TW201725639A - 晶片上的示波器 - Google Patents

Abstract

一種晶片上的示波器包含一控制電路、一示波電路以及一時間電流轉換器。控制電路用以對一電壓訊號延遲一延遲時間以產生一第一控制訊號，且依據第一控制訊號以及電壓訊號產生一第二控制訊號。示波電路用以響應於第二控制訊號以及電壓訊號產生一第一電流訊號。時間電流轉換器用以依據第一控制訊號以及電壓訊號產生一第二電流訊號。

Description

晶片上的示波器

本揭示內容是有關於一種示波技術，且特別是有關於一種晶片上的示波器。

在積體電路(integrated circuit；IC)中，存在許多電子元件。這些晶片上的元件可能無法於製造後被測試。以此點來說，在某些應用中，晶片上的示波器被發展出來以在晶圓接受度測試(wafer acceptance testing；WAT)階段對這些位於晶片中的電子元件進行測試。

本揭示內容的一實施方式是關於一種晶片上的示波器，其包含一控制電路、一示波電路以及一時間電流轉換器。控制電路用以對一電壓訊號延遲一延遲時間以產生一第一控制訊號，且依據第一控制訊號以及電壓訊號產生一第二控制訊號。示波電路用以響應於第二控制訊號以及電壓訊號產生一第一電流訊號。時間電流轉換器用以依據第一控制訊號以及電壓訊號產生一第二電流訊號。

本揭示內容的另一實施方式是關於一種晶片上的示波器，其包含一控制電路以及一示波電路。控制電路用以產生一第一控制訊號。示波電路用以依據第一控制訊號操作於一第一模式以及一第二模式的其中之一。示波電路用以於第一模式產生指示電壓訊號之振幅的一第一電流訊號，而示波電路用以於第二模式停止產生第一電流訊號。

本揭示內容的又另一實施方式是關於一種晶片上之示波器的運作方法，其包含：對一電壓訊號延遲一延遲時間以產生一第一控制訊號，且依據第一控制訊號以及電壓訊號產生一第二控制訊號；響應於第二控制訊號以及電壓訊號產生一第一電流訊號；以及依據第一控制訊號以及電壓訊號產生一第二電流訊號。

為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附符號之說明如下：

100‧‧‧裝置

110‧‧‧控制電路

112‧‧‧延遲單元

114、124‧‧‧反相器

116、132、134‧‧‧NAND閘

120‧‧‧示波電路

122‧‧‧傳輸閘

130‧‧‧時間電流轉換器

300a、300b‧‧‧運作方法

311~316、321~325‧‧‧操作

VCK‧‧‧電壓訊號

V1、V2‧‧‧電壓

C1、C2、C3、C4、C5‧‧‧控制訊號

IW、IT‧‧‧電流訊號

I1、I2‧‧‧電流

m1、m2‧‧‧電流量測計

Vswi‧‧‧振幅

Vcon‧‧‧控制電壓

Vsw1、Vsw2‧‧‧振幅

P、N‧‧‧節點

S1、S2、S3、S4、S5‧‧‧開關

SW、SW’‧‧‧開關訊號

TDC‧‧‧測試控制訊號

T1‧‧‧取樣時間

T2‧‧‧重設時間

T3、T4‧‧‧時間

td1、td2‧‧‧時間區間

t0、t1、t2、t3‧‧‧時間

R1、R2‧‧‧電阻

一或多個實施例以範例方式說明，且不以此為限，在附圖的圖式中，其中具有相同參考數字名稱的元件代表所有類似元件。強調的是，根據產業多種類特徵構造標準實務可能並非依比例畫出，而僅為舉例目的之用。事實上，圖式中多種類特徵構造的尺寸可任意增加或減少以利討論的明確性。

