多用途緩衝墊的負電壓抗噪聲電路及其方法

2023-06-05 01:08:36 3

專利名稱：多用途緩衝墊的負電壓抗噪聲電路及其方法
技術領域：
本發明是有關於一種集成電路輸入緩衝墊的噪聲問題，尤其是一種消除多用途輸入/輸出緩衝墊的負電壓噪聲效應的電路及其方法。
背景技術：
圖1a是為一種習用集成電路的輸入/輸出緩衝墊(input/output pad)，該輸入/輸出緩衝墊連接二個轉換組件，N1(130)及N2(170)。在測試模式下，該測試模式信號120驅動輸入高電位VDD，而令轉換組件N1(130)處於導通狀態，使得緩衝墊110與內部參考信號連接。如此，在測試模式下，該內部參考信號將受控於該外接緩衝墊110。在常態模式下，測試模式信號150或120是處於低電位或無作動狀態，經該反相器160的作用後，將於節點161產生一高電位，如此，在常態模式下，便是常態模式信號致能該轉換組件N2(170)，在常態模式操作期間，除了該緩衝墊110是被連接到該常態模式電路180，另外，該測試模式信號120是處於低電位或無作動狀態，且，該轉換組件N1是處於非導通狀態，而該緩衝墊110與該內部參考信號節點140之間形成斷路的狀態。
圖1b是為習用可變信號115的時序圖，該可變信號115是被輸入至如第1a圖所示的緩衝墊110；如第1b圖所示的該可變緩衝墊115，是有一負脈衝信號125，且其電壓是-1伏特甚至可降得更低，在這期間，轉換組件N1便不是斷路狀態，且該緩衝墊110便電性連接測試模式中的內部參考信號節點(如第1a圖所示的140)，這將導致晶片失效。
美國專利6,812,595 B2(Marino)揭露了一種保護電路及其方法，用以減少參考電壓供應器上的電路所收到的噪聲。該保護電路包括有一參考電壓源及至少一電路，各電路是透過一切換器而連接該參考電壓源，且各切換器連設有一存儲元件，藉由該存儲元件的作用而可記錄先前儲存的參考電壓，如此，便可藉由各存儲元件記錄先前較佳的參考電壓，而防止電源所產生的噪聲所造成的幹擾。
美國專利6,826,025(Singh，et al.)揭露了一種集成電路，其內設有一靜電放電(ESD)裝置或一噪聲抑制組件，甚至同時設有靜電放電組件及噪聲抑制組件，且集成電路是利用基體本身所具有的阻抗作為靜電放電的觸發器並/或抑制部份的噪聲。
美國專利4,893,029(Matsuo，et al.)揭露了一種半導體集成電路，其包括有一輸入電路、一內部電路及一輸出電路，各電路是整合於單一晶片內，並且連接一共享的電源線，其中，輸入電路包括有一普通的史密特(Schmitt)觸發電路及一場效電晶體(FET)。當該內部電路或該輸出電路操作時，該電源線(包括有一正電源線及一接地線)的電位會有振蕩的效應，該場效電晶體在預定的時間周期內將被一控制信號開啟。因此，在電源線的電位振蕩的周期時間內，偵測一輸入信號上升的等級是設定成比普通等級高。

發明內容
因此，本發明的主要目的，是在於提供一種集成電路晶片的抗噪聲多用途輸入/輸出緩衝墊的電路及其方法。
利用一種多用途緩衝墊的負電壓抗噪聲電路而獲致本發明上述目的，此電路是受到一集成電路晶片的輸入/輸出緩衝墊所驅動，且此電路包括有一連接一常態模式電路的常態模式節點、一連接一測試模式電路的測試模式節點、一串接該輸入/輸出緩衝墊與一中間內部節點的第一轉換組件開關、及一串接中間內部節點與測試模式內部節點的第二轉換組件開關，另外，設有一串接輸入/輸出緩衝墊與常態模式內部節點的第三轉換組件開關，且此電路亦設有一上升負載組件，其是用以串接一電源電壓與中間內部節點。一測試模式信號是分別傳輸至第一轉換組件開關的閘極、第二轉換組件開關的閘極，該測試模式信號亦傳輸到一反相器，其反相器而將測試模式信號反相以產生一常態模式信號。按照本發明的另一方面，包括一種用於多用途緩衝墊以提供一負電壓抗噪聲電路的方法，其特特徵在於包括以下步驟第一步驟提供一測試模式信號，其是分別連接至該第一轉換組件開關的閘極、該第二轉換組件開關的閘極及一反相器，並藉由該反相器而將該測試模式信號反相運算以產生一常態模式信號；第二步驟選擇該輸入/輸出緩衝墊是使用一常態模式功能及一測試模式功能的其中之一，以便該輸入/輸出緩衝墊在常態模式操作下是與該常態模式內部節點相導通，該輸入/輸出緩衝墊在測試模式操作下是與該測試模式內部節點相導通；該第一轉換組件開關的一第一閘極作動是受控於該測試模式信號，且在測試模式下，該第一閘極作動令該輸入/輸出緩衝墊與中間內部節點相導通；該第二轉換組件開關的一第二閘極作動是受控於該測試模式信號，且