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半導體裝置的制作方法

文檔序號:12039246閱讀:140來源:國知局
半導體裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種用來控制對二次電池的充電的保護電路以及保護電路所使用的充電裝置。并且,本發(fā)明還涉及一種在保護電路或充電裝置中設(shè)置有二次電池的蓄電裝置。

背景技術(shù):
例如鋰離子電池等二次電池,當其被過度充電或過度放電時,不但電池的壽命變短,還會因內(nèi)部短路而引火。因此,用來對二次電池進行充電的充電裝置(或者也稱為充電器)大多都安裝有電源電路以及被稱為充電控制電路或保護電路等的用來防止過度充電或過度放電的電路。上述保護電路通過監(jiān)視二次電池的端子間的電壓(端子電壓),來確認二次電池的充電狀態(tài)。并且,當端子電壓超過上限時,保護電路將判斷二次電池是在充滿電的狀態(tài)下又進行充電,而會切斷對二次電池供應電流的通路,由此防止二次電池陷入過度充電狀態(tài)?;蛘?,當端子電壓低于下限時,保護電路判斷二次電池將在超過應剩余的容量的狀態(tài)下進行放電,而會切斷二次電池放電的電流通路,由此防止二次電池陷入過度放電狀態(tài)。但是,是否具有低功耗是評價電子設(shè)備的性能的重要標準之一。尤其是,由于當便攜式電子設(shè)備為高功耗時存在連續(xù)使用時間短的缺點,因此迫切要求實現(xiàn)低功耗化。二次電池常被用于如移動電話等的便攜式電子設(shè)備,當不對二次電池進行充電時,由二次電池供應保護電路的工作所需的電力。因此,要求保護電路也為低功耗。下記專利文獻1記載了一種保護電路,該保護電路通過使過度充電檢測電路以固定周期僅在短時間開啟而進行過度充電檢測工作,來降低功耗。另外,下記專利文獻2記載了一種保護電路,該保護電路通過根據(jù)二次電池的端子間電壓,來控制過度充電控制電路與過度放電檢測電路的監(jiān)視工作的間隔,由此可以降低功耗。[專利文獻1]日本專利申請公開平8-23639號公報[專利文獻2]日本專利申請公開2011-176940號公報但是,在上述專利文獻1及專利文獻2的情況中,雖然減少了二次電池中的端子電壓的測量次數(shù),但是仍然連續(xù)地對保護電路供應電源電壓。因此,功耗中漏電功耗(leakagepower)所占的比例并不低,可以認為保護電路中的功耗還留有較大的下降空間。保護電路具有處理器,該處理器根據(jù)測量到的端子電壓的數(shù)據(jù)判斷二次電池的容量是否在適當?shù)姆秶鷥?nèi)。當停止對保護電路供應電源電壓時,由于用于處理器的觸發(fā)器或SRAM等緩沖存儲裝置具有易失性,因此需要將上述緩沖存儲裝置內(nèi)的數(shù)據(jù)備份。雖然可以將上述數(shù)據(jù)備份至硬盤或快閃存儲器等具有不易失性的外部存儲裝置中,但是當將上述數(shù)據(jù)從上述外部存儲裝置移回到保護電路內(nèi)的緩沖存儲裝置中時需要時間,因此上述方法不適用于以降低功耗為目的的短時間的電源停止。

技術(shù)實現(xiàn)要素:
鑒于上述技術(shù)背景,本發(fā)明的目的之一是提供一種能夠抑制功耗的保護電路、充電裝置或蓄電裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個方式的保護電路,其包括:電池管理單元(BMU:電池管理單元);控制對電池管理單元供應電源電壓的功率開關(guān);以及控制功率開關(guān)工作的功率控制器。電池管理單元具有如下功能:根據(jù)檢測出的二次電池的端子電壓值判斷是否需要對二次電池進行充電。另外,由于在保護電路中間歇性地進行二次電池的端子電壓的檢測,因此,在電池管理單元中隨帶端子電壓的檢測,也間歇性地進行是否需要上述充電的判斷。功率控制器具有如下功能:通過將功率開關(guān)的工作控制為在檢測出端子電壓之后至下一次檢測上述電壓之前功率開關(guān)變?yōu)殛P(guān)閉(非導通),由此停止對電池管理單元供應電源電壓。另外,在本發(fā)明的一個方式中,作為電池管理單元的緩沖存儲裝置使用兼具如下存儲元件的緩沖存儲裝置:能夠通過電源電壓的供應來進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出的易失性存儲元件;以及能夠在停止電源電壓的供應之前將儲存于上述易失性存儲元件中的數(shù)據(jù)備份的存儲元件。通過采用上述構(gòu)成,即使停止對電池管理單元供應電源電壓,也可以防止儲存于緩沖存儲裝置中的數(shù)據(jù)消失,而在再次開始對電池管理單元供應電源電壓之后也可以讀出上述數(shù)據(jù)。因此,不需要在停止對電池管理單元供應電源電壓之前將數(shù)據(jù)備份至外部存儲裝置,因此可以在保護電路中不進行端子電壓檢測的期間停止對電池管理單元供應電源電壓。由此,可以大幅度地降低電池管理單元中產(chǎn)生的漏電功耗,從而可以降低保護電路的功耗。上述緩沖存儲裝置所具有的易失性存儲元件包括如下第一邏輯元件和第二邏輯元件:輸出端子的電位被輸入到彼此的輸入端子,并且,反轉(zhuǎn)輸入端子的電位的極性而將其從輸出端子輸出。具體地,作為易失性存儲元件可以使用觸發(fā)器或SRAM等。另外,作為上述緩沖存儲裝置所具有的用于備份數(shù)據(jù)的存儲元件可以使用如下存儲元件:即使停止供應電源電壓也能夠保持數(shù)據(jù)的利用斷態(tài)電流(off-statecurrent)極小的晶體管控制對電容元件或浮置節(jié)點的電荷供應、保持及放出的存儲元件;或者MRAM、ReRAM、FeRAM等存儲元件。尤其是,當使用利用斷態(tài)電流極小的晶體管控制對電容元件或浮置節(jié)點的電荷供應、保持及放出的存儲元件時,通過電荷的供應進行數(shù)據(jù)的寫入,因此與MRAM等相比,可以將寫入數(shù)據(jù)所需要的電流抑制為1/100左右。因此,通過將具有上述存儲元件的緩沖存儲裝置用于電池管理單元,可以進一步抑制保護電路的功耗。具體地,根據(jù)本發(fā)明的一個方式的保護電路包括:間歇性地檢測二次電池中的端子間的電壓的檢測部;具有緩沖存儲裝置及處理器,并通過在處理器中執(zhí)行的利用上述緩沖存儲裝置的運算處理及上述電壓的值判斷是否需要對二次電池進行充電的電池管理單元;具有對二次電池供應電流并使具有消耗來自二次電池的電流的功能的主機系統(tǒng)(hostsystem)與二次電池之間變?yōu)閷ɑ蚍菍ǖ拈_關(guān)電路;根據(jù)電池管理單元中的上述判斷,選擇開關(guān)電路中的導通或非導通的開關(guān)控制部;控制由二次電池向電池管理單元供應電源電壓的開關(guān);以及通過在在檢測部檢測上述電壓之后至下一次檢測上述電壓之前使上述開關(guān)變?yōu)榉菍ǎ瑏硗V箤﹄姵毓芾韱卧娫措妷旱墓β士刂破?。上述緩沖存儲裝置包括:能夠通過電源電壓的供應進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出的易失性存儲元件;以及能夠在停止電源電壓的供應之前備份儲存于上述易失性存儲元件中的數(shù)據(jù)的存儲元件。另外,根據(jù)本發(fā)明的一個方式的充電裝置在上述保護電路與主機系統(tǒng)之間包括電源電路。另外,根據(jù)本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置除了上述保護電路之外還具有二次電池。在本發(fā)明的一個方式中,通過采用上述結(jié)構(gòu),可以提供一種能夠抑制功耗的保護電路、充電裝置或蓄電裝置。附圖說明圖1是示出保護電路及蓄電裝置的結(jié)構(gòu)的圖;圖2是示出保護電路、充電裝置及蓄電裝置的結(jié)構(gòu)的圖;圖3是示出保護電路及蓄電裝置的結(jié)構(gòu)的圖;圖4是示出BMU、功率開關(guān)、功率控制器的結(jié)構(gòu)的圖;圖5是示出功率控制器的結(jié)構(gòu)的圖;圖6是單位存儲電路的電路圖;圖7是示出單位存儲電路的工作的時序圖;圖8是單位存儲電路的電路圖;圖9A和9B是示出緩沖存儲裝置的結(jié)構(gòu)的圖;圖10是單位存儲電路的截面圖;圖11A至11F是電子設(shè)備的圖。具體實施方式下面,參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。但是,本發(fā)明不局限于以下說明,所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內(nèi)容在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此,本發(fā)明不應該被解釋為僅局限在以下所示的實施方式所記載的內(nèi)容中。實施方式1在圖1中,以方框圖示出根據(jù)本發(fā)明的一個方式的保護電路100及蓄電裝置102的結(jié)構(gòu)的一個例子。另外,雖然在本說明書中所述的方框圖中,將構(gòu)成要素按其功能分類并以分別獨立的方框表示,但是,實際上很難將構(gòu)成要素按其功能徹底地分類,有時一個結(jié)構(gòu)要素可能會涉及多個功能。圖1所示的保護電路100包括檢測部103、BMU(電池管理單元)104、開關(guān)電路105、開關(guān)控制部106、功率開關(guān)107及功率控制器108。蓄電裝置102除了包括保護電路100之外還包括二次電池101。作為二次電池101,例如可以使用鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。檢測部103具有檢測二次電池101所具有的端子電壓的功能。并且,檢測部103還可以具有檢測在充電時供應到二次電池101的電流(充電電流)的功能。BMU104具有如下功能:根據(jù)檢測部103檢測出的端子電壓值或充電電流值等的檢測值,來判斷是否需要對二次電池101進行充電。具體地,BMU104包括處理器109及如寄存器或超高速緩沖存儲器等的緩沖存儲裝置111。處理器109具有作為控制裝置及運算裝置的功能。