第1圖是依據本揭示內容的一些實施例所繪示的一裝置的示意圖；第2圖是依據本揭示內容的一些實施例所繪示的第1圖的裝置的電路圖； 第3A圖是依據本揭示內容的一些實施例所繪示的第2圖的裝置在取樣模式下之操作的流程圖；第3B圖是依據本揭示內容的一些實施例所繪示的第2圖的裝置在重設模式下之操作的流程圖；第4圖是依據本揭示內容的一些實施例所繪示的第2圖的裝置之操作的時序圖；以及第5圖是依據本揭示內容的一些實施例所繪示的透過第2圖之裝置所重建出來的電壓訊號的示意圖。

以下揭示內容提供許多不同實施例，例如實施所揭露專利標的不同特徵構造。元件與排列之特定範例如下所敘述以簡化本揭示內容，並且僅為舉例說明並非用以限定本揭示內容。舉例來說，後段敘述中形成第一特徵於第二特徵上可能包含第一特徵與第二特徵是以直接接觸方式形成的實施例，也可能包含其他特徵形成於第一第二特徵間，以使第一及第二特徵可能不是直接接觸的實施例。另外，本揭示內容可重複參考標號及/或文字於不同的例子中。這種重複是為了簡化及清楚之目的且並非限定所討論的不同實施例及/或配置之間的關係。

在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。

其次，在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、 『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限於。

在本文中所使用的用詞『耦接』亦可指『電性耦接』，且用詞『連接』亦可指『電性連接』。『耦接』及『連接』亦可指二個或多個元件相互配合或相互互動。

第1圖是依據本揭示內容的一些實施例所繪示的一裝置100的示意圖。在一些實施例中，裝置100為被應用於晶片上的一示波器。裝置100用以監測晶片中的元件或晶片的內部訊號。

以第1圖例示而言，裝置100用以監測電壓訊號VCK。在一些實施例中，電壓訊號VCK是週期性的電壓訊號。舉例來說，電壓訊號VCK是來自一電壓控制震盪器(voltage-controlled oscillator；VCO)之具有預設週期的脈衝訊號。裝置100用以接收電壓訊號VCK。裝置100用以響應於電壓訊號VCK產生電流訊號IW以及電流訊號IT。在一些實施例中，電流訊號IW是透過電流量測計m1被量測，而電流訊號IT是透過另一個電流量測計m2被量測。在一些其他的實施例中，電流訊號IW以及IT透過相同的電流量測計被量測。在一些實施例中，電流訊號IW被產生出來以指示電壓訊號VCK的振幅，而電流訊號IT被產生出來以指示電壓訊號VCK的時間區間。換句話說，電流訊號IW是關聯於電壓訊號VCK的波形振幅，而電流訊號IT是關聯於電壓訊號VCK的時間區間。在這種設計下，電流訊號IW以及電流訊號IT得以被用來重建電壓訊號VCK。

示例而言，在一些實施例中，裝置100包含控制電路110、示波電路120以及時間電流轉換器130。示波電路120以及時間電流轉換器130耦接控制電路110。控制電路110用以接收電壓訊號VCK且依據電壓訊號VCK產生控制訊號C1。控制電路110更用以依據電壓訊號VCK以及控制訊號C1產生控制訊號C2。

另外，示波電路120用以依據控制訊號C2以及電壓訊號VCK產生電流訊號IW。時間電流轉換器130用以依據控制訊號C1以及電壓訊號VCK產生電流訊號IT。

第1圖中的裝置100僅用以例示。裝置100的各種組態皆在本揭示內容的考量範圍內。舉例而言，在一些實施例中，裝置100包含兩個或更多個示波電路120以達到多通道(multiple channels)之目的。

