[发明专利]低供应电压逻辑电路

说明书

技术领域

本文中所公开的是低供应电压电路，并且特别是低供应电压逻辑电路。

背景技术

还被称为电力收集或能量采集的能量收集是通过其能量得自外部源(例如，太阳能、热能、风能、盐度梯度以及动能)、被捕获以及存储以用于小的无线自主设备的过程，所述自主设备例如用在可穿的电子装置和无线传感器网络中的那些。能量收集器将环境能量转换成电能并为低能电子装置提供非常少量的电力。因此，电子装置的功率消耗需要尽可能低。降低电子装置尤其是诸如所有种类的门和反相器之类的数字即逻辑电路的功耗的常见方式是降低供应电压。逻辑电路的最小供应电压取决于各种制造工艺参数。逻辑电路的触发电平取决于(最小)供应电压并且还取决于制造工艺参数，意味着逻辑电路在较低的供应电压下的可靠性是低的或者功率消耗在供应电压被提高以便提高逻辑电路的可靠性时是高的。因此，存在对在低电压的可靠逻辑电路的需要。

发明内容

低供应电压逻辑电路包括：第一电流源，其具有用于接收第一控制信号的第一控制输入端和在输出端子与第一供应电压端子之间的第一电流通路；所述第一电流源可操作来依靠所述第一控制信号产生通过所述第一电流通路的第一电流并且可操作来产生第一泄漏电流；第二电流源，其具有用于接收第二控制信号的第二控制输入端和在输出端子与第二供应电压端子之间的第二电流通路；所述第二电流源可操作来依靠所述第二控制信号产生通过所述第二电流通路的第二电流并且可操作来产生第二泄漏电流；第三电流源，其具有在所述输出端子与所述第一供应电压端子之间的第三电流通路并且其可操作来产生通过所述第三电流通路的第三电流以补偿所述第二泄漏电流；以及第四电流源，其具有在所述输出端子与所述第二供应电压端子之间的第四电流通路并且其可操作来产生通过所述第四电流通路的第四电流以补偿所述第一泄漏电流。所述第一控制信号和所述第二控制信号对应于输入电压以便使得所述第一电流源和所述第二电流源被相反地控制。

附图说明

在下面基于在绘图的图中所示出的示例性实施例对各种特定实施例进行更详细的描述。除非另外陈述，否则相似的或相同的部件在所有的图中被用相同的附图标记来标记。

图1是具有泄漏电流补偿的示例性逻辑电路的电路图；

图2是具有泄漏电流补偿的另一示例性逻辑电路的电路图；

图3是用于与图2的逻辑电路一起使用的另一示例性泄漏电流补偿的电路图；

图4是图示了具有和没有泄漏电流补偿的反相器的阈值的比较图；

图5是包括多个改进逻辑电路的振荡器电路的电路图；

图6是基于改进逻辑电路的或门的电路图；以及

图7是基于改进逻辑电路的与门的电路图。

具体实施方式

可以为例如如图1的电路图中所示出的反相器的改进亚阈值逻辑电路形成基本低压数字逻辑单元，其能够被以不同的方式适配成创建所有其他类型的逻辑单元，诸如门(例如，与、与非、或、或非、与或、异或门)、振荡器(例如，环形振荡器、RC反馈振荡器)、延迟(运行时延迟、RC延迟)、比较器等等。图1的亚阈值反相器包括两个可控电流源第一电流源Q₁和第二电流源Q₂，其形成通用反相器电路。电流源Q₁具有第一受控电流通路，其被连接在用于例如正供应电位VDD的第一供应线路与用于反相器的输出信号Vout的输出线路之间。输出信号Vout驱动负载，例如可以由输出线路的电容来建立的电容C。电流源Q₂具有第二受控电流通路，其被连接在用于输出信号Vout的输出线路与用于例如负供应电位VSS的第二供应线路之间。电流源Q₁和Q₂被第一控制信号和第二控制信号相反地控制，以便使得电流源Q₂的电流在电流源Q₁的电流增加时降低，并且反之亦然。