具體地,處理器109具有如下功能:對被輸入的命令進行譯碼并執(zhí)行的功能;以及進行如四則運算、邏輯運算等各種運算處理的功能。作為緩沖存儲裝置111之一的寄存器具有如下儲存功能:儲存在處理器109中進行運算處理時得到的數(shù)據(jù)、作為處理器109中進行的運算處理的最終結(jié)果而得到的數(shù)據(jù)以及接下來將在處理器109中執(zhí)行的命令的數(shù)據(jù)或其地址等。作為緩沖存儲裝置111之一的超高速緩沖存儲器具有暫時儲存使用頻率高的數(shù)據(jù)的功能。因此,通過利用在檢測部103中得到的檢測值在處理器109中進行各種運算處理,BMU104可以判斷是否需要對二次電池101進行充電。注意,判斷是否需要充電的方法根據(jù)二次電池101的種類而不同。例如,當作為二次電池101使用鎳鎘電池或鎳氫電池時,從開始充電到二次電池101變?yōu)槌錆M電狀態(tài)之前,端子電壓一直上升,但是過了充滿電狀態(tài)端子電壓開始下降。因此,在作為二次電池101使用鎳鎘電池或鎳氫電池的情況下,當端子電壓從最高值下降了預定電壓時,BMU104可以判斷二次電池101已變?yōu)槌錆M電狀態(tài)而不需要充電了。另外,由于保護電路100的內(nèi)部阻抗,充電時的二次電池101的端子電壓傾向于高于二次電池101未與保護電路100連接時的端子電壓。因此,尤其是當上述內(nèi)部阻抗較高時,僅通過充電時的端子電壓BMU104很難判斷二次電池101是否充滿了電。雖然僅通過端子電壓BMU104很難判斷二次電池101是否充滿了電,但是當檢測部103具有檢測充電電流的功能時,由于接近充滿電狀態(tài)時充電電流會減少,因此當充電電流達到預定值時,BMU104可以準確地判斷二次電池101充滿電了。開關(guān)電路105具有如下功能:對二次電池101供應電流;以及使具有消耗來自二次電池101的電流的功能的主機系統(tǒng)112與二次電池101之間變?yōu)閷ɑ蚍菍?。開關(guān)控制部106具有如下功能:根據(jù)BMU104中進行的是否需要對二次電池101進行充電的判斷,來選擇開關(guān)電路105的導通或非導通。通過利用開關(guān)控制部106將開關(guān)電路105控制為開啟(導通),主機系統(tǒng)112與二次電池101連接。另外,通過從外部電源113經(jīng)由主機系統(tǒng)112向二次電池101供應電流,對二次電池101進行充電。通過將來自二次電池101的電流供應到主機系統(tǒng)112,二次電池101放電。另外,通過利用開關(guān)控制部106將開關(guān)電路105控制為關(guān)閉(非導通),主機系統(tǒng)112與二次電池101電分離。注意,在本說明書中連接是指電連接,相當于電流、電壓或電位能夠被供應或傳送的狀態(tài)。因此,連接狀態(tài)不一定必須指直接連接的狀態(tài),還包括以電流、電壓或電位能夠被供應或傳送的方式通過電阻、二極管、晶體管、電容元件等電路元件間接連接的狀態(tài)。功率開關(guān)107具有控制由二次電池101向BMU104供應電源電壓的功能。功率開關(guān)107具有單個或多個開關(guān)。在功率開關(guān)107具有多個開關(guān)的情況下,多個開關(guān)可以分別控制對BMU104所具有的處理器109、緩沖存儲裝置111等各構(gòu)成元件的電源電壓的供應。具體地,當多個開關(guān)中的任一開關(guān)為開啟時,通過該開關(guān)電源電壓被供應至對應的構(gòu)成元件。此外,當多個開關(guān)的任一開關(guān)為關(guān)閉時,利用該開關(guān)停止對對應的構(gòu)成元件供應電源電壓。另外,多個開關(guān)可以分別控制包括于BMU104中的處理器109及緩沖存儲裝置111之外的構(gòu)成元件的電源電壓的供應?;蛘?,多個開關(guān)可以分別控制處理器109中的各種構(gòu)成元件或緩沖存儲裝置111中的各種構(gòu)成元件的電源電壓的供應。功率控制器108具有如下功能:通過控制功率開關(guān)107的工作對BMU104所具有的各構(gòu)成元件的電源電壓的供應進行管理。具體地,對功率開關(guān)107發(fā)送如下命令:使功率開關(guān)107中對應于進行電源電壓的供應的構(gòu)成元件的開關(guān)開啟。此外,還對功率開關(guān)107發(fā)送如下命令:使功率開關(guān)107中對應于停止電源電壓的供應的構(gòu)成元件的開關(guān)關(guān)閉。另外,由于檢測部103間歇性地取得二次電池101的檢測值,因此隨帶檢測值的取得,BMU104也間歇性地判斷是否需要對二次電池101進行充電。由此,可以認為BMU104在不進行上述判斷的期間中處于待機狀態(tài)。于是,在本發(fā)明的一個方式中,通過使功率控制器108在如下期間將功率開關(guān)107控制為關(guān)閉來停止對BMU104供應電源電壓:在檢測部103取得檢測值之后或在BMU104判斷完是否需要進行上述充電之后,在下次取得上述檢測值之前或者在下次BMU104判斷是否需要進行上述充電之前。在本發(fā)明的一個方式中,通過采用上述結(jié)構(gòu)可以大幅度地降低待機狀態(tài)時BMU104中產(chǎn)生的漏電功耗,由此可以降低保護電路100的功耗。例如,在圖1所示的保護電路100中,在BMU104每隔1秒工作0.01秒來判斷是否需要對二次電池101進行充電并在該0.01秒完成開關(guān)電路105的切換工作的情況下,BMU104在剩下的0.99秒處于待機狀態(tài)。因此,可以通過在上述0.99秒中停止對BMU104供應電源電壓,來降低保護電路100的功耗。另外,功率控制器108還可以具有控制對保護電路100包括的BMU104以外的元件供應電源電壓的功能。另外,在BMU104中電源在短期間內(nèi)被切斷,因此要求用于超高速緩沖存儲器或寄存器的緩沖存儲裝置111不但能夠在電源被切斷時保持數(shù)據(jù)還要求工作的高速性。不易失性存儲裝置的快閃存儲器滿足不了上述高速性,而且數(shù)據(jù)的重寫次數(shù)也不適合用于超高速緩沖存儲器或寄存器。于是,在根據(jù)本發(fā)明的一個方式的保護電路100中,使用兼具如下存儲元件的緩沖存儲裝置111:能夠通過電源電壓的供應進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出的易失性存儲元件;以及能夠在停止電源電壓的供應之前將儲存于上述易失性存儲元件中的數(shù)據(jù)備份,并能比快閃存儲器進行更高速地工作,且重寫次數(shù)多,即便在電源被切斷的情況下也能夠保持數(shù)據(jù)的存儲元件。通過使用具有上述結(jié)構(gòu)的緩沖存儲裝置111,即使停止對BMU104供應電源電壓,也可以防止儲存于緩沖存儲裝置111中的數(shù)據(jù)消失,并且在再次開始對BMU104供應電源電壓后也可以讀出上述數(shù)據(jù)。由于不需要在停止對BMU104供應電源電壓之前將數(shù)據(jù)備份至外部存儲裝置,因此無論在保護電路100中不檢測端子電壓的期間為60秒那樣較長的期間還是幾毫秒左右較短的期間,都可以停止對BMU104供應電源電壓。由此,可以大幅度地降低BMU104中產(chǎn)生的漏電功耗,從而可以降低保護電路100的功耗。具體地,上述緩沖存儲裝置111所包括的易失性存儲元件具有如下兩個邏輯元件:輸出端子的電位被輸入到彼此的輸入端子,并且,反轉(zhuǎn)輸入端子的電位的極性而將其從輸出端子輸出。例如,作為易失性存儲元件可以使用觸發(fā)器或SRAM等。另外,作為上述緩沖存儲裝置111所具有的存儲元件可以使用如下存儲元件:即使停止供應電源電壓也能夠保持數(shù)據(jù)的利用斷態(tài)電流極小的晶體管控制對電容元件或浮置節(jié)點的電荷供應、保持及放出的存儲元件;或者MRAM、ReRAM、FeRAM等存儲元件。接著,在圖2中示出作為使用圖1所述的保護電路100的充電裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的方框圖。圖2所示的充電裝置115在圖1所示的保護電路100與主機系統(tǒng)112之間包括電源電路114。另外,圖2所示的蓄電裝置102包括充電裝置115和二次電池101。電源電路114具有如下功能:調(diào)整從二次電池101輸出的電源電壓的值并將其施加至主機系統(tǒng)112?;蛘撸娫措娐?14具有如下功能:調(diào)整從外部電源113經(jīng)由主機系統(tǒng)112施加至充電裝置115的電源電壓的值,并通過保護電路100將上述值施加至二次電池101。通過組合主機系統(tǒng)112與保護電路100或蓄電裝置102構(gòu)成電子設(shè)備。接著,對圖1所示的保護電路100及蓄電裝置102的更具體的結(jié)構(gòu)的一個例子進行說明。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個方式的保護電路100及蓄電裝置102的結(jié)構(gòu)的一個例子。與圖1所示的保護電路100同樣,圖3所示的保護電路100也包括:檢測部103、BMU104、開關(guān)電路105、開關(guān)控制部106、功率開關(guān)107及功率控制器108。并且,圖3所示的蓄電裝置102具有如下結(jié)構(gòu):對保護電路100附加了三個串聯(lián)連接的二次電池101a、二次電池101b及二次電池101c。另外,蓄電裝置102中的二次電池的數(shù)量,既可以為一個,也可以為三個以外的多個。另外,在圖3所示的保護電路100中,檢測部103包括:具有分別檢測二次電池101a、二次電池101b及二次電池101c的端子電壓的功能的電壓檢測部116;以及具有檢測分別流過二次電池101a、二次電池101b及二次電池101c的充電電流的功能的電流檢測部117。另外,在圖3所示的保護電路100中,BMU104除了包括處理器109及緩沖存儲裝置111之外,還包括存儲裝置110、IF(接口)118、ADC(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路)119及ADC120。