現在請參考第2圖。第2圖是依據本揭示內容的一些實施例所繪示的第1圖的裝置100的電路圖。為便於瞭解，第2圖中與第1圖中相似的元件以相同元件符號標示。

以第2圖例示而言，控制電路110包含延遲單元112、反相器114以及NAND閘116。延遲單元112具有輸入端以及輸出端。反相器114具有輸入端以及輸出端。NAND閘116具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端。延遲單元112的輸入端用以接收電壓訊號VCK。延遲單元112的輸出端用以輸出控制訊號C1至反相器114的輸入端。延遲單元112用以加入延遲時間至電壓訊號VCK中以產生控制訊號C1，其中延遲時間是依據控制電壓Vcon而被控制。反相器 114的輸出端用以輸出控制訊號C3至NAND閘116的第一輸入端。NAND閘116的第二輸入端用以接收電壓訊號VCK。NAND閘116用以依據控制訊號C3以及電壓訊號VCK產生控制訊號C2至示波電路120。

第2圖中的控制電路110的結構僅用以例示之目的，被用來實現控制電路110的各種結構皆在本揭示內容的考量範圍內。

以第2圖示例而言，示波電路120包含傳輸閘122、反相器124、電阻R1以及開關S1。傳輸閘122耦接NAND閘116的輸出端於節點P。傳輸閘122耦接電阻R1以及開關S1於節點N。傳輸閘122包含開關S2以及開關S3。開關S2以及開關S3彼此並聯耦接。

示例而言，各開關S1~S3皆具有第一端、第二端以及控制端。開關S2的第一端耦接開關S3的第一端。開關S2~S3的第一端用以接收電壓訊號VCK。開關S2的第二端耦接開關S3的第二端於節點N。開關S1的控制端、開關S2的控制端以及反相器124的輸入端耦接NAND閘116的輸出端於節點P。反相器124的輸出端耦接開關S3的控制端。開關S1的第一端耦接電阻R1的第一端於節點N。開關S1的第二端耦接地端(ground)。電阻R1的第二端用以輸出電流訊號IW。在一些實施例中，電阻R1的第二端連接至一輸出墊，以透過第1圖中的電流量測器m1而被量測。

在一些實施例中，開關S2是以P型電晶體實現，且開關S1以及開關S3是以N型電晶體實現。各種得以 實現開關S1~S3的電晶體皆在本揭示內容的考量範圍內。舉例而言，在一些實施例中，該些電晶體為金屬氧化物半導體場效電晶體(metal oxide semiconductor field effect transistor；MOSFET)。

第2圖中的示波電路120的結構僅用以例示之目的，被用來實現示波電路120的各種結構皆在本揭示內容的考量範圍內。舉例而言，在一些實施例中，各種型式的開關電路得以取代傳輸閘122或開關S1。在進一步的實施例中，開關電路包含單獨一個P型電晶體或單獨一個N型電晶體，且傳輸閘122被一個P型電晶體或一個N型電晶體所取代。取而代之地，在一些實施例中，開關S1是藉由另一個傳輸閘或P型電晶體所實現。

以第2圖例示而言，時間電流轉換器130具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端。時間電流轉換器130的第一輸入端用以接收電壓訊號VCK。延遲單元112用以輸出控制訊號C1至時間電流轉換器130的第二輸入端。時間電流轉換器130的輸出端用以依據電壓訊號VCK以及控制訊號C1輸出電流訊號IT。在一些實施例中，時間電流轉換器130的輸出端連接至一輸出墊，以透過第1圖中的電流量測器m2而被量測。

以第2圖例示而言，在一些實施例中，時間電流轉換器130包含開關S4、開關S5、NAND閘132、NAND閘134以及電阻R2。在一些實施例中，當開關S5關斷時，開關S4導通。示例而言，開關S4受開關訊號SW所控制。開 關S5受開關訊號SW’所控制。開關訊號SW’與開關訊號SW的相位相差約180度。NAND閘132以及NAND閘134皆具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端。NAND閘132的第一輸入端耦接開關S4以及開關S5。開關S4用以依據開關訊SW傳輸電壓訊號VCK至NAND閘132的第一輸入端。開關S5用以依據開關訊SW’傳輸控制訊號C1至NAND閘132的第一輸入端。NAND閘132的第二輸入端用以接收電壓訊號VCK。NAND閘134的第一輸入端耦接NAND閘132的輸出端。NAND閘134的第二輸入端用以接收測試控制訊號TDC。NAND閘134的輸出端耦接電阻R2，且電阻R2連接至一輸出墊，以透過第1圖中的電流量測器m2而被量測。時間電流轉換器130的操作將於後段敘述提供。

