[发明专利]半导体集成电路装置、通信装置、信息再生装置、图像显示装置、电子装置、电子控制装置以及移动体

说明书

技术领域

本发明涉及一种作为半导体集成电路低功耗化技术的电源切断技术以及源极偏压控制技术。

背景技术

图16示出了现有的一般的电源切断技术。被控制电路1601与电源1604和模拟地1606相连。在开关电路配置区域1603中，模拟地1606和地1605之间配置有由一个或多个晶体管组成的开关电路1602。各晶体管具有栅极、漏极、源极分别被共接的结构。各晶体管的所有栅极都与控制信号输入端子1607相连，由半导体集成电路向控制信号输入端子1607提供用于控制电源供给的控制信号。

在被控制电路1601动作时，使开关电路1602接通的控制信号被输入到控制信号输入端子1607。从而，模拟地1606和地1605被短路，被控制电路1601执行通常动作。相反地，在被控制电路1601静止时，使开关电路1602切断的控制信号被输入到控制信号输入端子1607。从而，模拟地1606和地1605变为被切断的状态。在电源切断时，模拟地1606的电位上升到被控制电路1601静止时的漏电流和开关电路1602的漏电流相平衡的程度。这种在被控制电路1601的静止状态下切断电源的电源控制方式与在相同的静止状态下不进行电源切断的其他电源控制方式相比，能够大幅减小漏电流。

如上所述，如果采用在进行电路动作或数据保存时所不需要的块中有选择地进行电源切断控制的电源切断技术，就能够减小漏电流。因此，该技术在降低LSI功耗上会发挥很大效果。然而，在这种电源切断技术中，存在产生瞬时电流的问题。以下对此进行说明。图17是简单说明电源切断技术中的瞬时电流的图。

在电源切断状态下，模拟地1606上升到电压水平1701，如果开关电路1602接通并转移到电源供给状态，则模拟地1606急剧下降到电压水平1702。此时，被控制电路1601中积累的电荷会通过开关电路1602被引向地1605，导致流过很大的瞬时电流1705。瞬时电流1705产生之前，流过电源切断状态下的漏电流1703，瞬时电流1705产生之后，流过电源供给状态下的漏电流1704。而且，该漏电流1704大于漏电流1703。

如果流过瞬时电流1705，则会产生由寄生电阻引起的IR-Drop，在地1605的电位上产生噪声。因此，如果在处于静止状态的该电路块上通过地1605而连接有处于动作状态的别的电路块，则在处于静止状态的该电路块中产生的噪声会被传播到处于动作状态的别的电路块中，这将成为误动作的主要原因。

作为该瞬时电流问题的对策，从以前起就提出了各种各样的技术方案。图18是简单说明专利文献1中提出的第一技术方案的图。在第一技术方案中，被控制电路1801和开关电路配置区域1803之间设置有电流监视电路1809。开关电路1802不从LSI侧输入控制信号，而代之以从电源切断开关控制电路1808输入其输出信号。此时，电源切断开关控制电路1808根据来自电流监视电路1809的信号，确定向开关电路1802输出的输出信号。由此，能够抑制流过开关电路1802的电流达到一定电流值以上。

然而，在第一技术方案中，需要电源切断开关控制电路1808、电流监视电路1809等电路，这些电路的控制系统会变得复杂。另外，在电流监视电路1809的配置中，需要在考虑产生寄生电阻等的基础上进行设计，以使电流监视电路1809的影响不会波及到被控制电路1801。这样，第一技术方案也不能轻易地解决瞬时电流的问题。

图19是简单说明专利文献2中提出的第二技术方案的图。在第二技术方案中，开关电路1902的各基板节点与基板偏压控制电路1908相连。虽然从电源切断状态迁移到电源供给状态时流过瞬时电流，但是，此时，从基板偏压控制电路1908输出的逆向基板偏压被施加到开关电路1902上。由此，开关电路1902的电流能力被降低。其结果是瞬时电流被减小。

然而，在第二技术方案中，因为通过基板偏压控制来抑制开关电路1902的电流能力，所以其效果受到限制，不能根本解决瞬时电流的问题。

另外，专利文献3涉及输出电路，所以对象和用途不同，对从电流能力小的电路到电流能力大的电路，错开时间来进行驱动。如果在电源切断控制中采用该想法，虽然多少能够减小瞬时电流，但是无法保证瞬时电流的减小效果能够根本解决电路的误动作。

专利文献1：日本特开2007-179345号公报

专利文献2：日本特开2007-201414号公报

专利文献3：日本特开平1-279631号公报