TWI400464B - 具有外部測試電壓的電路 - Google Patents

Description

具有外部測試電壓的電路

本發明係有關於一種具有外部測試電壓的電路，尤指一種僅需一用以輸入外部測試電壓的襯墊(pad)，以及輸出的測試電壓不會隨著外部測試電壓一起成幾何級數改變的具有外部測試電壓的電路。

請參照第1圖，第1圖係為先前技術說明具有外部測試電壓的電路100的示意圖。電路100包含一放大器102、一P型金氧半電晶體104、一參考開關106、一測試開關108、一電阻RU、一電阻RD及複數個串聯電阻R1-Rn。當電路100正常操作時，參考開關106開啟以及測試開關108關閉。此時，一參考電壓VREF透過參考開關106輸入至放大器102的負輸入端，且節點A的電壓亦為參考電壓VREF。因此，參考輸出端VINTREFN1、VINTREFN2、VINTREFN3...、VINTREFNn輸出和參考電壓VREF成比例的電壓。當電路100需要輸入外部測試電壓VT測試時，參考開關106關閉以及測試開關108開啟。此時，一外部測試電壓VT透過測試開關108輸入至放大器102的負輸入端，且節點A的電壓亦為外部測試電壓VT。因此，參考輸出端VINTREFN1、VINTREFN2、VINTREFN3...、VINTREFNn輸出和外部測試電壓VT成比例的電壓。

但在外部測試電壓的電路100中，參考輸出端VINTREFN1、VINTREFN2、VINTREFN3...、VINTREFNn輸出的電壓會隨著參考電壓VREF一起成幾何級數改變。因此，某些參考輸出端輸出的電壓可能太高，毀損所測試的電路。

請參照第2圖，第2圖係為另一先前技術說明具有外部測試電壓的電路200的示意圖。電路200包含一放大器202、一P型金氧半電晶體204、複數個參考開關2061-206n、複數個測試開關2081-208n、一電阻RU、一電阻RD及複數個串聯電阻R1-Rn。如第2圖所示，參考開關2061耦接於參考輸出端VINTREFN1和參考電壓輸出端VINTREF1之間，測試開關2081耦接於參考電壓輸出端VINTREF1和測試輸出端VINTREFT1之間；參考開關2062耦接於參考輸出端VINTREFN2和參考電壓輸出端VINTREF2之間，測試開關2082耦接於參考電壓輸出端VINTREF2和測試輸出端VINTREFT2之間；餘下依此類推，在此不再贅述。

因此，當參考電壓輸出端VINTREF1、VINTREF2、VINTREF3...、VINTREFn中的每一參考電壓輸出端需要輸出外部測試電壓時，可將對應的參考開關關閉以及對應的測試開關開啟。另外，當參考電壓輸出端VINTREF1、VINTREF2、VINTREF3...、VINTREFn中的每一參考電壓輸出端需要輸出參考輸出端的電壓時，可將對應的參考開關開啟以及對應的測試開關關閉。例如，參考電壓輸出端VINTREF1需要輸出外部測試電壓V1時，相對應的參考開關2061關閉以及相對應的測試開關2081開啟。因此，外部測試電壓V1經由測試開關2081由參考電壓輸出端VINTREF1輸出。其餘參考電壓輸出端VINTREF2-VINTREFn的操作原理皆和參考電壓輸出端VINTREF1相同，在此不再贅述。

雖然電路200改善了電路100中參考輸出端VINTREFN1、VINTREFN2、VINTREFN3...、VINTREFNn輸出的電壓會隨著參考電壓VREF一起變動的缺點。但是在做晶片測試時，卻需要許多用以輸入外部測試電壓的襯墊(pad)，使得電路200不大可能實現在現今小面積的晶片上。