第2圖中的時間電流轉換器130的結構僅用以例示之目的，被用來實現時間電流轉換器130的各種結構皆在本揭示內容的考量範圍內。

在一些實施例中，第2圖的裝置100依據延遲單元112的設定而操作於取樣模式(sample mode)或重設模式(reset mode)。舉例而言，當裝置100操作於取樣模式時，延遲單元112對電壓訊號VCK延遲一延遲時間以產生控制訊號C1。相應地，示波電路120於延遲時間內產生電流訊號IW。延遲時間的長度是依據控制電壓Vcon被調整。在取而代之的實施例中，當裝置100操作於重設模式時，延遲時間被調整為零。等效而言，延遲單元112以不加入延遲時間 的方式輸出電壓訊號VCK作為控制訊號C1。相應地，示波電路120停止產生電流訊號IW。

為了說明取樣模式中的多個操作，以下將搭配第3A圖以及第4圖對第2圖的示波器100的操作進行說明。另外，為了說明重設模式中的多個操作，以下將搭配第3B圖以及第4圖對第2圖的示波器100的操作進行說明。

第3A圖是依據本揭示內容的一些實施例所繪示當第2圖的裝置100操作於第4圖中取樣時間T1時之操作的運作方法300a的流程圖。第4圖是依據本揭示內容的一些實施例所繪示的第2圖的裝置100之操作的時序圖。以第4圖例示而言，在取樣時間T1，第2圖的裝置100操作於取樣模式。

為了易於瞭解，在以下段落中，運作方法300a的操作將搭配第4圖中從邏輯值0轉變成邏輯值1的電壓訊號VCK進行說明。以第4圖例示而言，在一些實施例中，電壓訊號VCK的電壓振盪介於電壓V1與電壓V2之間。電壓V1對應於邏輯值0(邏輯低)，而電壓V2對應於邏輯值1(邏輯高)。

現在請參考第2圖、第3A圖以及第4圖。在一些實施例中，運作方法300a包含操作311~316。

在操作311中，延遲單元112對電壓訊號VCK延遲取樣時間T1以產生控制訊號C1。示例而言，延遲單元112接收電壓訊號VCK，並響應於控制電壓Vcon加入延遲時間(例如：取樣時間T1)至電壓訊號VCK。由於當電壓訊 號VCK自邏輯值0轉變成邏輯值1時，延遲單元112延遲電壓訊號VCK，因此控制訊號C1在取樣時間T1仍具有邏輯值0。相應地，延遲單元112輸出具有邏輯值0的控制訊號C1至反相器114以及時間電流轉換器130。

在操作312中，反相器114反相控制訊號C1以產生控制訊號C3。如上所述，控制訊號C1具有邏輯值0。相應地，被反相器114所反相出來的控制訊號C3具有邏輯值1。反相器114接著輸出控制訊號C3至NAND閘116。

在操作313中，NAND閘116對電壓訊號VCK以及控制訊號C3進行NAND操作以產生控制訊號C2。如上所述，電壓訊號VCK具有邏輯值1，且控制訊號C3具有邏輯值1。相應地，NAND閘116輸出具有邏輯值0的控制訊號C2至示波電路120。