存儲裝置110中儲存有數(shù)據(jù)庫,即如下數(shù)據(jù)的集合體:與是否需要分別對二次電池101a、二次電池101b及二次電池101c進行充電有關(guān)的如電壓檢測部116中檢測出的端子電壓的值或電流檢測部117中檢測出的充電電流的值等檢測值。并且,存儲裝置110中還儲存有用于處理器109的運算處理的各種數(shù)據(jù)以及在處理器109中執(zhí)行的命令等。由此,通過利用檢測部103中得到的檢測值以及數(shù)據(jù)庫中儲存的數(shù)據(jù)在處理器109中進行各種運算處理,BMU104可以判斷是否需要對二次電池101進行充電。IF118具有如下功能:在主機系統(tǒng)112與處理器109之間進行信號的收發(fā)時,轉(zhuǎn)換信號的格式。BMU104也可以根據(jù)來自主機系統(tǒng)112的信號中含有的命令,利用檢測部103中得到的檢測值,來判斷是否需要進行充電?;蛘?,BMU104也可以在不造成過度充電或過度放電的情況下,無視是否需要充電的判斷,而根據(jù)來自主機系統(tǒng)112的信號中含有的命令,開始或停止對二次電池101a、二次電池101b及二次電池101c的充電。另外,也可以利用信號由BMU104向主機系統(tǒng)112報告二次電池101a、二次電池101b及二次電池101c的充電的完了或開始。另外,在圖3所示的保護電路100中,開關(guān)電路105包括開關(guān)121、開關(guān)122、二極管123以及二極管124。開關(guān)121與開關(guān)122在二次電池101a、二次電池101b及二次電池101c與主機系統(tǒng)112之間的電流通路中串聯(lián)連接。二極管123與開關(guān)121并聯(lián)連接,二極管124與開關(guān)122并聯(lián)連接。因此,二極管123與二極管124在二次電池101a、二次電池101b及二次電池101c與主機系統(tǒng)112之間的電流通路中串聯(lián)連接。但是,二極管123與二極管124以順時針流過的電流的朝向彼此成為相反的方式串聯(lián)連接。通過采用上述結(jié)構(gòu),在開關(guān)電路105中,當通過開關(guān)控制部106將開關(guān)121控制為開啟而將開關(guān)122控制為關(guān)閉時,通過開關(guān)121及二極管124電流由二次電池101a、二次電池101b及二次電池101c向主機系統(tǒng)112流過。由此,二次電池101a、二次電池101b及二次電池101c放電。另外,在開關(guān)電路105中,當通過開關(guān)控制部106將開關(guān)121控制為關(guān)閉而將開關(guān)122控制為開啟時,通過開關(guān)122及二極管123電流由主機系統(tǒng)112向二次電池101a、二次電池101b及二次電池101c流過。由此,二次電池101a、二次電池101b及二次電池101c被充電。接著,在圖4中示出圖3所示的功率開關(guān)107的更為具體的結(jié)構(gòu)的一個例子。在圖4中僅對圖3所示的保護電路100中的BMU104、功率開關(guān)107及功率控制器108進行了圖示。圖4所示的功率開關(guān)107包括開關(guān)107a至開關(guān)107f。另外,功率開關(guān)107所包括的開關(guān)的數(shù)量既可以為一個,也可以為6以外的多個。布線125及布線126具有如下功能:用作圖3所示的二次電池101a、二次電池101b及二次電池101c與主機系統(tǒng)112之間流過的電流的通路。并且,布線125和布線126中的一方施加有高電平電位,另一方施加有低電平電位。在圖4中,開關(guān)107a至開關(guān)107f具有如下功能:控制對BMU104供應布線125的電位。布線126的電位無論開關(guān)107a至開關(guān)107f為開啟還是關(guān)閉,都供應至BMU104。另外,根據(jù)本發(fā)明的一個方式的保護電路100也可以具有如下結(jié)構(gòu):開關(guān)107a至開關(guān)107f具有控制對BMU104供應布線126的電位的功能,并且布線125的電位無論開關(guān)107a至開關(guān)107f為開啟還是關(guān)閉都供應至BMU104。或者,根據(jù)本發(fā)明的一個方式的保護電路100還可以兼具控制對BMU104供應布線125的電位的功率開關(guān)以及控制對BMU104供應布線126的電位的功率開關(guān)。在圖4中,當開關(guān)107a變?yōu)殚_啟時,布線125的電位與布線126的電位差作為電源電壓供應至ADC120。當開關(guān)107b變?yōu)殚_啟時,布線125的電位與布線126的電位差作為電源電壓供應至ADC119。當開關(guān)107c變?yōu)殚_啟時,布線125的電位與布線126的電位差作為電源電壓供應至處理器109。當開關(guān)107d變?yōu)殚_啟時,布線125的電位與布線126的電位差作為電源電壓供應至IF118。當開關(guān)107e變?yōu)殚_啟時,布線125的電位與布線126的電位差作為電源電壓供應至存儲裝置110。當開關(guān)107f變?yōu)殚_啟時,布線125的電位與布線126的電位差作為電源電壓供應至緩沖存儲裝置111。并且,如上所述,在本發(fā)明的一個方式中功率控制器108通過在如下期間將功率開關(guān)107控制為關(guān)閉來停止對BMU104供應電源電壓:在檢測部103中取得檢測值之后或者在BMU104中判斷完是否需要上述上述充電之后,在下次取得上述檢測值之前或者在下次在BMU104中判斷是否需要上述充電之前。但是,當關(guān)閉功率開關(guān)107時,不需要將開關(guān)107a至開關(guān)107f全部關(guān)閉,至少關(guān)閉一個開關(guān)就可以實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的一個方式的降低功耗的效果。另外,也可以使開關(guān)107a至開關(guān)107f中的至少一個開關(guān)與其他開關(guān)的變?yōu)殛P(guān)閉的時序和變?yōu)殚_啟的時序不同。如圖4所示,通過將多個開關(guān)用于功率開關(guān)而在處于待機狀態(tài)的期間中分別停止對BMU104所包括的各個構(gòu)成元件供應電源電壓,與使用一個開關(guān)控制對整個BMU104的電源電壓的供應的情況相比,可以降低BMU104中產(chǎn)生的漏電功耗。由此,可以降低保護電路100的功耗。實施方式2接著,在本發(fā)明的一個方式中對圖1所示的緩沖存儲裝置111的結(jié)構(gòu)的一個例子進行說明。在本發(fā)明的一個方式中,緩沖存儲裝置111包括多個單位存儲電路,該多個單位存儲電路包括:易失性存儲元件;以及在停止供應電源電壓之后無論是60秒那樣較長的期間還是幾毫秒左右較短的期間都可以保持數(shù)據(jù)的存儲元件。圖6示出單位存儲電路200的電路圖的一個例子。單位存儲電路200包括:第一存儲元件201、第二存儲元件202、開關(guān)203、開關(guān)204、開關(guān)205、反轉(zhuǎn)被輸入的信號的極性而將其輸出的邏輯元件206以及電容元件207。第一存儲元件201相當于僅在供應電源電壓的期間保持數(shù)據(jù)的易失性存儲元件。第二存儲元件202相當于在停止供應電源電壓之后也可以保持數(shù)據(jù)的存儲元件。第二存儲元件202包括:相當于存儲部的電容元件208及晶體管210;以及控制存儲部中的電荷供應、保持、放出的晶體管209。另外,根據(jù)需要單位存儲電路200還可以包括如二極管、電阻元件、電感器等的其他電路元件。優(yōu)選晶體管209的斷態(tài)電流極小。當晶體管209的斷態(tài)電流極小時,可以減少由存儲部泄漏的電荷量,由此可以確保第二存儲元件202中保持數(shù)據(jù)的期間較長。由于作為溝道形成區(qū)包括帶隙較寬且通過降低成為電子給體(施體)的水分或氫等雜質(zhì)并減少氧缺損而被高純度化的半導體的晶體管的斷態(tài)電流極小,因此其適用于晶體管209。圖6示出如下例子:開關(guān)203使用一導電型(例如,n溝道型)的晶體管213構(gòu)成,開關(guān)204使用與一導電型不同的導電型(例如,p溝道型)的晶體管214構(gòu)成。開關(guān)203的第一端子對應于晶體管213的源極端子和漏極端子中的一方,開關(guān)203的第二端子對應于晶體管213的源極端子和漏極端子中的另一方,并且開關(guān)203根據(jù)輸入到晶體管213的柵極的控制信號S2選擇第一端子與第二端子之間的導通或非導通(即,晶體管213的導通或關(guān)閉)。另外,晶體管的源極端子是指作為活性層的一部分的源區(qū)或者與活性層連接的源極。同樣地,晶體管的漏極端子是指相當于活性層的一部分的漏極區(qū)或與活性層連接的漏極。此外,晶體管所具有的源極端子及漏極端子的名稱根據(jù)晶體管的溝道型及施加到源極端子及漏極端子的電位的高低而調(diào)換。一般而言,在n溝道型的晶體管中,在源極端子和漏極端子之中,將被施加低電位的電極稱為源極端子,而將被施加高電位的電極稱為漏極端子。此外,在p溝道的晶體管中,源極端子和漏極端子之中,將被施加低電位的電極稱為漏極端子,而將被施加高電位的電極稱為源極端子。在本說明書中,雖然有時為了方便起見假設(shè)源極端子和漏極端子為固定端子來對晶體管的連接關(guān)系進行說明,但實際上源極端子和漏極端子的名稱根據(jù)上述電位關(guān)系而調(diào)換。開關(guān)204的第一端子對應于晶體管214的源極端子和漏極端子中的一方,開關(guān)204的第二端子對應于晶體管214的源極端子和漏極端子中的另一方,并且開關(guān)204根據(jù)輸入到晶體管214的柵極的控制信號S2選擇第一端子與第二端子之間的導通或非導通(即,晶體管214的導通或關(guān)閉)。