本發明的一實施例提供一種具有外部測試電壓的電路。該電路包含一放大器、一第一P型金氧半電晶體、一第二P型金氧半電晶體、至少一參考電阻、至少一測試電阻、一第一上電阻、一第二上電阻、一下電阻及一測試開關。該放大器具有一第一輸入端，用以接收一第一電壓，一第二輸入端，用以接收一參考電壓，一第三輸入端，及一輸出端；該第一P型金氧半電晶體具有一第一端，用以接收該第一電壓，一第二端，耦接於該放大器的輸出端，及一第三端；該第二P型金氧半電晶體具有一第一端，用以接收該第一電壓，一第二端，耦接於該放大器的輸出端，及一第三端；該至少一參考電阻具有一第一端，耦接於該第一P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，其中每一參考電阻具有一參考輸出端；該至少一測試電阻具有一第一端，耦接於該第二P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，其中每一測試電阻具有一測試輸出端，且該每一測試電阻的阻值與相對應的一參考電阻的阻值相同；該第一上電阻具有一第一端，耦接於該至少一參考電阻的第二端，及一第二端，耦接於該放大器的第二輸入端，其中該第一上電阻之阻值可為零；該第二上電阻具有一第一端，耦接於該至少一測試電阻的第二端，及一第二端，用以接收一外部測試電壓，其中該第二上電阻之阻值可為零；該下電阻具有一第一端，耦接於該放大器的第二輸入端，及一第二端，耦接於一地端；其中該第二P型金氧半電晶體和該第一P型金氧半電晶體相同。

本發明所提供的一種具有外部測試電壓的電路，利用一第二P型金氧半電晶體複製流經一第一P型金氧半電晶體的電流以及從一第二上電阻的第二端饋入的一外部測試電壓，使得每一測試電阻的一測試輸出端之電壓和相對應的一參考電阻的一參考輸出端的電壓之差值為一預定值。本發明亦可改進每一參考輸出端輸出的電壓會隨著一參考電壓成幾何級數改變，以及需要許多用以輸入該外部測試電壓的襯墊的缺點。另外，本發明可在一晶片測試期間儲存一保險絲編程(fuse-programming)的電壓資訊。

請參照第3圖，第3圖係為本發明的一實施例說明具有外部測試電壓的電路300的示意圖。電路300包含一放大器302、一第一P型金氧半電晶體304、一第二P型金氧半電晶體306、至少一參考電阻308、至少一測試電阻310、一第一上電阻312、一第二上電阻314及一下電阻316，其中第二P型金氧半電晶體306和第一P型金氧半電晶體304相同。放大器302具有一第一輸入端，用以接收一第一電壓VDD，一第二輸入端，用以接收一參考電壓VREF，一第三輸入端，及一輸出端輸出一控制電壓VG。第一P型金氧半電晶體304具有一第一端，用以接收第一電壓VDD，一第二端耦接於放大器302的輸出端，用以接收控制電壓VG，及一第三端。第二P型金氧半電晶體306具有一第一端，用以接收第一電壓VDD，一第二端耦接於放大器302的輸出端，用以接收控制電壓VG，及一第三端。至少一參考電阻308具有一第一端，耦接於第一P型金氧半電晶體304的第三端，及一第二端。至少一參考電阻308包含參考電阻3081-308n，其中n≧1且每一參考電阻具有一相對應的參考輸出端。例如參考電阻3081具有一相對應的參考輸出端VINTREFN1，參考電阻3082具有一相對應的參考輸出端VINTREFN2。至少一測試電阻310具有一第一端，耦接於第二P型金氧半電晶體306的第三端，及一第二端。至少一測試電阻310包含測試電阻3101-310n，其中n≧1且每一測試電阻具有一相對應的測試輸出端。例如測試電阻3101具有一相對應的測試輸出端VINTREFT1，測試電阻3102具有一相對應的測試輸出端VINTREFT2。另外，每一測試電阻的阻值與相對應的一參考電阻的阻值相同。第一上電阻312具有一第一端，耦接於至少一參考電阻308的第二端，及一第二端，耦接於放大器302的第三輸入端，其中第一上電阻312之阻值可為零。第二上電阻314具有一第一端，耦接於至少一測試電阻310的第二端，及一第二端，用以接收一外部測試電壓VT，其中第二上電阻314之阻值可為零。下電阻316具有一第一端，耦接於放大器302的第三輸入端，及一第二端，耦接於一地端。