在操作314中，傳輸閘122受控制訊號C2而導通，開關S1藉由控制訊號C2而關斷。示例而言，如上所述，於取樣時間T1，控制訊號C2具有邏輯值0。相應地，開關S1藉由控制訊號C2關斷且開關S2藉由控制訊號C2導通。反相器124接收且反相控制訊號C2以產生控制訊號C4。由於控制訊號C2具有邏輯值0，因此反相器124輸出具有邏輯值1的控制訊號C4至開關S3的控制端。如此，開關S3亦導通。

在操作315中，傳輸閘122傳輸電壓訊號VCK至電阻R1以產生電流訊號IW。如上所述，開關S2以及S3導通，電壓訊號VCK接著透過開關S2~S3被傳輸至節點N。在此同時，由於開關S1關斷，位於節點N的電壓訊號VCK 傳輸經電阻R1以產生對應的電流訊號IW。由於電阻R1的電阻值為固定的，電流訊號IW對應於電壓訊號VCK的波形的振幅。以第4圖例示而言，由於電壓訊號VCK是逐漸地從低電壓V1轉變成高電壓V2，因此當傳輸閘122導通後，電流訊號IW逐漸地從電流I1增加至電流I2。如此，電流訊號IW將關聯於電壓訊號VCK的波形的振幅。

在操作316中，時間電流轉換器130接收電壓訊號VCK以及控制訊號C1，接著依據電壓訊號VCK以及控制訊號C1產生電流訊號IT。電流訊號IT對應於取樣時間T1。在一些實施例中，時間電流轉換器130接收測試控制訊號TDC且依據測試控制訊號TDC產生直流(DC)電流訊號。示例而言，當測試控制訊號TDC具有邏輯值0時，NAND閘134的輸出訊號具有邏輯值1。在這種情況下，電阻R2產生直流電流訊號。當測試控制訊號TDC具有邏輯值1，且當電壓訊號VCK以及控制訊號C1被輸入至時間電流轉換器130時，時間電流轉換器130產生於取樣時間T1內具有脈衝的電流訊號IT。示例而言，當開關S4導通且開關S5關斷，時間電流轉換器130產生電流訊號IT，其於後述被稱作電流訊號IT1。在這種情況下，電壓訊號VCK被傳輸至NAND閘132的第一輸入端以及NAND閘132的第二輸入端。NAND閘132接著輸出與電壓訊號VCK反相的控制訊號C5至NAND閘134。由於測試控制訊號TDC具有邏輯值1，位於NAND閘134的輸出端的邏輯位準為控制訊號C5的反相。相應地，位於NAND閘134的輸出端的邏輯位準與電壓訊號VCK的 電壓位準相同。另外，當開關S4關斷且開關S5導通時，時間電流轉換器130產生電流訊號IT，其於後述被稱作電流訊號IT2。在這種情況下，控制訊號C1被傳輸至NAND閘132的第一輸入端，且電壓訊號VCK被傳輸至NAND閘132的第二輸入端。由於控制訊號C1於取樣時間T1是電壓訊號VCK的反相，因此控制訊號C5於取樣時間T1具有邏輯值1。由於測試控制訊號TDC具有邏輯值1，因此位於NAND閘134的輸出端的邏輯位準於取樣時間T1具有邏輯值0。當電流訊號IT1以及電流訊號IT2得以被第1圖中的電流量測計m2所量測，電流訊號IT於取樣時間T1的平均電流得以藉由將電流訊號IT2減去電流訊號IT1而決定。取樣時間T1得以從以下公式(1)而取得：

其中TCK是電壓訊號VCK的週期，Idc是前述直流電流訊號的平均電流值。

決定平均電流值Idc的方式僅用以例示之目的，被用來決定平均電流值Idc的各種方式皆在本揭示內容的考量範圍內。

上述運作方法300a的敘述包含示例性的操作，但運作方法300a的該些操作不必依所顯示的順序被執行。運作方法300a的該些操作的順序得以被變更，或者該些操作得以在適當的情況下被同時執行或部分同時執行，皆在本揭示內容之實施例的精神與範圍內。