晶體管209的源極端子和漏極端子中的一方連接到電容元件208的一對電極中的一方及晶體管210的柵極。將晶體管210的柵極稱為節(jié)點M2。晶體管210的源極端子和漏極端子中的一方連接到被施加電位V1的布線,而另一方連接到開關(guān)203的第一端子。開關(guān)203的第二端子連接到開關(guān)204的第一端子。開關(guān)204的第二端子連接到被施加電位V2的布線。開關(guān)203的第二端子、開關(guān)204的第一端子、邏輯元件206的輸入端子及電容元件207的一對電極中的一方彼此連接。將開關(guān)203的第二端子及開關(guān)204的第一端子稱為節(jié)點M1??梢詫﹄娙菰?07的一對電極中的另一方施加固定電位。例如,可以對電容元件207的一對電極中的另一方施加低電平的電位(接地電位等)或高電平的電位。電容元件207的一對電極中的另一方也可以連接到被施加電位V1的布線??梢詫﹄娙菰?08的一對電極中的另一方施加固定電位。例如,可以對電容元件208的一對電極中的另一方施加低電平的電位(接地電位等)或高電平的電位。電容元件208的一對電極中的另一方也可以連接到被施加電位V1的布線。圖6示出電容元件207的一對電極中的另一方及電容元件208的一對電極中的另一方連接到被施加電位V1的布線的例子。另外,也可以通過積極地利用寄生電容等而省略電容元件207。也可以通過利用晶體管210的柵極電容等而省略電容元件208。另外,柵極電容相當于柵極與活性層之間形成的電容??刂菩盘朣1被輸入到晶體管209的柵極。開關(guān)203及開關(guān)204根據(jù)與控制信號S1不同的控制信號S2選擇第一端子與第二端子之間的導通或非導通,當一方的開關(guān)的第一端子與第二端子之間處于導通時,另一方的開關(guān)的第一端子與第二端子之間變?yōu)榉菍顟B(tài)。開關(guān)205根據(jù)與控制信號S1及控制信號S2不同的控制信號S3選擇第一端子與第二端子之間的導通或非導通。晶體管209的源極端子和漏極端子中的另一方被輸入對應于保持于第一存儲元件201中的數(shù)據(jù)的信號。圖6示出從第一存儲元件201的輸出端子OUT輸出的信號被輸入到晶體管209的源極端子和漏極端子中的另一方的例子。從開關(guān)203的第二端子輸出的信號由邏輯元件206變?yōu)闃O性被反轉(zhuǎn)了的反轉(zhuǎn)信號,并通過由控制信號S3其第一端子與第二端子之間成為導通狀態(tài)的開關(guān)205輸入到第一存儲元件201。另外,雖然圖6示出從開關(guān)203的第二端子輸出的信號通過邏輯元件206及開關(guān)205被輸入到第一存儲元件201的輸入端子(在圖6中,記載為IN)的例子,但是本發(fā)明的一個方式不局限于該結(jié)構(gòu)。從開關(guān)203的第二端子輸出的信號也可以在其極性不被反轉(zhuǎn)的狀態(tài)下被輸入到第一存儲元件201。例如,當在第一存儲元件201內(nèi)存在保持從輸入端子輸入的信號的極性被反轉(zhuǎn)了的信號的節(jié)點時,可以將從開關(guān)203的第二端子輸出的信號輸入到該節(jié)點。在圖6中,相當于電位V1與電位V2的電位差的電壓作為電源電壓被供應到單元存儲電路200。相當于電位V1與電位V2的電位差的電壓作為電源電壓供應到第一存儲元件201。在電源電壓不被供應到第一存儲元件201的期間中,使電位V1與電位V2大致相同。另外,開關(guān)205也可以使用晶體管構(gòu)成。該晶體管既可以為n溝道型晶體管,也可以為p溝道型晶體管。另外,也可以將n溝道型晶體管與p溝道型晶體管組合而使用。例如,作為開關(guān)205,可以使用模擬開關(guān)。在圖6中,晶體管209也可以是上下的兩個柵極夾著包含氧化物半導體的半導體膜的晶體管。可以對一方的柵極輸入控制信號S1并對另一方的柵極輸入控制信號S4??刂菩盘朣4也可以是固定電位的信號。固定電位也可以是電位V1或電位V2。另外,也可以使夾著半導體膜設(shè)置在上下的兩個柵極連接并對其輸入控制信號S1。可以根據(jù)輸入到晶體管209的另一方的柵極的信號控制晶體管209的閾值電壓。通過控制閾值電壓,可以進一步降低晶體管209的斷態(tài)電流。在圖6中,在用于單元存儲電路200的晶體管中,晶體管209以外的晶體管的溝道形成區(qū)中含有的半導體也可以為氧化物半導體等帶隙寬的半導體以外的半導體。例如,晶體管209以外的晶體管可以在包含硅的半導體膜中或硅襯底中形成有溝道形成區(qū)。注意,雖然圖6示出晶體管209采用單柵結(jié)構(gòu)的情況,但是晶體管209也可以采用通過具有彼此電連接的多個柵極而具有多個溝道形成區(qū)的多柵結(jié)構(gòu)。圖6中的第一存儲元件201具有第一邏輯元件及第二邏輯元件。第一邏輯元件的輸入端子與第二邏輯元件的輸出端子連接,第二邏輯元件的輸入端子與第一邏輯元件的輸出端子連接。第一邏輯元件及第二邏輯元件只在分別被供應電源電壓的期間中輸出對應于被輸入的信號的信號。另外,作為第一邏輯元件或/及第二邏輯元件,例如可以使用反相器或時鐘反相器等。接著,參照圖7的時序圖對圖6所示的單元存儲電路200的驅(qū)動方法進行說明。在圖7的時序圖中,附圖標記220表示保持在第一存儲元件201中的數(shù)據(jù),S1表示控制信號S1的電位,S2表示控制信號S2的電位,S3表示控制信號S3的電位,V1表示電位V1,并且V2表示電位V2。當電源電壓不被供應到單元存儲電路200時,電位V1與電位V2的電位差V大致是0。M1表示節(jié)點M1的電位,并且M2表示節(jié)點M2的電位。另外,在以下所示的驅(qū)動方法中示出如下例子:在圖6所示的結(jié)構(gòu)中,開關(guān)203是n溝道型晶體管,開關(guān)204是p溝道型晶體管,當控制信號S2的電位是高電平時,開關(guān)203的第一端子與第二端子之間處于導通狀態(tài)且開關(guān)204的第一端子與第二端子之間處于非導通狀態(tài),并且當控制信號S2的電位是低電平時,開關(guān)203的第一端子與第二端子之間處于非導通狀態(tài)且開關(guān)204的第一端子與第二端子之間處于導通狀態(tài)。另外,還示出如下例子:在開關(guān)205中,當控制信號S3的電位是高電平時,第一端子與第二端子之間處于導通狀態(tài),并且當控制信號S3的電位是低電平時,第一端子與第二端子之間處于非導通狀態(tài)。另外,示出如下例子:晶體管209是n溝道型晶體管,當控制信號S1的電位是高電平時,晶體管209導通,當控制信號S1的電位是低電平時,晶體管209關(guān)閉。但是,也可以以使以下說明中的開關(guān)203、開關(guān)204、開關(guān)205、晶體管209的狀態(tài)彼此相同的方式設(shè)定各控制信號的電位。另外,示出如下情況的例子:電位V1是低電平的電位VSS,并且作為電位V2切換高電平的電位VDD和電位VSS。電位VSS例如可以是接地電位。另外,本發(fā)明的一個方式不局限于上述結(jié)構(gòu),也可以采用如下結(jié)構(gòu):電位V2是電位VSS,并且作為電位V1切換電位VDD和電位VSS。(通常工作)說明圖7的期間1的工作。在期間1中,電源電壓被供應到單元存儲電路200。在期間1中,電位V2是電位VDD。在電源電壓被供應到單元存儲電路200的期間,第一存儲元件201保持數(shù)據(jù)(在圖7中,記載為dataX)。此時,將控制信號S3的電位設(shè)定為低電平,使開關(guān)205的第一端子與第二端子之間處于非導通狀態(tài)。另外,開關(guān)203及開關(guān)204的第一端子與第二端子之間的狀態(tài)可以是(導通和非導通中的)任一狀態(tài)。即,控制信號S2的電位可以是高電平或低電平(在圖7中,記載為A)。另外,晶體管209的狀態(tài)(導通、關(guān)閉)可以是任一狀態(tài)。即,控制信號S1的電位可以是高電平或低電平(在圖7中,記載為A)。在期間1中,節(jié)點M1的電位可以是高電平或低電平(在圖7中,記載為A)。在期間1中,節(jié)點M2的電位可以是高電平或低電平(在圖7中,記載為A)。將期間1的工作稱為通常工作。(停止供應電源電壓之前的工作)說明圖7的期間2的工作。在停止向單元存儲電路200供應電源電壓之前,將控制信號S1的電位設(shè)定為高電平,使晶體管209導通。通過上述工作,將對應于保持在第一存儲元件201中的數(shù)據(jù)(dataX)的信號通過晶體管209輸入到晶體管210的柵極。被輸入到晶體管210的柵極的信號由電容元件208或晶體管210的柵極電容保持。因此,節(jié)點M2的電位成為對應于保持在第一存儲元件201中的數(shù)據(jù)的信號電位(在圖7中,記載為VX)。然后,將控制信號S1的電位設(shè)定為低電平,使晶體管209關(guān)閉。通過上述工作,對應于保持在第一存儲元件201中的數(shù)據(jù)的信號被保持于第二存儲元件202中。在期間2中也由控制信號S3使開關(guān)205的第一端子與第二端子之間處于非導通狀態(tài)。開關(guān)203及開關(guān)204的第一端子與第二端子之間的狀態(tài)也可以是(導通和非導通中的)任一狀態(tài)。即,控制信號S2的電位可以是高電平或低電平(在圖7中,記載為A)。在期間2中,節(jié)點M1可以是高電平或低電平(在圖7中,記載為A)。將期間2的工作稱為停止供應電源電壓之前的工作。說明圖7的期間3的工作。在進行停止供應電源電壓之前的工作之后,在期間3開始時,將電位V2設(shè)定為電位VSS,且停止向單元存儲電路200供應電源電壓。當電源電壓的供應停止時,保持在第一存儲元件201中的數(shù)據(jù)(dataX)消失。但是,在停止向單元存儲電路200供應電源電壓之后,由于電容元件208或晶體管210的柵極電容,對應于保持在第一存儲元件201中的數(shù)據(jù)(dataX)的信號電位(VX)也被保持于節(jié)點M2中。由于晶體管209的斷態(tài)電流極小,所以可以長期間地保持由電容元件208或晶體管210的柵極電容保持的電位(節(jié)點M2的電位VX)。