在測試模式下，該第二閘極作動令該中間內部節點與該測試模式內部節點相導通；該第三轉換組件開關的一第三閘極作動是受控於該常態模式信號，且在常態模式下，該第三閘極作動令該輸入/輸出緩衝墊與該常態模式內部節點相導通；第三步驟該上升負載組件是提供電力給該中間內部節點，以令該中間內部節點的電位保持大於0伏特；該中間內部節點的電位保持大於0伏特，而在該輸入/輸出緩衝墊處於低電位的過渡期間內，將有效防止該第二轉換組件開關被導通；在該輸入/輸出緩衝墊處於低電位的過渡期間內，防止該第二轉換組件開關導通，將防止該中間內部節點在常態模式下與該測試模式內部節點相導通，進而避免常態模式下晶片失效。
綜上所述，本發明的優點是僅簡易地增設二個組件及一中間內部節點，可防止輸入/輸出緩衝墊的輸入負常態模式輸入電壓振蕩造成轉換組件誤動作，而令輸入/輸山緩衝墊與測試模式電路導通。在常態模式下，此測試模式電路路徑的誤動作通常會造成晶片失效。本發明提供一簡易附加的負載組件，藉由該負載組件的作用而令中間內部節點保持一適當電位，以避免測試模式路徑被導通。本發明亦提供一第三轉換組件而可對中間內部節點產生絕緣效用。


圖1a是顯示習用多輸入緩衝墊電路；圖1b是顯示習用多輸入緩衝墊輸入信號；圖2a是顯示本發明一較佳實施例的多輸入緩衝墊電路；圖2b是顯示如第2a圖所示實施例的輸入信號階段期間集成電路效應。
附圖標記說明110緩衝墊；115可變信號；120測試模式信號；125負脈衝信號；130轉換組件N1；140內部參考信號節點；150測試模式信號；160反相器；161節點；170轉換組件N2；180常態模式電路；210緩衝墊；215可變信號；220測試模式信號；225負脈衝信號230轉換組件N1；240內部參考信號節點；250測試模式信號；260反相器；261常態模式信號；270轉換組件N2；280常態模式節點；290轉換組件N3；291中間內部節點。
具體實施例方式
茲為使貴審查委員對本發明的特徵、結構及所達成的功效有進一步的了解與認識，謹佐以較佳的實施圖例及配合詳細的說明，說明如後首先，請參閱圖2a，其是為是顯示本發明一較佳實施例的多輸入緩衝墊電路；如圖所示，是顯示一集成電路的一輸入/輸出(I/O)緩衝墊210，且該輸入/輸出緩衝墊210連接有三個轉換組件，N1(230)、N2(270)及N3(290)，且N1、N2及N3是分別為一N型金屬氧化半導體場效電晶體(NMOS FET)。又，圖中所示的P1是為一P型金屬氧化半導體場效電晶體(PMOS FET)。其中，組件N1的汲極是連接該輸入/輸出緩衝墊210，組件N1的源極是連接至一中間內部節點，NODE1(291)，而組件N1的閘極則連接一測試模式信號220。組件N2的汲極是連接輸入/輸出緩衝墊210，組件N2的源極連接一常態模式節點280，組件N2的閘極則連接一常態模式信號261。此常態模式信號261是由該測試模式信號220經反相運算所得。亦即，測試模式信號250經由一反相器260的運算後輸出該常態模式信號261。組件N3的汲極是連接該中間內部節點，NODE1(291)，組件N3的源極則連接至測試模式內部參考節點240，且組件N3的閘極則連接該測試模式信號220。組件P1的源極是連接一電壓源VDD，組件P1的汲極是連接該中間內部節點，NODE1(291)，而組件P1的閘極則連接該測試模式信號220。
又，相對圖1a所示的習用技術來說，該組件N3是為增設的組件。在測試模式下，測試模式信號220是受到一高電位電壓VDD的趨動，而可導通該轉換組件N1(230)，致使緩衝墊210可直接電性連接該中間內部節點，NODE1(291)，且該節點NODE1(291)亦連接該轉換組件N3(290)的汲極，又，該轉換組件N3(290)的源極是連接一內部參考信號節點240。如此，在測試模式下，參考信號將受控於外接緩衝墊210。
在常態模式期間，該測試模式信號250或220將處於低電位或未作動的狀態，使得該反相器260將於信號261上產生一高電位的常態模式信號。且該常態模式信號在常態模式期間將令該轉換組件N2(270)作動，而在常態模式下操作時，該緩衝墊210是連接到該常態模式內部節點280。此外，在常態模式期間，該測試模式信號220是處於低電位或未作動的狀態，使得該轉換組件N1(230)及該轉換組件N3(290)處於斷路的狀態，致使該緩衝墊210與該內部參考信號節點(240)的連接路徑呈現斷路的狀態。