現在請參考第2圖、第3B圖以及第4圖。第3B圖是依據本揭示內容的一些實施例所繪示當第2圖的裝置100操作於第4圖中重設時間T2時之操作的運作方法300b的流程圖。以第4圖示例而言，於重設時間T2，第2圖的裝置100操作於重設模式。如上所述，當第2圖的裝置100操作於重設模式，延遲單元112停止延遲電壓訊號VCK。

在一些實施例中，運作方法300b包含操作321~326。在操作321中，延遲單元112以不加入額外的延遲時間的方式傳輸電壓訊號VCK以產生控制訊號C1。換句話說，在重設模式，延遲單元112傳輸電壓訊號VCK作為控制訊號C1至反相器114。以第4圖示例而言，電壓訊號VCK於時間T3中轉變成邏輯值1。由於延遲單元112以不加入額外的延遲時間的方式傳輸電壓訊號VCK，因此控制訊號C1亦具有邏輯值1。在時間T4中，電壓訊號VCK從電壓V2轉變成電壓V1。相應地，控制訊號C1於時間T4亦從邏輯值1轉變成邏輯值0。

在操作322中，反相器114反相控制訊號C1以產生控制訊號C3。以第4圖例示而言，在時間T3中，由於控制訊號C1具有邏輯值1，因此控制訊號C3具有邏輯值0。在時間T4中，由於控制訊號C1從邏輯值1轉變成邏輯值0，因此控制訊號C3從邏輯值0轉變成邏輯值1。

在操作323中，NAND閘116對電壓訊號VCK以及控制訊號C3進行NAND操作以產生控制訊號C2。以第4圖例示而言，在時間T3中，由於電壓訊號VCK具有邏輯值 1且控制訊號C3具有邏輯值0，因此控制訊號C2具有邏輯值1。在時間T4中，由於電壓訊號VCK轉變成邏輯值0且控制訊號C3轉變成邏輯值1，NAND閘116輸出具有邏輯值1的控制訊號C2。也就是說，控制訊號C2於重設時間T2中具有邏輯值1。

在操作324中，傳輸閘122受控制訊號C2關斷，且開關S1藉由控制訊號C2導通。如上所述，在重設時間T2中，由於控制訊號C2具有邏輯值1，因此開關S1導通且開關S2關斷。另外，由於反相器124所輸出的控制訊號C4具有邏輯值0，因此開關S3關斷。

在操作325中，開關S1將節點N的電壓位準拉低至地端。示例而言，如上所述，在取樣時間T1中，傳輸閘122傳輸電壓訊VCK至節點N。等效而言，節點N的電壓位準在操作315中被拉高至電壓訊號VCK的電壓位準。當傳輸閘122關斷且開關S1導通時，節點N的電壓位準接著透過開關S1被拉低至地端。相應地，在電阻R1或開關S1上的電子訊號被旁路至地端。如此，將不會有電流流經電阻R1。如此一來，示波電路120在重設時間T2停止產生電流訊號IW。

上述運作方法300b的敘述包含示例性的操作，但該些運作方法300b的該些操作不必依所顯示的順序被執行。運作方法300b的該些操作的順序得以被變更，或者該些操作得以在適當的情況下被同時執行或部分同時執行，皆在本揭示內容之實施例的精神與範圍內。

第5圖是依據本揭示內容的一些實施例所繪示的透過第2圖之裝置100所重建出來的電壓訊號VCK的示意圖。為了易於瞭解，第5圖繪示電壓訊號VCK的波形的部分放大圖。

時間區間td1~td2以及電壓訊號VCK的對應振幅Vswi被繪示於第5圖中。以第5圖示例而言，時間區間td1是時間t1與時間t2的時間差距，時間區間td2是時間t2與時間t3的時間差距。

在一些實施例中，重建的電壓訊號VCK的振幅Vswi從以下公式(2)取得：Vswi=(Iavi×Rr×Tck)/tdi．．．(2)