因此,單元存儲電路200即使在停止供應電源電壓之后也保持數(shù)據(jù)(dataX)。期間3對應于停止向單元存儲電路200供應電源電壓的期間。(再次開始供應電源電壓的工作)說明圖7的期間4的工作。在通過將電位V2設(shè)定為電位VDD來再次開始向單元存儲電路200供應電源電壓之后,將控制信號S2的電位設(shè)定為低電平,使開關(guān)204的第一端子與第二端子之間處于導通狀態(tài),且使開關(guān)203的第一端子與第二端子之間處于非導通。此時,控制信號S1的電位是低電平,且晶體管209保持關(guān)閉狀態(tài)。另外,控制信號S3的電位是低電平,開關(guān)205的第一端子與第二端子之間處于非導通狀態(tài)。因此,可以向開關(guān)203的第二端子及開關(guān)204的第一端子(節(jié)點M1)施加作為固定電位的電位VDD(以下,稱為預充電工作)。節(jié)點M1的電位由電容元件207保持。在上述預充電工作之后,在期間5中,通過將控制信號S2的電位設(shè)定為高電平,使開關(guān)203的第一端子與第二端子之間處于導通狀態(tài),且使開關(guān)204的第一端子與第二端子之間處于非導通狀態(tài)。此時,控制信號S1的電位保持低電平,且晶體管209保持關(guān)閉狀態(tài)。另外,控制信號S3的電位是低電平,開關(guān)205的第一端子與第二端子之間為非導通。通過根據(jù)保持在電容元件208或晶體管210的柵極電容中的信號(節(jié)點M2的電位VX)選擇晶體管210的導通或關(guān)閉,決定開關(guān)203的第二端子及開關(guān)204的第一端子(節(jié)點M1)的電位。具體而言,當晶體管210處于導通時,向節(jié)點M1施加電位V1(例如,電位VSS)。另一方面,當晶體管210處于關(guān)閉時,節(jié)點M1的電位維持為由上述預充電工作決定的固定電位(例如,電位VDD)。如此,節(jié)點M1的電位對應于晶體管210的導通或關(guān)閉而成為電位VDD或電位VSS。例如,在保持在第一存儲元件201中的信號對應于數(shù)字值“1”的情況下,從第一存儲元件201的輸出端子OUT輸出的信號的電位是高電平。此時,節(jié)點M1是對應于數(shù)字值“0”的信號的低電平電位VSS。另一方面,在保持在第一存儲元件201中的信號對應于數(shù)字值“0”時,從第一存儲元件201的輸出端子OUT輸出的信號的電位是低電平。此時,節(jié)點M1是對應于數(shù)字值“1”的高電平的電位VDD。換言之,對應于與儲存在第一存儲元件201中的信號不同的數(shù)字值的電位被保持于節(jié)點M1中。在圖7中,將該電位記載為VXb。換言之,對應于在期間2中從第一存儲元件201輸入的數(shù)據(jù)(dataX)的信號的電位被轉(zhuǎn)換為節(jié)點M1的電位(VXb)。然后,在期間6中,將控制信號S3的電位設(shè)定為高電平,使開關(guān)205的第一端子與第二端子之間處于導通狀態(tài)。此時,控制信號S2的電位維持高電平。另外,控制信號S1的電位維持低電平,且晶體管209保持關(guān)閉狀態(tài)。通過上述工作,對應于開關(guān)203的第二端子及開關(guān)204的第一端子的電位(節(jié)點M1的電位(VXb))的信號在邏輯元件206中成為對應于數(shù)據(jù)(dataX)的反轉(zhuǎn)信號。該反轉(zhuǎn)信號被輸入到第一存儲元件201。因此,第一存儲元件201可以再次保持在停止向單元存儲電路200供應電源電壓之前保持的數(shù)據(jù)(dataX)。在圖6所示的單元存儲電路200中,在通過期間4中的預充電工作將節(jié)點M1的電位設(shè)定為固定電位(在圖7中,電位VDD)之后,在期間5中將其設(shè)定為對應于數(shù)據(jù)(dataX)的電位VXb,因此可以縮短直到節(jié)點M1的電位被決定為所定的電位VXb為止的時間。換言之,在圖6所示的單元存儲電路200中,通過設(shè)置開關(guān)203及開關(guān)204,能夠進行預充電工作,從而可以縮短在再次開始供應電源電壓之后第一存儲元件201保持原來的數(shù)據(jù)的時間。在本發(fā)明的一個方式中,在不向緩沖存儲裝置所具有的各單元存儲電路200供應電源電壓的期間,可以通過設(shè)置在第二存儲元件202中的電容元件208或晶體管210的柵極電容保持儲存在相當于易失性存儲器的第一存儲元件201中的數(shù)據(jù)。另外,在晶體管209中,由于溝道形成區(qū)包含氧化物半導體,所以斷態(tài)電流極小。因此,通過使用晶體管209,即使在不向單元存儲電路200供應電源電壓的情況下,保持于電容元件208或晶體管210的柵極電容中的電荷也可以被長期間地保持。因此,單元存儲電路200在停止供應電源電壓的期間也可以保持數(shù)據(jù)。另外,在第二存儲元件202中,在再次開始向單元存儲電路200供應電源電壓之后,由電容元件208或晶體管210的柵極電容保持的信號被轉(zhuǎn)換為晶體管210的狀態(tài)(導通或關(guān)閉),所以可以利用晶體管210的漏電流從第二存儲元件202讀出上述信號。因此,即使對應于保持在電容元件208或晶體管210的柵極電容中的信號的電位多少發(fā)生些變動,也可以準確地讀出原來的信號。通過將上述單元存儲電路200用于BMU104所具有的寄存器或超高速緩沖存儲器等存儲裝置,可以防止存儲裝置內(nèi)的數(shù)據(jù)因停止供應電源電壓而消失。另外,可以在短時間內(nèi)移動停止供應電源電壓之前的狀態(tài),還可以在再次開始供應電源電壓之后在短時間內(nèi)恢復到停止供應電源電壓之前的狀態(tài)。因此,在BMU104中,無論是60秒那樣的長時間還是幾毫秒左右的短時間,都可以停止供應電源電壓。因此,可以提供能夠抑制功耗的保護電路100。另外,圖6所示的結(jié)構(gòu)的單元存儲電路200相當于本發(fā)明的一個方式,并且BMU104所具有的緩沖存儲裝置的各單位存儲電路也可以具有與圖6所示的結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)。接著,參照圖8對單元存儲電路200的與圖6不同的結(jié)構(gòu)的一個例子進行說明。圖8所示的單位存儲電路200包括易失性第一存儲元件251和即使在停止供應電源電壓的情況下也可以保持數(shù)據(jù)的第二存儲元件252。第一存儲元件251包括:使被輸入的信號的極性反轉(zhuǎn)并將其輸出的第一邏輯元件253a及第二邏輯元件253b;晶體管254;以及晶體管255。第二存儲元件252包括晶體管257和相當于存儲部的電容元件256。包含被輸入到單位存儲電路200的數(shù)據(jù)的信號Din通過晶體管254被施加到第一邏輯元件253a的輸入端子。第一邏輯元件253a的輸出端子連接到第二邏輯元件253b的輸入端子。第二邏輯元件253b的輸出端子通過晶體管255連接到第一邏輯元件253a的輸入端子。第一邏輯元件253a的輸出端子或第二邏輯元件253b的輸入端子的電位作為信號Dout被輸出到下一級的單位存儲電路200或其他電路。注意,雖然在圖8中示出使用反相器作為第一邏輯元件253a和第二邏輯元件253b的例子,但是除反相器以外,還可以使用時鐘反相器(clockedinverter)作為第一邏輯元件253a或/及第二邏輯元件253b。電容元件256通過晶體管254和晶體管257連接到單位存儲電路200的輸入端子,即被施加信號Din的電位的節(jié)點,由此可以根據(jù)需要儲存被輸入到單位存儲電路200的信號Din的數(shù)據(jù)。具體來說,電容元件256所具有的一對電極中的一個電極通過晶體管257連接到第一邏輯元件253a的輸入端子,另一個電極連接到被施加接地電位等低電平的電位VSS的節(jié)點。優(yōu)選晶體管257的斷態(tài)電流極小。當晶體管257的斷態(tài)電流極小時,可以減少由存儲部泄漏的電荷量,由此可以確保第二存儲元件252中保持數(shù)據(jù)的期間較長。由于帶隙較寬且作為溝道形成區(qū)包括通過降低成為電子給體(施體)的水分或氫等雜質(zhì)并減少氧缺損而被高純度化的半導體的晶體管的斷態(tài)電流極小,因此其適用于晶體管257。盡管圖8示出晶體管257為單柵極結(jié)構(gòu)時的例子,但晶體管257也可以具有通過包括多個電連接的柵極而具有多個溝道形成區(qū)的多柵極結(jié)構(gòu)。另外,單位存儲電路200根據(jù)需要還可以具有其他電路元件,例如二極管、電阻元件、電感器等。第一邏輯元件253a具有如下結(jié)構(gòu):柵極相互連接的p溝道型晶體管258和n溝道型晶體管259串聯(lián)連接在被施加高電平的電位VDD的第一節(jié)點和被施加低電平的電位VSS的第二節(jié)點之間。具體來說,p溝道型晶體管258的源極端子連接到被施加電位VDD的第一節(jié)點,n溝道型晶體管259的源極端子連接到被施加電位VSS的第二節(jié)點。此外,p溝道型晶體管258的漏極端子連接到n溝道型晶體管259的漏極端子,可以將上述兩個漏極端子的電位視為第一邏輯元件253a的輸出端子的電位。此外,可以將p溝道型晶體管258的柵極和n溝道型晶體管259的柵極的電位視為第一邏輯元件253a的輸入端子的電位。第二邏輯元件253b具有如下結(jié)構(gòu):柵極相互連接的p溝道型晶體管260和n溝道型晶體管261串聯(lián)連接于被施加高電平的電位VDD的第一節(jié)點和被施加低電平的電位VSS的第二節(jié)點之間。具體來說,p溝道型晶體管260的源極端子連接到被施加電位VDD的第一節(jié)點,n溝道型晶體管261的源極端子連接到被施加電位VSS的第二節(jié)點。此外,p溝道型晶體管260的漏極端子連接到n溝道型晶體管261的漏極端子,可以將上述兩個漏極端子的電位視為第二邏輯元件253b的輸出端子的電位。此外,可以將p溝道型晶體管260的柵極和n溝道型晶體管261的柵極的電位視為第二邏輯元件253b的輸入端子的電位。