低功耗集成电路参数微调电路的制作方法

1.本发明属于集成电路设计和测试技术领域，特别涉及一种低功耗集成电路参数微调电路。

背景技术：

2.由于集成电路生产的离散性，芯片出厂时有些电性能指标(如电压、电流、时间或频率等)不能满足设计需要，在中测时通常对电路参数进行微调使其达到设计指标。微调往往通过熔丝开关的方式，把电阻、电容或其他电路元件串联或并联在电路中来调节参数。以金属熔丝调节阻值为例，如图1所示，金属熔丝开关开路阻值无穷大，闭合阻值趋近0，可以当做理想开关，设置合适的r0至rn的阻值，当芯片中测时发现r值发生偏离，可以调节开关s1至sn的开路或闭合状态，使节点1得到设计的阻值r。
3.常见的熔丝开关有以下种类：
4.1、金属熔丝：开路时电阻无穷大，闭合时电阻趋近于0。其优点是可以当做理想开关，缺点是熔断时需求电流大，烧完后容易反复。
5.2、poly熔丝：开路时电阻大于1mω，短路时阻值几十ω。其优点是烧完后稳定，很难恢复到烧前的状态，缺点：它不是理想的开关，需要额外的判断电路。
6.3、浮栅熔丝：其特点是烧完前后的阈值电压不一样，需要额外的判断电路。
7.4、反熔丝：适用于某些特定场景，有些反熔丝结构普通cmos工艺即可实现，需要额外的判断电路。
8.由上可知，大部分熔丝都需要判断电路配合，n位修调电路，共需要n个判断电路。以n位poly熔丝第1位熔丝fuse1为例，如图2：当熔丝fuse1未烧断时，其内阻远小于上拉电阻r0，节点t1为低电平，开关sw1关断，r1与r串联，可以改变节点1阻值；fuse1烧断后，其内阻远大于r0，节点t1为高电平，开关sw1闭合将r1短路，节点1阻值保持不变。
9.图2的结构缺点是存在vcc至gnd的静态电流，每位熔丝最少需要10ua电流消耗，不适应于低功耗芯片。为了解决该弊端，本文提出一种新的修调电路结构，不但可以应用于低功耗芯片场景，而且适应多种熔丝结构，同时节约芯片面积。