另外，電路300另包含至少一參考開關3181-318n和至少一測試開關3201-320n，其中n≧1。每一參考開關具有一第一端，耦接於相對應的一參考輸出端，及一第二端，耦接於相對應的一參考電壓輸出端。每一測試開關具有一第一端，耦接於相對應的一測試輸出端，及一第二端，耦接於相對應的一參考電壓輸出端。例如，參考開關3181具有一第一端，耦接於相對應的一參考輸出端VINTREFN1，及一第二端，耦接於相對應的一參考電壓輸出端VINTREF1。同理，測試開關3201具有一第一端，耦接於相對應的一測試輸出端VINTREFT1，及一第二端，耦接於相對應的一參考電壓輸出端VINTREF1。

如第3圖所示，因為第二P型金氧半電晶體306和第一P型金氧半電晶體304相同，所以流經至少一測試電阻310的電流I2等於流經至少一參考電阻308的電流I1。如果外部測試電壓VT和參考電壓VREF的關係如式(1)所示，則參考輸出端VINTREFNi的電壓VNi和測試輸出端VINTREFTi的電壓VTi之關係係由式(2)決定，其中1≦i≦n。

VT=VREF±ΔV　(1)

VTi=VNi±ΔV　(2)

當電路300不在晶片測試期間時，至少一參考開關開啟，因此，參考電壓輸出端係輸出參考輸出端的電壓。而當電路300在晶片測試期間時，至少一測試開關開啟，因此，參考電壓輸出端係輸出測試輸出端的電壓。例如，當電路300不在晶片測試期間時，參考開關3181開啟，因此，參考電壓輸出端VINTREF1係輸出參考輸出端VINTREFN1的電壓VN1。當電路300在晶片測試期間時，測試開關3201開啟，因此，參考電壓輸出端VINTREF1係輸出測試輸出端VINTREFT1的電壓VT1。

請參照第4圖，第4圖係為本發明的另一實施例說明具有外部測試電壓的電路400的示意圖。電路400和電路300的差別在於電路400另包含一省電開關422具有一第一端，耦接於第二上電阻314的第二端，及一第二端，用以接收外部測試電壓VT。省電開關422僅在晶片測試期間開啟，以及非晶片測試期間關閉。因此，電路400可節省非晶片測試期間的電能消耗。

請參照第5圖，第5圖係為本發明的另一實施例說明具有外部測試電壓的電路500的示意圖。電路500和電路300的差別在於電路500沒有包含至少一參考開關318和至少一測試開關320，但另包含三個第一參考開關5181、5182、5183，三個第一測試開關5201、5202、5203、一第二參考開關524及一第二測試開關526。每一第一參考開關具有一第一端，耦接於第一P型金氧半電晶體304的第三端，亦即參考輸出端VINTREFN，及一第二端，耦接於相對應的參考電阻的第二端，以及每一第一測試開關具有一第一端，耦接於第二P型金氧半電晶體306的第三端，亦即測試輸出端VINTREFT，及一第二端，耦接於相對應的測試電阻的第二端。例如，第一參考開關5181具有一第一端，第一端耦接於第一P型金氧半電晶體304的第三端，及一第二端，耦接於相對應的參考電阻3081的參考輸出端。第一參考開關5182具有一第一端，第一端耦接於第一P型金氧半電晶體304的第三端，及一第二端，耦接於相對應的參考電阻3082的參考輸出端。第一測試開關5201具有一第一端，第一端耦接於第二P型金氧半電晶體306的第三端，及一第二端，耦接於相對應的參考電阻3101的測試輸出端。第一測試開關5202具有一第一端，第一端耦接於第二P型金氧半電晶體306的第三端，及一第二端，耦接於相對應的參考電阻3102的測試輸出端。但本發明並不受限於三個第一參考開關以及三個第一測試開關。