晶體管254根據(jù)施加到其柵極的信號Sig1選擇導通或關(guān)閉狀態(tài)。晶體管255根據(jù)施加到其柵極的信號Sig2選擇導通或關(guān)閉狀態(tài)。晶體管257根據(jù)施加到其柵極的信號Sig3選擇導通或關(guān)閉狀態(tài)。另外,第一邏輯元件253a和第二邏輯元件253b需要以高速工作。因此,優(yōu)選的是,將在溝道形成區(qū)中包括具有結(jié)晶性的硅或鍺的晶體管用作第一邏輯元件253a所具有的n溝道型晶體管259或p溝道型晶體管258,或者將其用作第二邏輯元件253b所具有的n溝道型晶體管261或p溝道型晶體管260。另外,晶體管254或晶體管255也可以在溝道形成區(qū)中包括具有結(jié)晶性的硅或鍺。下面,對圖8所示的單位存儲電路200的工作的一個例子進行說明。首先,在寫入數(shù)據(jù)時,使晶體管254導通,使晶體管255關(guān)閉,使晶體管257關(guān)閉。然后,通過對第一節(jié)點施加電位VDD,且對第二節(jié)點施加電位VSS,來對第一存儲元件251施加電源電壓。被施加到單位存儲電路200的信號Din的電位通過晶體管254被施加到第一邏輯元件253a的輸入端子,因此第一邏輯元件253a的輸出端子的電位成為信號Din的極性反轉(zhuǎn)了的電位。然后,使晶體管255導通,連接第一邏輯元件253a的輸入端子與第二邏輯元件253b的輸出端子,從而對第一邏輯元件253a和第二邏輯元件253b寫入數(shù)據(jù)。接著,當利用第一邏輯元件253a和第二邏輯元件253b保持被輸入的數(shù)據(jù)時,在使晶體管255導通并使晶體管257關(guān)閉的狀態(tài)下,使晶體管254關(guān)閉。通過使晶體管254關(guān)閉,被輸入的數(shù)據(jù)由第一邏輯元件253a和第二邏輯元件253b保持。此時,通過對第一節(jié)點施加電位VDD,并對第二節(jié)點施加電位VSS,第一節(jié)點和第二節(jié)點之間維持被施加有電源電壓的狀態(tài)。并且,第一邏輯元件253a的輸出端子的電位反映由第一邏輯元件253a和第二邏輯元件253b保持的數(shù)據(jù)。因此,通過讀取上述電位,可以從單位存儲電路200讀出數(shù)據(jù)。另外,在當保持數(shù)據(jù)時停止供應電源電壓的情況下,在停止供應電源電壓之前在電容元件256中保持數(shù)據(jù)。當在電容元件256中保持數(shù)據(jù)時,首先,使晶體管254關(guān)閉,使晶體管255導通,使晶體管257導通。然后,通過晶體管257在電容元件256中蓄積與由第一邏輯元件253a和第二邏輯元件253b保持的數(shù)據(jù)值對應的量的電荷,對電容元件256寫入數(shù)據(jù)。通過在數(shù)據(jù)被儲存在電容元件256中之后,使晶體管257關(guān)閉,來保持儲存在電容元件256中的數(shù)據(jù)。在使晶體管257關(guān)閉之后,例如,對第一節(jié)點和第二節(jié)點施加電位VSS,使得節(jié)點具有相等的電位,從而停止對第一節(jié)點和第二節(jié)點之間施加電源電壓。另外,在數(shù)據(jù)被儲存在電容元件256中之后,也可以使晶體管255關(guān)閉。如上所述,當在電容元件256中保持被輸入的數(shù)據(jù)時,不需要對第一節(jié)點和第二節(jié)點間施加電源電壓,因此,通過第一邏輯元件253a所具有的p溝道型晶體管258及n溝道型晶體管259或第二邏輯元件253b所具有的p溝道型晶體管260及n溝道型晶體管261,可以使流過第一節(jié)點和第二節(jié)點之間的斷態(tài)電流無限地接近于零。由此,可以大幅度地降低保持數(shù)據(jù)時由于第一存儲元件251的斷態(tài)電流的功耗,從而可以降低緩沖存儲裝置及使用緩沖存儲裝置的保護電路的功耗。如上所述,晶體管257中的斷態(tài)電流極小。因此,當上述晶體管257關(guān)閉時,蓄積在電容元件256中的電荷不易泄漏,因此,數(shù)據(jù)得以保持。另外,在讀出儲存在電容元件256中的數(shù)據(jù)的情況下,使晶體管254關(guān)閉。然后,再次對第一節(jié)點施加電位VDD,對第二節(jié)點施加電位VSS,由此對第一節(jié)點和第二節(jié)點之間施加電源電壓。然后,通過使晶體管257導通,可以從單位存儲電路200讀出具有反映數(shù)據(jù)的電位的信號Dout。接著,圖9A示出緩沖存儲裝置111為寄存器時的單位存儲電路200的連接結(jié)構(gòu)的一個例子。圖9A所示的緩沖存儲裝置包括具有多個單元存儲電路200的存儲電路組222。通過圖4所示的開關(guān)107f對存儲電路組222所具有的各單元存儲電路200供應高電平的電位VDD。此外,對存儲電路組222所具有的各單元存儲電路200施加信號IN的電位和低電平的電位VSS的電位。在圖9A中,作為開關(guān)107f根據(jù)施加到其柵極上的來自功率控制器108的控制信號SigA選擇開啟或關(guān)閉。另外,雖然在圖9A中利用開關(guān)107f控制對存儲電路組222所具有的各單元存儲電路200的高電平的電位VDD的供應,但是也可以通過功率開關(guān)所包括的開關(guān)控制低電平的電位VSS的供應。圖9B示出緩沖存儲裝置的一個例子,其中通過開關(guān)130向存儲電路組222所具有的各單元存儲電路200供應低電平的電位VSS??梢岳瞄_關(guān)130控制向存儲電路組222所具有的各單元存儲電路200供應低電平的電位VSS。另外,如圖6及圖8所示,與將MRAM等用于第二存儲元件的單位存儲電路相比,使用如下第二存儲元件的單位存儲電路200的數(shù)據(jù)備份及恢復所需的功耗(overhead:開銷)更?。涸摰诙鎯υ脭鄳B(tài)電流極小的晶體管來控制對電容元件或浮置節(jié)點進行電荷的供應、保持、放出。具體地,通常MRAM進行數(shù)據(jù)寫入所需的電流為50μA至500μA,但是在具有圖6及圖8所示的結(jié)構(gòu)的單位存儲電路200中,通過對電容元件供應電荷而進行數(shù)據(jù)的備份,因此可以將寫入數(shù)據(jù)所需的電流抑制在MRAM的1/100左右。因此,與使用MRAM的情況相比,在具有圖6及圖8所示的結(jié)構(gòu)的單位存儲電路200中,可以縮短損益平衡時間(BET:BreakEvenTime),即:使開銷功耗(overheadpowerconsumption)與通過切斷電源而削減的功耗相等的電源的切斷時間。由此可以抑制保護電路的功耗。本實施方式可以與其他實施方式適當?shù)亟M合而實施。實施方式3在圖5中,使用方框圖示出功率控制器108的結(jié)構(gòu)的一個例子。功率控制器108包括:IF(端口)300、控制器301、控制器302、CLK_GEN(時鐘產(chǎn)生器)303及緩沖器304。IF300具有如下功能:如轉(zhuǎn)換來自圖1所示的主機系統(tǒng)112及處理器109的信號的格式并去除雜波等等。CLK_GEN303具有分配器電路305并具有如下功能:由從主機系統(tǒng)112輸入的時鐘信號CLK生成如IF300、控制器301、控制器302、緩沖器304等的功率控制器108內(nèi)的各種電路所使用的時鐘信號??刂破?01具有如下功能:由通過IF300從主機系統(tǒng)112輸入的復位信號(RESET)、中斷信號(INT)等各種信號,生成處理器109用的復位信號(P_RESET)、中斷信號(P_INT)等。另外,控制器301具有如下功能:使用從CLK_GEN303輸入的時鐘信號生成處理器109用的時鐘信號(P_CLK)??刂破?02具有如下功能:根據(jù)通過IF300由處理器109輸入的信號生成控制功率開關(guān)所具有的開關(guān)的工作的信號SigA?;蛘?,控制器302也可以具有如下功能:使用由分配器電路305分配的頻率低的時鐘信號生成上述信號SigA。本實施方式可以與其他實施方式適當?shù)亟M合而實施。實施方式4在本實施方式中,對圖8所示的單位存儲電路200的截面結(jié)構(gòu)的一個例子進行說明。圖10示出p溝道型晶體管258及n溝道型晶體管259、電容元件256、晶體管257的結(jié)構(gòu)的一個例子的截面圖。另外,在本實施方式中,以晶體管258及晶體管259的活性層使用非晶、微晶、多晶或單晶的半導體(例如,硅或鍺等)而晶體管257的活性層使用氧化物半導體時的情況為例,對單位存儲電路200的截面結(jié)構(gòu)進行說明。另外,作為硅可以使用:通過等離子體CVD法等的氣相生長法或濺射法形成的非晶硅;通過激光退火法等處理使非晶硅結(jié)晶化而得到的多晶硅;通過對單晶硅片注入氫離子等而使表層部剝離的單晶硅等。在圖10中其表面上形成有絕緣膜401的襯底400上設(shè)置有晶體管259及晶體管258。晶體管259包括:含有具有結(jié)晶性的硅的半導體膜403n;半導體膜403n上的柵極絕緣膜404n;隔著柵極絕緣膜404n設(shè)置在與半導體膜403n重疊的位置的柵極405n;以及與半導體膜403n連接的導電膜406和導電膜407。并且,半導體膜403n包括用作溝道形成區(qū)的第一區(qū)域408以及用作源區(qū)和漏區(qū)的第二區(qū)域409和第二區(qū)域410。第二區(qū)域409及第二區(qū)域410之間隔著第一區(qū)域408。另外,圖10示出如下情況的例子:半導體膜403n在第一區(qū)域408和第二區(qū)域409及第二區(qū)域410之間具有用作LDD(LightlyDopedDrain:輕摻雜漏)區(qū)的第三區(qū)域411及第三區(qū)域412。另外,晶體管258包括:含有具有結(jié)晶性的硅的半導體膜403p;半導體膜403p上的柵極絕緣膜404p;隔著柵極絕緣膜404p設(shè)置在與半導體膜403p重疊的位置的柵極405p;以及與半導體膜403p連接的導電膜407和導電膜413。并且,半導體膜403p包括用作溝道形成區(qū)的第一區(qū)域414以及用作源區(qū)和漏區(qū)的第二區(qū)域415和第二區(qū)域416。