Vswi代表重建的電壓訊號VCK於時間區間tdi的平均電壓值，Iavi代表時間區間tdi內的平均電流值，Rr代表第2圖中電阻R1的電阻值，且Tck代表電壓訊號VCK的週期。取得Iavi以及tdi的詳細操作將搭配第2圖進行敘述。

在一些實施例中，第2圖的延遲單元112在電壓訊號VCK的一些週期中對電壓訊號VCK延遲延遲時間t1。延遲時間t1是依據控制電壓Vcon被控制。第2圖中的裝置100接著執行第3A圖中的運作方法300a，以產生電流訊號IW以及電流訊號IT。在這種情況下，電流訊號IW被稱作電流訊號IW1，電流訊號IT被稱作電流訊號IT1。換句話說，電流訊號IW1代表當延遲單元112對電壓訊號VCK延遲延遲時間t1時的電流訊號IW。電流訊號IT1代表當延遲單元112對電壓訊號VCK延遲延遲時間t1時的電流訊號IT。藉由 第3A圖的運作方法300a的操作316以及上述的公式(1)，延遲時間t1得以依據電流訊號IT1而被決定。

接著，第2圖的延遲單元112在電壓訊號VCK的其它週期中對電壓訊號VCK延遲延遲時間t2。延遲時間t2是依據控制電壓Vcon被控制。第2圖的裝置100接著執行第3A圖中的運作方法300a，以產生電流訊號IW以及電流訊號IT。在這種情況下，電流訊號IW被稱作電流訊號IW2，電流訊號IT被稱作電流訊號IT2。換句話說，電流訊號IW2代表當延遲單元112對電壓訊號VCK延遲延遲時間t2時的電流訊號IW。電流訊號IT2代表當延遲單元112對電壓訊號VCK延遲延遲時間t2時的電流訊號IT。藉由第3A圖的運作方法300a的操作316以及上述的公式(1)，延遲時間t2得以依據電流訊號IT2而被決定。

隨著延遲時間t1以及延遲時間t2被決定，時間區間td1從而依據延遲時間t1以及延遲時間t2被決定。舉例而言，時間區間td1是藉由將延遲時間t2減去延遲時間t1而被決定。隨著電流訊號IW1以及電流訊號IW2被決定，時間區間td1內的平均電流值Iav1得以依據電流訊號IW1以及電流訊號IW2產生。時間區間td1內的平均電流值Iav1是電流訊號IW1之電流值與電流訊號IW2之電流值之間的差。舉例而言，平均電流值Iav1是藉由將電流訊號IW2減去電流訊號IW1而被決定。

更者，第2圖中的延遲單元112在電壓訊號VCK的一些其他週期對電壓訊號延遲延遲時間t3。延遲時間t3 是依據控制電壓Vcon被控制。第2圖的裝置100接著執行第3A圖中的運作方法300a，以產生電流訊號IW以及電流訊號IT。在這種情況下，電流訊號IW被稱作電流訊號IW3，電流訊號IT被稱作電流訊號IT3。換句話說，電流訊號IW3代表當延遲單元112對電壓訊號VCK延遲延遲時間t3時的電流訊號IW。電流訊號IT3代表當延遲單元112對電壓訊號VCK延遲延遲時間t3時的電流訊號IT。藉由第3A圖的運作方法300a的操作316以及上述的公式(1)，延遲時間t3得以依據電流訊號IT3而被決定。

隨著延遲時間t2以及延遲時間t3被決定，時間區間td2從而依據延遲時間t2以及延遲時間t3被決定。舉例而言，時間區間td2是藉由將延遲時間t3減去延遲時間t2而被決定。隨著電流訊號IW2以及電流訊號IW3被決定，時間區間td2內的平均電流值Iav2得以依據電流訊號IW2以及電流訊號IW3產生。時間區間td2內的平均電流值Iav2是電流訊號IW2之電流值與電流訊號IW3之電流值之間的差。舉例而言，平均電流值Iav2是藉由將電流訊號IW3減去電流訊號IW2而被決定。