電路500可在晶片測試期間儲存保險絲編程(fuse-programming)的電壓資訊。請參照第6圖，第6圖係說明根據第一參考開關以及第一測試開關調整參考電壓輸出端VINTREF的查閱表。如第5圖和第6圖所示，當第一參考開關5182、5183、第一測試開關5202、5203關閉以及第一參考開關5181、第一測試開關5201開啟時，參考輸出端VINTREFN的電壓VN1和測試輸出端VINTREFT的電壓VT1設為預設值。此時，參考電壓輸出端VINTREF可藉由第二參考開關524或第二測試開關526的開啟，輸出電壓VN1或電壓VT1。當第一參考開關5181和第一測試開關5201開啟或關閉，第一參考開關5182和第一測試開關5202開啟，以及第一參考開關5183和第一測試開關5203關閉時，參考電壓輸出端VINTREF可藉由第二參考開關524或第二測試開關526的開啟，輸出電壓VN2或電壓VT2，亦即參考電壓輸出端VINTREF輸出的電壓比預設值低，且和預設值相比的電壓變動值為-ΔV2(ΔV2為參考電阻3082以及測試電阻3102的跨壓)。當第一參考開關5181、5182和第一測試開關5201、5202開啟或關閉，第一參考開關5203和第一測試開關5203開啟時，參考電壓輸出端VINTREF可藉由第二參考開關524或第二測試開關526的開啟，輸出電壓VN3或電壓VT3，亦即參考電壓輸出端VINTREF輸出的電壓比預設值低，且和預設值相比的電壓變動值為-(ΔV2+ΔV3)(ΔV3為參考電阻3083以及測試電阻3103的跨壓)。當第一參考開關5181、5182、5183和第一測試開關5201、5202、5203皆關閉時，參考電壓輸出端VINTREF可藉由第二參考開關524或第二測試開關526的開啟，輸出電壓VN0或電壓VT0，亦即參考電壓輸出端VINTREF輸出的電壓比預設值高，且和預設值相比的電壓變動值為+ΔV1(ΔV1為參考電阻3081以及測試電阻3101的跨壓)。

因此，電路500在晶片測試期間即可利用第一參考開關5181、5182、5183和第一測試開關5201、5202、5203，將參考電壓輸出端VINTREF輸出的電壓由一預設值往上調整或是往下調整。

請參照第7圖，第7圖係為本發明的另一實施例說明具有外部測試電壓的電路700的示意圖。電路700和電路500的差別在於電路700另包含一省電開關422具有一第一端，耦接於第二上電阻314的第二端，及一第二端，用以接收外部測試電壓VT。省電開關422僅在晶片測試期間開啟，以及非晶片測試期間關閉。因此，電路700可節省非晶片測試期間的電能消耗。

綜上所述，本發明所提供的具有外部測試電壓的電路，利用第二P型金氧半電晶體複製流經第一P型金氧半電晶體的電流以及從第二上電阻的第二端饋入的外部測試電壓，使得每一測試電阻的一測試輸出端之電壓和相對應的一參考電阻的一參考輸出端的電壓之差值為一預定值。本發明亦可改進先前技術中參考輸出端輸出的電壓會隨著參考電壓成幾何級數改變，以及需要許多用以輸入外部測試電壓的襯墊的缺點。另外，本發明可在晶片測試期間儲存保險絲編程(fuse-programming)的電壓資訊。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100、200、300、400、500．．．電路