第二區(qū)域415及第二區(qū)域416之間隔著第一區(qū)域414。另外,圖10示出如下情況的例子:半導體膜403p在第一區(qū)域414和第二區(qū)域415及第二區(qū)域416之間包括用作LDD區(qū)的第三區(qū)域417及第三區(qū)域418。另外,在圖10中,晶體管259和晶體管258共用導電膜407。另外,晶體管259的柵極405n、晶體管258的柵極絕緣膜404p與導電膜450連接。此外,雖然圖10示出晶體管259和晶體管258使用較薄的半導體膜時的例子,但是晶體管259和晶體管258也可以使用在塊體(bulk)的半導體襯底中形成有溝道形成區(qū)的晶體管。作為較薄的半導體膜,例如可以使用:通過使非晶硅激光晶化而得到的多晶硅;通過對單晶硅片注入氫離子等而使表層部剝離的單晶硅;等等。并且,在圖10中,在導電膜406、導電膜407及導電膜413上設(shè)置有絕緣膜419。并且,在絕緣膜419上設(shè)置有晶體管257。晶體管257在絕緣膜419上包括:含有氧化半導體的半導體膜430;半導體膜430上的用作源極或漏極的導電膜432及導電膜433;半導體膜430、導電膜432及導電膜433上的柵極絕緣膜431;以及在導電膜432與導電膜433之間隔著柵極絕緣膜431與半導體膜430重疊的柵極434。并且,導電膜433通過設(shè)置在絕緣膜419中的開口部與導電膜450連接。另外,柵極絕緣膜431上的與導電膜432重疊的位置上設(shè)置有導電膜435。隔著柵極絕緣膜431與導電膜432及導電膜435重疊的部分用作電容元件256。另外,雖然圖10示出電容元件256和晶體管257都形成在絕緣膜419上的例子,但是電容元件256也可以與晶體管259及晶體管258一起設(shè)置在絕緣膜419下面。此外,在圖10中,作為晶體管257,至少在半導體膜430的一側(cè)具有柵極434即可,但是也可以隔著半導體膜430設(shè)置一對柵極434。當晶體管257具有隔著半導體膜430的一對柵極時,對柵極的一方施加用來控制開啟或關(guān)閉的信號,而柵極的另一方可以處于電絕緣的浮置狀態(tài),也可以處于由其他布線施加電位的狀態(tài)。在后者的情況下,既可以對一對電極施加相同電平的電位,也可以只對另一方的柵極施加接地電位等固定電位??梢酝ㄟ^控制施加到另一方的柵極的電位電平,來控制晶體管的閾值電壓。作為帶隙比硅半導體寬且本征載流子密度比硅低的半導體材料的一個例子,除了氧化物半導體之外,還可以舉出如氮化鎵(GaN)等的化合物半導體等。氧化物半導體與氮化鎵不同,其可以通過濺射方法或濕法制造具有優(yōu)良電特性的晶體管,并具有量產(chǎn)性高等的優(yōu)點。此外,與氮化鎵不同,氧化物半導體在室溫下也可以成膜,因此可以在玻璃襯底或使用硅的集成電路上形成具有優(yōu)良電特性的晶體管。另外,可以對應襯底的大型化。由此,在上述寬帶隙半導體中,尤其是氧化物半導體具有量產(chǎn)性高的優(yōu)點。此外,當為了提高晶體管的性能(例如,場效應遷移率)而形成結(jié)晶氧化物半導體時,可以通過250℃至800℃的熱處理容易地獲得結(jié)晶氧化物半導體。另外,通過減少成為電子給體(施體)的水分或氫等雜質(zhì)并減少氧缺損而實現(xiàn)了高純度化的氧化物半導體(purifiedOS)為i型(本征半導體)或無限趨近于i型。因此,使用上述氧化物半導體的晶體管具有斷態(tài)電流極低的特性。另外,氧化物半導體的帶隙是2eV以上,優(yōu)選是2.5eV以上,更優(yōu)選是3eV以上。通過使用水分或氫等的雜質(zhì)濃度被充分降低且氧缺陷被降低而被高純度化的氧化物半導體膜,可以降低晶體管的斷態(tài)電流。此外,在沒有特別說明的情況下,在n溝道型晶體管中,本說明書所述的斷態(tài)電流是指在使漏極端子的電位高于源極端子及柵極的電位的狀態(tài)下,當以源極端子的電位為標準時的柵極的電位為0以下時,流過源極端子和漏極端子之間的電流?;蛘?,在p溝道型晶體管中,本說明書所述的斷態(tài)電流是指在使漏極端子的電位低于源極端子及柵極的電位的狀態(tài)下,當以源極端子的電位為標準時的柵極的電位為0以上時,流過源極端子和漏極端子之間的電流。具體而言,根據(jù)各種實驗可以證明將被高純度化了的氧化物半導體膜用于溝道形成區(qū)的晶體管的斷態(tài)電流低。例如,即使用溝道寬度為1×106μm且溝道長度為10μm的元件,在源極和漏極之間的電壓(漏極電壓)為1V至10V的范圍內(nèi),斷態(tài)電流可以為半導體參數(shù)分析儀的測量極限以下,即1×10-13A以下。在此情況下,可知根據(jù)晶體管的溝道寬度規(guī)格的斷態(tài)電流為100zA/μm以下。此外,使用如下電路來測量斷態(tài)電流:在該電路中,電容元件與晶體管連接并由該晶體管控制流入電容元件或從電容元件流出的電荷。在該測量中,將被高純度化的氧化物半導體膜用于上述晶體管的溝道形成區(qū),并根據(jù)電容元件單位時間電荷量的推移對該晶體管的斷態(tài)電流進行測量。由上述測量結(jié)果可知:當晶體管的源極與漏極之間的電壓為3V時,可以得到幾十yA/μm的更低的斷態(tài)電流。因此,與使用具有結(jié)晶性的硅的晶體管相比,將被高純度化的氧化物半導體膜用于溝道形成區(qū)的晶體管的斷態(tài)電流明顯低。氧化物半導體優(yōu)選至少含有銦(In)或鋅(Zn)。另外,除了上述元素以外,優(yōu)選還具有鎵(Ga)作為穩(wěn)定劑(stabilizer),該穩(wěn)定劑用來減小使用該氧化物半導體的晶體管的電特性偏差。此外,作為穩(wěn)定劑優(yōu)選包含錫(Sn)。另外,作為穩(wěn)定劑優(yōu)選包含鉿(Hf)。此外,作為穩(wěn)定劑優(yōu)選包含鋁(Al)。另外,作為穩(wěn)定劑優(yōu)選含有鋯(Zr)。此外,作為其他穩(wěn)定劑,也可以包含鑭系元素的鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)中的一種或多種。例如,作為氧化物半導體可以使用:氧化銦;氧化錫;氧化鋅;二元金屬氧化物,如In-Zn類氧化物、Sn-Zn類氧化物、Al-Zn類氧化物、Zn-Mg類氧化物、Sn-Mg類氧化物、In-Mg類氧化物、In-Ga類氧化物;三元金屬氧化物,如In-Ga-Zn類氧化物(也稱為IGZO)、In-Al-Zn類氧化物、In-Sn-Zn類氧化物、Sn-Ga-Zn類氧化物、Al-Ga-Zn類氧化物、Sn-Al-Zn類氧化物、In-Hf-Zn類氧化物、In-La-Zn類氧化物、In-Pr-Zn類氧化物、In-Nd-Zn類氧化物、In-Sm-Zn類氧化物、In-Eu-Zn類氧化物、In-Gd-Zn類氧化物、In-Tb-Zn類氧化物、In-Dy-Zn類氧化物、In-Ho-Zn類氧化物、In-Er-Zn類氧化物、In-Tm-Zn類氧化物、In-Yb-Zn類氧化物、In-Lu-Zn類氧化物;四元金屬氧化物,如In-Sn-Ga-Zn類氧化物、In-Hf-Ga-Zn類氧化物、In-Al-Ga-Zn類氧化物、In-Sn-Al-Zn類氧化物、In-Sn-Hf-Zn類氧化物、In-Hf-Al-Zn類氧化物。另外,例如,In-Ga-Zn類氧化物是指包含In、Ga和Zn的氧化物,而對In、Ga、Zn的比率沒有限制。另外,也可以包含In、Ga、Zn以外的金屬元素。In-Ga-Zn類氧化物在無電場時的電阻充分高而In-Ga-Zn類氧化物可以充分減少斷態(tài)電流,并且其遷移率也高。例如,可以使用In:Ga:Zn=1:1:1(=1/3:1/3:1/3)或In:Ga:Zn=2:2:1(=2/5:2/5:1/5)的原子比的In-Ga-Zn類氧化物或具有近于上述原子比的原子比的氧化物?;蛘?,優(yōu)選使用In:Sn:Zn=1:1:1(=1/3:1/3:1/3)、In:Sn:Zn=2:1:3(=1/3:1/6:1/2)或In:Sn:Zn=2:1:5(=1/4:1/8:5/8)的原子比的In-Sn-Zn類氧化物或具有近于上述原子比的原子比的氧化物。例如,In-Sn-Zn氧化物比較容易得到高遷移率。但是,即使使用In-Ga-Zn氧化物,也可以通過降低塊體內(nèi)缺陷密度而提高遷移率。氧化物半導體膜例如可以具有非單晶。非單晶例如具有CAAC(C-AxisAlignedCrystal:c軸取向結(jié)晶)、多晶、微晶、非晶部。非晶部的缺陷態(tài)密度高于微晶和CAAC的缺陷態(tài)密度。另外,微晶的缺陷態(tài)密度高于CAAC的缺陷態(tài)密度。注意,將包括CAAC的氧化物半導體稱為CAAC-OS(CAxisAlignedCrystallineOxideSemiconductor:c軸取向結(jié)晶氧化物半導體)。例如,氧化物半導體膜可以包括CAAC-OS。在CAAC-OS中,例如c軸取向且a軸及/或b軸不宏觀地一致。例如,氧化物半導體膜可以包括微晶。注意,將包括微晶的氧化物半導體稱為微晶氧化物半導體。微晶氧化物半導體膜例如包括1nm以上且小于10nm的尺寸的微晶(也稱為納米晶)。或者,作為微晶氧化物半導體膜,例如有包括1nm以上且小于10nm的結(jié)晶部的結(jié)晶-非晶混相結(jié)構(gòu)的。例如,氧化物半導體膜可以包括非晶部。注意,將包括非晶部的氧化物半導體稱為非晶氧化物半導體。非晶氧化物半導體膜例如具有無秩序的原子排列且不具有結(jié)晶成分?;蛘撸蔷а趸锇雽w膜例如是完全的非晶而不具有結(jié)晶部。另外,氧化物半導體膜也可以是CAAC-OS、微晶氧化物半導體、非晶氧化物半導體的混合膜。混合膜例如包括非晶氧化物半導體的區(qū)域、微晶氧化物半導體的區(qū)域、CAAC-OS的區(qū)域。并且,混合膜例如可以具有非晶氧化物半導體的區(qū)域、微晶氧化物半導體的區(qū)域、CAAC-OS的區(qū)域的疊層結(jié)構(gòu)。另外,氧化物半導體膜例如可以具有單晶。優(yōu)選氧化物半導體膜包括多個結(jié)晶部并且該結(jié)晶部的c軸在平行于形成有氧化物半導體膜的表面的法線向量或氧化物半導體膜的表面的法線向量的方向上一致。注意,不同的結(jié)晶部的a軸和b軸的方向可以不同。這種氧化物半導體膜的一個例子是CAAC-OS膜。