技术实现要素：

10.本发明的目的是针对常用修调熔丝存在的不足之处，提供一种工艺实用性强、静态功耗几乎为零且芯片面积小的修调电路。本发明的另一目的提供一种降低修调电路的静态功耗，适用于金属熔丝、poly熔丝(多晶熔丝)、反熔丝以及浮栅等熔丝，工艺适用性强的低功耗集成电路参数微调电路。
11.本发明的再一目的提供一种fuse状态判断模块、存储电路模块、延迟模块以及多个熔丝阵列结构，解决了修调电路引入的额外电流消耗问题，同时可用于金属熔丝、多晶熔丝、反熔丝和浮栅等熔丝结构，对工艺要求低，降低了芯片功耗且节省芯片面积
12.本发明的技术解决方案是所述低功耗集成电路参数微调电路，其特殊之处在于，
包括上电延迟模块、fuse状态判断模块，存储模块和关断延迟电路，所述上电延迟模块分别电连接关断延迟电路与存储模块，所述上电延迟模块与所述fuse状态判断模块之间电连接关断延迟电路，所述fuse状态判断模块串联所述存储模块；所述上电延迟模块检测电源上电后产生延迟，得到por信号，用于关断修调电路的静态功耗及控制存储电路模块，芯片的电流源启动后，对电容进行充电，设计50us～100ms延迟，再输出高电平的por信号；该延迟时间的设置是为了确保fuse状态判断电路生效。
13.作为优选：所述fuse状态判断模块和存储模块包含使能开关，在芯片启动后，确保熔丝状态判断信号存储稳定后，再关掉修调电路的静态电流；所述控制开关可用单独的开关，也可用嵌入到反相器内部的使能开关；控制开关的电路形式可选用单n管、单p管或传输门形式，其作用是关断静态电流。
14.作为优选：所述fuse状态判断模块包括判断电路和延迟控制开关。
15.作为优选：所述存储模块包括储存器、控制开关，用于存储fuse状态判断电路的输出结果；所述存储电路模块是带开关的存储器，所述存储器与开关sw2并联，存储器的输入端串联开关sw1，并通过开关sw1和开关sw2控制信号的传输和存储；芯片上电后，电流源开始工作，fuse状态判断模块产生输出信号s0，por低电平时，开关sw1导通，s0信号进入存储器；por高电平后，sw1断开，sw2导通，fuse状态在存储器之内，此时关断fuse状态判断模块，不改变存储器的值，节省静态功耗。
16.作为优选：所述上电延迟模块在por基础上，再延迟一段时间来控制开关的导通和关断，以保证信号传输到存储模块后再关断控制开关，确保稳定性；
17.作为优选：所述上电延迟模块产生的por信号控制存储器输入开关，por经过延迟后再关断状态判断模块的静态功耗，以节约功耗。
18.作为优选：还包括，多个熔丝修调阵列；vbp端信号由左边电路m1管集中产生，por信号经过延迟后产生en/enp信号，enp信号再将vbp拉至高电平，同时关断电流源和所有修调判断电路的电流，确保整个电路不消耗额外电流，节约芯片面积。
19.作为优选：还包括fuse模块，所述fuse模块先经过fuse状态判断模块后，产生熔断与否信号1或0，保存在存储器中，然后输出到后续电路中。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果:
21.⑴
本发明的fuse状态判断模块、存储电路模块、延迟模块以及多个熔丝阵列运用的原理图，解决了修调电路引入的额外电流消耗问题，同时可用于金属熔丝、多晶熔丝、反熔丝和浮栅等熔丝结构，对工艺要求低，降低了芯片功耗且节省芯片面积
22.⑵
本发明适用于金属熔丝、poly熔丝、反熔丝和浮栅等熔丝结构，对工艺要求低。
23.⑶
本发明基本不占用额为的静态功耗，可用于低功耗芯片。
24.⑷
本发明在节省静态功耗的情况下，节约了芯片的面积，芯片面积占用小。
附图说明
25.图1是一种现有技术的n位修调电路图；
26.图2是现有技术的修调判断电路图；
27.图3是本发明的修调电路图；
28.图4是本发明上电延迟电路原理图；
29.图5是本发明关断延迟和fuse状态判断模块的电路图；
30.图6是本发明存储模块的电路图；
31.图7是本发明多个熔丝修调阵列原理图。
具体实施方式
32.本发明下面将结合附图作进一步详述：
33.请参阅图3所示，本发明的低功耗集成电路参数微调电路，包括上电延迟模块、关断延迟、fuse状态判断模块和存储模块；fuse状态判断模块和存储模块包含使能开关，在芯片启动后，确保熔丝状态判断信号存储稳定后，再关掉修调电路的静态电流。
34.请参阅图3所示，本发明的低功耗集成电路参数微调电路，还包括fuse模块，所述fuse模块先经过fuse状态判断模块后，产生熔断与否信号1或0，保存在存储器中，然后输出到后续电路中。
35.请参阅图4所示，上电延迟模块：该模块检测电源上电后产生延迟，得到por信号，用于关断trimming电路的静态功耗及控制存储电路模块。图4为其一种电路形式，芯片的电流源启动后，对电容进行充电，设计50us～100ms延迟，再输出高电平的por信号。该延迟时间的设置是为了确保fuse状态判断电路生效。
36.请参阅图5所示，关断延迟和fuse状态判断模块：所述fuse状态判断模块在图2电路基础上增加一个控制开关。控制开关的电路形式可以是单n管、单p管或是传输门形式，作用是关断静态电流；关断延迟在por基础上，再延迟一段时间来控制开关的导通和关断，以保证信号传输到存储模块后再关断控制开关，确保稳定性。所述上电延迟模块产生的por信号控制存储器输入开关，por经过延迟后再关断状态判断模块的静态功耗，以节约功耗。在常见的trimming判断电路上，增加使能开关和延迟电路，用于关断修调电路的静态功耗。mp0是一个开关，上电延迟后关断该模块的静态功耗，开关控制信号enp是por延迟后的信号，确保先关断图6的sw1后，再关断本模块的mp0。
37.请参阅图6所示，存储模块：该模块包含一个储存器、两个控制开关，用于存储fuse状态判断电路的输出结果，控制开关可以是单独的开关，也可以是嵌入到反相器内部的使能开关。图6为其原理图：
38.s0为图5的输出，v0为本模块输出信号，控制图1的开关。该模块是带开关的存储器，通过开关sw1和sw2来控制信号的传输和存储：芯片上电后，电流源开始工作，判断模块产生输出信号s0，por低电平时，开关sw1导通，s0信号进入存储器；por高电平后，sw1断开，sw2导通，fuse状态已经在存储器之内，此时关断图5的fuse状态判断电路，不会改变存储器的值，但可以节省静态功耗。
39.请参阅图7所示，在多个熔丝阵列运用时，fuse状态判断模块图5中的开关mp0和延迟电路可以集中在一个模块，节省静态功耗的同时节约芯片面积。vbp端信号由左边电路m1管集中产生，por信号经过延迟后产生en/enp信号，enp信号再将vbp拉至高电平，同时关断电流源i1和所有trimming判断电路的电流，确保整个电路不消耗额外电流。这样在节省静态功耗的情况下，节约芯片的面积。
40.以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