又，如圖2a所示的實施例，將其與習用電路相比較，該P型金屬氧化半導體組件P1(292)是為增設的組件，且P1的汲極是連接該節點NODE1(291)，P1的源極是連接VDD，而P1的閘極則連接測試模式信號220。
接續，請參閱圖2b，其是為傳輸至如第2a圖所示實施例的施加於緩衝墊210上可變信號的時序圖215；如圖所示，該信號內有一負脈衝信號225，其電壓是下降至-1伏特，甚至比-1伏特還低。在這負脈衝信號225期間，組件N1並非處於斷路狀態，使得該緩衝墊210與該中間內部節點NODE1(291)相導通。
又，在如圖2b所示的負脈衝信號225期間，組件P1(292)是處於導通狀態，且此組件P1(292)將提供電荷給該中間內部節點NODE1(291)，而保持該中間內部節點NODE1(291)的電位大於或等於0伏特，進而令組件N3保持在斷路狀態。該中間內部節點NODE1(291)的重要性，是容許該組件P1提供電荷給該中間內部節點NODE1(291)，進而可防止組件N3導通。而在常態模式下，該緩衝墊210將有效不與測試模式電路及內部參考信號節點(240)相通。如此，便可有效防止測試模式電路的誤動作而導致晶片失效。因此，可藉增設組件N3(290)、組件P1(292)及中間內部節點NODE1(291)而有效解決第1 a圖所示的習用技術電路中所存在的負脈衝信號輸入緩衝墊噪聲問題。
以上所述者，僅為本發明的一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施的範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述的形狀、構造、特徵及精神所為的均等變化與修飾，均應包括於本發明的申請專利範圍內。
權利要求
1.一種多用途緩衝墊的負電壓抗噪聲電路，其包括有一集成電路晶片的一輸入/輸出緩衝墊；一常態模式內部節點，其是連接至一常態模式電路；一測試模式內部節點，其是連接至一測試模式電路；一第一轉換組件開關，其是連接該輸入/輸出緩衝墊與一中間內部節點；一第三轉換組件開關，其是連接該輸入/輸出緩衝墊與該常態模式內部節點；其特徵在於還包括有；一第二轉換組件開關，其是連接該中間內部節點與該測試模式內部節點；一上升負載組件，其是連接一電源電壓與該中間內部節點；及一反相器，其是將測試模式信號反相以產生一常態模式信號至第三轉換組件開關的一第三閘。
2.一種用於多用途緩衝墊以提供一負電壓抗噪聲電路的方法，其特特徵在於包括以下步驟第一步驟提供一測試模式信號，其是分別連接至該第一轉換組件開關的閘極、該第二轉換組件開關的閘極及一反相器，並藉由該反相器而將該測試模式信號反相運算以產生一常態模式信號；第二步驟選擇該輸入/輸出緩衝墊是使用一常態模式功能及一測試模式功能的其中之一，以便該輸入/輸出緩衝墊在常態模式操作下是與該常態模式內部節點相導通，該輸入/輸出緩衝墊在測試模式操作下是與該測試模式內部節點相導通；該第一轉換組件開關的一第一閘極作動是受控於該測試模式信號，且在測試模式下，該第一閘極作動令該輸入/輸出緩衝墊與中間內部節點相導通；該第二轉換組件開關的一第二閘極作動是受控於該測試模式信號，且在測試模式下，該第二閘極作動令該中間內部節點與該測試模式內部節點相導通；該第三轉換組件開關的一第三閘極作動是受控於該常態模式信號，且在常態模式下，該第三閘極作動令該輸入/輸出緩衝墊與該常態模式內部節點相導通；第三步驟該上升負載組件是提供電力給該中間內部節點，以令該中間內部節點的電位保持大於0伏特；該中間內部節點的電位保持大於0伏特，而在該輸入/輸出緩衝墊處於低電位的過渡期間內，將有效防止該第二轉換組件開關被導通；在該輸入/輸出緩衝墊處於低電位的過渡期間內，防止該第二轉換組件開關導通，將防止該中間內部節點在常態模式下與該測試模式內部節點相導通，進而避免常態模式下晶片失效。
全文摘要
一種集成電路晶片的抗噪聲多用途輸入/輸出緩衝墊(I/O pad)的電路及其方法。此電路包括有一常態模式節點及一測試模式內部節點，分別用以連接一常態模式電路及一測試模式電路，且輸入/輸出緩衝墊是藉由複數個轉換組件而分別電性連接常態模式電路及測試模式電路，此外，尚設有一第三轉換組件、一負載組件及一中間內部節點，可藉由各構件的作用，而有效避免輸入/輸出緩衝墊在常態模式下，因輸入負電壓振蕩的故而令連接測試模式電路的轉換組件誤開啟而導通，致使晶片失效。
文檔編號H03K19/0185GK1937407SQ20061008705
公開日2007年3月28日 申請日期2006年6月14日 優先權日2005年9月20日
發明者夏浚 申請人:鈺創科技股份有限公司