CAAC-OS膜不是完全的非晶。CAAC-OS膜例如包括具有結(jié)晶部和非晶部的結(jié)晶-非晶混相結(jié)構(gòu)的氧化物半導體。另外,在大多情況下,結(jié)晶部可以容納于一邊小于100nm的立方體內(nèi)。在利用透射電子顯微鏡(TEM:TransmissionElectronMicroscope)所得到的觀察圖像中,CAAC-OS膜中的非晶部與結(jié)晶部的邊界以及結(jié)晶部與結(jié)晶部的邊界不明確。另外,利用TEM,在CAAC-OS膜中確認不到明確的晶界(grainboundary)。因此,在CAAC-OS膜中,因晶界導致的電子遷移率的降低得到抑制。在包括于CAAC-OS膜中的結(jié)晶部中,例如,c軸在平行于形成有CAAC-OS膜的表面的法線向量或CAAC-OS膜的表面的法線向量的方向上一致,并且當從垂直于ab面的方向看時金屬原子排列為三角形或六角形的結(jié)構(gòu),當從垂直于c軸的方向看時,金屬原子排列為層狀或者金屬原子和氧原子排列為層狀。注意,不同的結(jié)晶部的a軸和b軸的方向可以不同。在本說明書中,當僅記載為“垂直”時,也包括80°以上100°以下,優(yōu)選為85°以上95°以下的范圍。并且,當僅記載為“平行”時,也包括-10°以上10°以下,優(yōu)選為-5°以上5°以下的范圍。另外,在CAAC-OS膜中,結(jié)晶部的分布不一定是均勻的。例如,在CAAC-OS膜的形成過程中,當從氧化物半導體膜的表面一側(cè)進行結(jié)晶成長時,有時氧化物半導體膜的表面附近的結(jié)晶部的比例高于形成有氧化物半導體膜的表面附近的結(jié)晶部的比例。另外,當將雜質(zhì)添加到CAAC-OS膜時,有時在該雜質(zhì)添加區(qū)中結(jié)晶部變成非晶。因為包括在CAAC-OS膜中的結(jié)晶部的c軸在平行于形成有CAAC-OS膜的表面的法線向量或CAAC-OS膜的表面的法線向量的方向上一致,所以有時根據(jù)CAAC-OS膜的形狀(形成有CAAC-OS膜的表面的截面形狀或CAAC-OS膜的表面的截面形狀)c軸的方向可以彼此不同。另外,結(jié)晶部是在成膜時或者是在成膜后進行加熱處理等的晶化處理時形成的。因此,結(jié)晶部的c軸在平行于形成有CAAC-OS膜的表面的法線向量或CAAC-OS膜的表面的法線向量的方向上一致。在使用CAAC-OS膜的晶體管中,因可見光或紫外光的照射導致的電特性變動小。因此,該晶體管具有高可靠性。CAAC-OS膜例如可以使用多晶的金屬氧化物半導體濺射靶材且利用濺射法形成。當離子碰撞到該濺射靶材時,有時包含在濺射靶材中的結(jié)晶區(qū)域從a-b面劈開,即具有平行于a-b面的面的平板狀或顆粒狀的濺射粒子剝離。此時,通過該平板狀的濺射粒子保持結(jié)晶狀態(tài)到達襯底,可以形成CAAC-OS膜。另外,為了形成CAAC-OS膜,優(yōu)選應用如下條件。通過降低成膜時的雜質(zhì)的混入,可以抑制因雜質(zhì)導致的結(jié)晶狀態(tài)損壞。例如,可以降低存在于處理室內(nèi)的雜質(zhì)(氫、水、二氧化碳及氮等)的濃度。另外,可以降低成膜氣體中的雜質(zhì)濃度。具體而言,使用露點為-80℃以下,優(yōu)選為-100℃以下的成膜氣體。另外,通過提高成膜時的襯底加熱溫度,在濺射粒子到達襯底之后發(fā)生濺射粒子的遷移。具體而言,在將襯底加熱溫度設(shè)定為100℃以上且740℃以下,優(yōu)選為200℃以上且500℃以下的狀態(tài)下進行成膜。通過提高成膜時的襯底加熱溫度,當平板狀的濺射粒子到達襯底時,在襯底上發(fā)生遷移,濺射粒子的平坦的面附著到襯底。另外,優(yōu)選的是,通過增高成膜氣體中的氧比例并對電力進行最優(yōu)化,減輕成膜時的等離子體損傷。將成膜氣體中的氧比例設(shè)定為30vol%以上,優(yōu)選為100vol%。以下,作為濺射用靶材的一個例子,示出In-Ga-Zn類氧化物靶材。將InOX粉末、GaOY粉末及ZnOZ粉末以預定的摩爾數(shù)比混合,進行加壓處理,然后在1000℃以上且1500℃以下的溫度下進行加熱處理,由此得到作為多晶的In-Ga-Zn類氧化物靶材。另外,X、Y及Z為任意正數(shù)。在此,InOX粉末、GaOY粉末及ZnOZ粉末的預定的摩爾數(shù)比例如為2:2:1、8:4:3、3:1:1、1:1:1、4:2:3或3:1:2。另外,粉末的種類及其混合摩爾數(shù)比可以根據(jù)所制造的濺射靶材適當?shù)馗淖?。本實施方式可以與其他實施方式適當?shù)亟M合而實施。實施方式5根據(jù)本發(fā)明的一個方式的保護電路、充電裝置或蓄電裝置可以用于顯示設(shè)備、個人計算機、具備記錄媒體的圖像再現(xiàn)裝置(典型地是,能夠再現(xiàn)如DVD(DigitalVersatileDisc:數(shù)字通用磁盤)等記錄媒體并具有能夠顯示其圖像的顯示器的裝置)等電子設(shè)備。此外,作為可以使用根據(jù)本發(fā)明的一個方式的保護電路、充電裝置或蓄電裝置的電子設(shè)備,可以舉出移動電話、包括便攜式在內(nèi)的游戲機、便攜式信息終端、電子書閱讀器、例如攝像機和數(shù)碼相機等影像拍攝裝置、護目鏡型顯示器(頭戴式顯示器)、導航系統(tǒng)、音頻再現(xiàn)裝置(例如,汽車音頻系統(tǒng)和數(shù)字音頻播放器等)、復印機、傳真機、打印機、多功能打印機、自動柜員機(ATM)、自動售貨機等等。圖11A至11F示出這些電子設(shè)備的具體例子。圖11A是便攜式游戲機,其包括框體5001、框體5002、顯示部5003、顯示部5004、麥克風5005、揚聲器5006、操作鍵5007、觸屏筆5008等??梢詫⒈景l(fā)明的一個方式的顯示裝置用于顯示部5003或顯示部5004。注意,雖然圖11A所示的便攜式游戲機包括兩個顯示部5003和顯示部5004,但便攜式游戲機所包含的顯示部不限于兩個。圖11B是便攜式信息終端,其包括第一框體5601、第二框體5602、第一顯示部5603、第二顯示部5604、連接部5605、操作鍵5606等。第一顯示部5603設(shè)置在第一框體5601中,第二顯示部5604設(shè)置在第二框體5602中。并且,第一框體5601與第二框體5602通過連接部5605連接,第一框體5601與第二框體5602之間的角度可以通過連接部5605改變。第一顯示部5603中的圖像可以根據(jù)由連接部5605形成的第一框體5601與第二框體5602之間的角度進行切換。另外,也可以對第一顯示部5603和第二顯示部5604中的至少一個使用附加有位置輸入裝置的功能的顯示裝置。另外,可以通過在顯示裝置設(shè)置觸摸屏來附加位置輸入裝置的功能?;蛘撸部梢酝ㄟ^在顯示裝置的像素部設(shè)置也稱為光電傳感器的光電轉(zhuǎn)換元件來附加位置輸入裝置的功能。圖11C是筆記本式個人計算機,其包括框體5401、顯示部5402、鍵盤5403及定位裝置5404等。圖11D是電冷藏冷凍箱,其包括框體5301、冷藏室門5302、冷凍室門5303等。圖11E是攝像機,其包括第一框體5801、第二框體5802、顯示部5803、操作鍵5804、透鏡5805、連接部5806等。操作鍵5804及透鏡5805設(shè)置在第一框體5801中,顯示部5803設(shè)置在第二框體5802中。并且,第一框體5801與第二框體5802通過連接部5806連接,第一框體5801與第二框體5802之間的角度可以通過連接部5806改變。顯示部5803中的圖像可以根據(jù)由連接部5806形成的第一框體5801與第二框體5802之間的角度進行切換。圖11F為一般的汽車,其包括車體5101、車輪5102、儀表盤5103及燈5104等。本實施方式可以與其他實施方式適當?shù)亟M合而實施。符號說明100保護電路101二次電池101a二次電池101b二次電池101c二次電池102蓄電裝置103檢測部104BMU105開關(guān)電路106開關(guān)控制部107功率開關(guān)107a開關(guān)107b開關(guān)107c開關(guān)107d開關(guān)107e開關(guān)107f開關(guān)108功率控制器109處理器110存儲裝置111緩沖存儲裝置112主機系統(tǒng)113外部電源114電源電路115充電裝置116電壓檢測部117電流檢測部118IF119ADC120ADC121開關(guān)122開關(guān)123二極管124二極管125布線126布線130開關(guān)200單位存儲電路201存儲元件202存儲元件203開關(guān)204開關(guān)205開關(guān)206邏輯元件207電容元件208電容元件209晶體管210晶體管213晶體管214晶體管222存儲電路組251存儲元件252存儲元件253a邏輯元件253b邏輯元件254晶體管255晶體管256電容元件257晶體管258晶體管259晶體管260p溝道型晶體管261n溝道型晶體管300IF301控制器302控制器303CLK_GEN304緩沖器305分配器電路400襯底401絕緣膜403n半導體膜403p半導體膜404n柵極絕緣膜404p柵極絕緣膜405n柵極405p柵極406導電膜407導電膜408第一區(qū)域409第二區(qū)域410第二區(qū)域411第三區(qū)域412第三區(qū)域413導電膜414第一區(qū)域415第二區(qū)域416第二區(qū)域417第三區(qū)域418第三區(qū)域419絕緣膜430半導體膜431柵極絕緣膜432導電膜433導電膜434柵極435導電膜450導電膜5001框體5002框體5003顯示部5004顯示部5005麥克風5006揚聲器5007操作鍵5008觸屏筆5101車體5102車輪5103儀表盤5104燈5301框體5302冷藏室門5303冷凍室門5401框體5402顯示部5403鍵盤5404定位裝置5601框體5602框體5603顯示部5604顯示部5605連接部5606操作鍵5801框體5802框體5803顯示部5804操作鍵5805透鏡5806連接部
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