技术特征：

1.一种低功耗集成电路参数微调电路，其特征在于，包括上电延迟模块、fuse状态判断模块，存储模块和关断延迟电路，所述上电延迟模块分别电连接关断延迟电路与存储模块，所述上电延迟模块与所述fuse状态判断模块之间电连接关断延迟电路，所述fuse状态判断模块串联所述存储模块；所述上电延迟模块检测电源上电后产生延迟，得到por信号，用于关断修调电路的静态功耗及控制存储电路模块，芯片的电流源启动后，对电容进行充电，设计50us～100ms延迟，再输出高电平的por信号；该延迟时间的设置是为了确保fuse状态判断电路生效。2.根据权利要求1所述低功耗集成电路参数微调电路，其特征在于，所述fuse状态判断模块和存储模块包含使能开关，在芯片启动后，确保熔丝状态判断信号存储稳定后，再关掉修调电路的静态电流；所述控制开关可用单独的开关，也可用嵌入到反相器内部的使能开关；控制开关的电路形式可选用单n管、单p管或传输门形式，其作用是关断静态电流。3.根据权利要求2所述低功耗集成电路参数微调电路，其特征在于，所述fuse状态判断模块包括判断电路和延迟控制开关。4.根据权利要求2所述低功耗集成电路参数微调电路，其特征在于，所述存储模块包括储存器、控制开关，用于存储fuse状态判断电路的输出结果；所述存储电路模块是带开关的存储器，所述存储器与开关sw2并联，存储器的输入端串联开关sw1，并通过开关sw1和开关sw2控制信号的传输和存储；芯片上电后，电流源开始工作，fuse状态判断模块产生输出信号s0，por低电平时，开关sw1导通，s0信号进入存储器；por高电平后，sw1断开，sw2导通，fuse状态在存储器之内，此时关断fuse状态判断模块，不改变存储器的值，节省静态功耗。5.根据权利要求1或3所述低功耗集成电路参数微调电路，其特征在于，所述上电延迟模块在por基础上，再延迟一段时间来控制开关的导通和关断，以保证信号传输到存储模块后再关断控制开关，确保稳定性。6.根据权利要求1所述低功耗集成电路参数微调电路，其特征在于，所述上电延迟模块产生的por信号控制存储器输入开关，por经过关断延迟后再关断状态判断模块的静态功耗，以节约功耗。7.根据权利要求1所述低功耗集成电路参数微调电路，其特征在于，还包括，多个熔丝修调阵列；vbp端信号由左边电路m1管集中产生，por信号经过延迟后产生en/enp信号，enp信号再将vbp拉至高电平，同时关断电流源和所有修调判断电路的电流，确保整个电路不消耗额外电流，节约芯片面积。8.根据权利要求1所述低功耗集成电路参数微调电路，其特征在于，还包括fuse模块，所述fuse模块先经过fuse状态判断模块后，产生熔断与否信号1或0，保存在存储器中，然后输出到后续电路中。

技术总结

本发明涉及低功耗集成电路参数微调电路，包括上电延迟模块、fuse状态判断模块，存储模块和关断延迟电路。上电延迟模块分别电连接关断延迟电路和存储模块，上电延迟模块与fuse状态判断模块之间电连接关断延迟电路，fuse状态判断模块串联存储模块；上电延迟模块检测电源上电后产生延迟，得到POR信号，用于关断修调电路的静态功耗及控制存储电路模块，芯片的电流源启动后，对电容进行充电，延迟，输出高电平的POR信号；Fuse状态判断模块包括控制开关和判断电路；存储模块包括储存器、控制开关，用于存储Fuse状态判断电路的输出结果；关断延迟电路在POR基础上，延迟一段时间来控制fuse状态判断电路开关的导通和关断，以保证信号传输到存储模块后再关断控制开关。储模块后再关断控制开关。储模块后再关断控制开关。