102、202、302．．．放大器

104、204．．．P型金氧半電晶體

304．．．第一P型金氧半電晶體

306．．．第二P型金氧半電晶體

308．．．至少一參考電阻

310．．．至少一測試電阻

312．．．第一上電阻

314．．．第二上電阻

316．．．下電阻

3081-308n．．．參考電阻

3101-310n．．．測試電阻

106、2061-206n、3181-318n．．．參考開關

108、2081-208n、3201-320n．．．測試開關

422．．．省電開關

5181、5182、5183．．．第一參考開關

5201、5202、5203．．．第一測試開關

524．．．第二參考開關

526．．．第二測試開關

A．．．節點

I1、I2．．．電流

RU、RD、R1-Rn．．．電阻

VDD．．．第一電壓

VG．．．控制電壓

VREF．．．參考電壓

VINTREFN、VINTREFN1、VINTREFN2、VINTREFN3、VINTREFNn．．．參考輸出端

VINTREFT、VINTREFT1、VINTREFT2、VINTREFT3、VINTREFTn．．．測試輸出端

VINTREF1、VINTREF2、VINTREFn、VINTREF．．．參考電壓輸出端

VT．．．外部測試電壓

第1圖係為先前技術說明具有外部測試電壓的電路的示意圖。

第2圖係為先前技術說明具有外部測試電壓的電路的示意圖。

第3圖係為本發明的一實施例說明具有外部測試電壓的電路的示意圖。

第4圖係為本發明的另一實施例說明具有外部測試電壓的電路的示意圖。

第5圖係為本發明的另一實施例說明具有外部測試電壓的電路的示意圖。

第6圖係說明根據第一參考開關以及第一測試開關調整參考電壓輸出端的查閱表。

第7圖係為本發明的另一實施例說明具有外部測試電壓的電路的示意圖。

300．．．電路

302．．．放大器

304．．．第一P型金氧半電晶體

306．．．第二P型金氧半電晶體

308．．．至少一參考電阻

310．．．至少一測試電阻

312．．．第一上電阻

314．．．第二上電阻

316．．．下電阻

3081-308n．．．參考電阻

3101-310n．．．測試電阻

3181-318n．．．參考開關

3201-320n．．．測試開關

VDD．．．第一電壓

VG．．．控制電壓

VREF．．．參考電壓

VINTREFN1、VINTREFN2、VINTREFNn．．．參考輸出端

VINTREFT1、VINTREFT2、VINTREFTn．．．測試輸出端

VINTREF1、VINTREF2、VINTREFn．．．參考電壓輸出端

VT．．．外部測試電壓

I1、I2．．．電流

Claims (4)

1. 一種具有外部測試電壓的電路，包含：一放大器，具有一第一輸入端，用以接收一第一電壓，一第二輸入端，用以接收一參考電壓，一第三輸入端，及一輸出端；一第一P型金氧半電晶體，具有一第一端，用以接收該第一電壓，一第二端，耦接於該放大器的輸出端，及一第三端；一第二P型金氧半電晶體，具有一第一端，用以接收該第一電壓，一第二端，耦接於該放大器的輸出端，及一第三端；至少一參考電阻，具有一第一端，耦接於該第一P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，其中每一參考電阻具有一參考輸出端；至少一測試電阻，具有一第一端，耦接於該第二P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，其中每一測試電阻具有一測試輸出端，且該每一測試電阻的阻值與相對應的一參考電阻的阻值相同；一第一上電阻，具有一第一端，耦接於該至少一參考電阻的第二端，及一第二端，耦接於該放大器的第三輸入端，其中該第一上電阻之阻值可為零；一第二上電阻，具有一第一端，耦接於該至少一測試電阻的第二端，及一第二端，用以接收一外部測試電壓，其中該第二上電阻之阻值可為零；及一下電阻，具有一第一端，耦接於該放大器的第三輸入端，及一第二端，耦接於一地端；其中該第二P型金氧半電晶體和該第一P型金氧半電晶體相同。
2. 如請求項1所述之電路，另包含：至少一參考開關，其中每一參考開關具有一第一端，耦接於相對應的一參考輸出端，及一第二端，耦接於相對應的一參考電壓輸出端；及至少一測試開關，其中每一測試開關具有一第一端，耦接於相對應的一測試輸出端，及一第二端，耦接於相對應的一參考電壓輸出端。
3. 如請求項1所述之電路，另包含：至少一第一參考開關，其中每一第一參考開關具有一第一端，耦接於該第一P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，耦接於相對應的參考電阻的參考輸出端；至少一第一測試開關，其中每一第一測試開關具有一第一端，耦接於該第二P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，耦接於相對應的測試電阻的測試輸出端；一第二參考開關，具有一第一端，耦接於該第一P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，耦接於一參考電壓輸出端；及一第二測試開關，具有一第一端，耦接於該第二P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，耦接於該參考電壓輸出端。
4. 如請求項2或3所述之電路，另包含：一省電開關，具有一第一端，耦接於該第二上電阻的第二端，及一第二端，用以接收該外部測試電壓。