以第5圖例示而言，隨著時間區間td1~td2以及對應的振幅Vsw1~Vsw2被決定，部分的電壓訊號VCK被重建。相應地，藉由重覆進行上述的操作，電壓訊號VCK得以依據公式(2)被重建。

上述重建電壓訊號VCK的操作僅用以例示之目的，被用來重建電壓訊號VCK的各種操作皆在本揭示內容的考量範圍內。

在一些實施例中，第2圖的裝置100以小面積實現在晶片上。如此，裝置100適於進行晶圓接受度測試階段的測試且具有僅10fF的負擔，其足夠避免量測訊號被扭曲(distortion)。另外，在一些實施例中，裝置100用以在不需要任何外部示波器的情況下量測晶片的內部訊號。在不同的實施例中，裝置100得以在晶圓接受度測試階段或在封裝製程之前量測晶片上的元件。

在一些實施例中，第2圖的裝置100用以在積體電路(IC)中的電源供應電壓具有週期性的壓降的情況下量測該電源供應電壓。在一些實施例中，第2圖的裝置100用以量測一特定週期波型以獲得此特定週期波型的上升時間、下降時間或電壓轉換速率(slew rate)。

在本文中所使用的用詞『耦接』亦可指『電性耦接』，且用詞『連接』亦可指『電性連接』。『耦接』及『連接』亦可指二個或多個元件相互配合或相互互動。

在一些實施例中，一種晶片上的示波器被揭露，其包含一控制電路、一示波電路以及一時間電流轉換器。控制電路用以對一電壓訊號延遲一延遲時間以產生一第一控制訊號，且依據第一控制訊號以及電壓訊號產生一第二控制訊號。示波電路用以響應於第二控制訊號以及電壓訊號產生一第一 電流訊號。時間電流轉換器用以依據第一控制訊號以及電壓訊號產生一第二電流訊號。

一種晶片上的示波器亦被揭露，其包含一控制電路以及一示波電路。控制電路用以產生一第一控制訊號。示波電路用以依據第一控制訊號操作於一第一模式以及一第二模式的其中之一。示波電路用以於第一模式產生指示電壓訊號之振幅的一第一電流訊號，而示波電路用以於第二模式停止產生第一電流訊號。

一種晶片上之示波器的運作方法亦被揭露，其包含：對一電壓訊號延遲一延遲時間以產生一第一控制訊號，且依據第一控制訊號以及電壓訊號產生一第二控制訊號；響應於第二控制訊號以及電壓訊號產生一第一電流訊號；以及依據第一控制訊號以及電壓訊號產生一第二電流訊號。

技術領域通常知識者可以容易理解到揭露的實施例實現一或多個前述舉例的優點。閱讀前述說明書之後，技術領域通常知識者將有能力對如同此處揭露內容作多種類的更動、置換、等效物以及多種其他實施例。因此本揭示內容之保護範圍當視申請專利範圍所界定者與其均等範圍為準。

100‧‧‧裝置

110‧‧‧控制電路

120‧‧‧示波電路

130‧‧‧時間電流轉換器

VCK‧‧‧電壓訊號

C1、C2‧‧‧控制訊號

IW、IT‧‧‧電流訊號

m1、m2‧‧‧電流量測計

Claims (1)

1. 一種晶片上的示波器，包含：一控制電路，用以對一電壓訊號延遲一延遲時間以產生一第一控制訊號，且依據該第一控制訊號以及該電壓訊號產生一第二控制訊號；一示波電路，用以響應於該第二控制訊號以及該電壓訊號以產生一第一電流訊號；以及一時間電流轉換器，用以依據該第一控制訊號以及該電壓訊號產生一第二電流訊號。