据丢失。这消耗了功率并且增加了复杂性。此外，从功率门控的域到另一个功率域的信号交叉(crossing)需要隔离门(防火墙) 以保护正确的电路功能。这产生了功率、面积和延迟开销。另外地，当为了最小化泄露功率所需而以更加细粒度(granular)水平施加功率门控时，上述限制最为严重。因此，以当前的晶体管和电路技术不可能实现高细粒度的功率门控。

附图说明

从以下给出的具体说明并且从本公开内容的各个实施例的附图中将更加全面地理解本公开内容的实施例，但是所述具体说明和附图不应当被视为将公开内容限制为具体实施例，而仅仅是出于说明和理解的目的。

图1A-1C示出根据本公开内容的一些实施例的显示了铁电(FE)晶体管的存储器原理的图。

图1D示出FE晶体管来描述图1A-1C。

图2示出根据本公开内容的一些实施例的具有可切换源极和漏极电压的FE倒相器。

图3示出根据本公开内容的一些实施例的具有可切换源极和漏极电压的、用于进行精细功率门控的FE倒相器的链。

图4示出根据本公开内容的一些实施例的显示了用于生成可切换源极和漏极电压的时钟相位的图。

图5A-5B示出根据本公开内容的一些实施例的显示了利用FE状态保持器件的功率域交叉的电路。

图6示出根据本公开内容的一些实施例的具有减少的动态功率的FE逻辑门的链。

图7示出根据本公开内容的一些实施例的具有用于粗糙功率门控的FE 器件的集成电路(IC)的一部分。

图8示出根据一些实施例的具有用于功率门控的FE器件的智能设备或计算机系统或SoC(片上系统)。

具体实施方式

一些实施例介绍了用于低开销功率门控状态保持和隔离的铁电场效应晶体管(FE-FET)。在一些实施例中，功率门控状态保持和隔离的功能本征地提供给晶体管和逻辑门，并且不需要附加的电路。在一些实施例中，二进制电压信号概念适应于低于FE-FET门的磁滞跳变点的第三中间电压，使得该门保持之前的编程状态。根据一些实施例，这用于既提供非易失性存储器并且提供用于功率域交叉的隔离。利用各个实施例的电路和器件，局域化的功率门控信号可以仅仅对当前操作所需的逻辑单元供电。

在以下的描述中，讨论了各种细节以提供本公开内容的实施例的更加彻底的说明。但是，对于本领域技术人员显而易见的是本公开内容的实施例可以在没有这些具体细节的情况下来实施。在其他实例中，以方框图形式而非具体地示出了公知的结构和设备，以避免使本公开内容的实施例模糊不清。

注意在实施例相应的附图中，用线条来表示信号。一些线条可能较粗，以指示更多组成的信号路径，并且/或者在一端或多端具有箭头，以指示主要的信息流动方向。这种指示并不旨在进行限制。相反，线条是与一个或多个示例性实施例结合起来使用的，以助于更加容易理解电路或逻辑单元。任何表示的信号，如设计需要或偏好所规定的，可能实际上包括一个或多个信号，其可以在任一方向上行进并且可以利用任何适当类型的信号方案来实施。