專利名稱：多用途緩沖墊的負(fù)電壓抗噪聲電路及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種集成電路輸入緩沖墊的噪聲問(wèn)題，尤其是一種消除多用途輸入/輸出緩沖墊的負(fù)電壓噪聲效應(yīng)的電路及其方法。
背景技術(shù)：
圖1a是為一種習(xí)用集成電路的輸入/輸出緩沖墊(input/output pad)，該輸入/輸出緩沖墊連接二個(gè)轉(zhuǎn)換組件，N1(130)及N2(170)。在測(cè)試模式下，該測(cè)試模式信號(hào)120驅(qū)動(dòng)輸入高電位VDD，而令轉(zhuǎn)換組件N1(130)處于導(dǎo)通狀態(tài)，使得緩沖墊110與內(nèi)部參考信號(hào)連接。如此，在測(cè)試模式下，該內(nèi)部參考信號(hào)將受控于該外接緩沖墊110。在常態(tài)模式下，測(cè)試模式信號(hào)150或120是處于低電位或無(wú)作動(dòng)狀態(tài)，經(jīng)該反相器160的作用后，將于節(jié)點(diǎn)161產(chǎn)生一高電位，如此，在常態(tài)模式下，便是常態(tài)模式信號(hào)致能該轉(zhuǎn)換組件N2(170)，在常態(tài)模式操作期間，除了該緩沖墊110是被連接到該常態(tài)模式電路180，另外，該測(cè)試模式信號(hào)120是處于低電位或無(wú)作動(dòng)狀態(tài)，且，該轉(zhuǎn)換組件N1是處于非導(dǎo)通狀態(tài)，而該緩沖墊110與該內(nèi)部參考信號(hào)節(jié)點(diǎn)140之間形成斷路的狀態(tài)。
圖1b是為習(xí)用可變信號(hào)115的時(shí)序圖，該可變信號(hào)115是被輸入至如第1a圖所示的緩沖墊110；如第1b圖所示的該可變緩沖墊115，是有一負(fù)脈沖信號(hào)125，且其電壓是-1伏特甚至可降得更低，在這期間，轉(zhuǎn)換組件N1便不是斷路狀態(tài)，且該緩沖墊110便電性連接測(cè)試模式中的內(nèi)部參考信號(hào)節(jié)點(diǎn)(如第1a圖所示的140)，這將導(dǎo)致芯片失效。
美國(guó)專利6,812,595 B2(Marino)揭露了一種保護(hù)電路及其方法，用以減少參考電壓供應(yīng)器上的電路所收到的噪聲。該保護(hù)電路包括有一參考電壓源及至少一電路，各電路是透過(guò)一切換器而連接該參考電壓源，且各切換器連設(shè)有一存儲(chǔ)元件，藉由該存儲(chǔ)元件的作用而可記錄先前儲(chǔ)存的參考電壓，如此，便可藉由各存儲(chǔ)元件記錄先前較佳的參考電壓，而防止電源所產(chǎn)生的噪聲所造成的干擾。
美國(guó)專利6,826,025(Singh，et al.)揭露了一種集成電路，其內(nèi)設(shè)有一靜電放電(ESD)裝置或一噪聲抑制組件，甚至同時(shí)設(shè)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(fā)器并/或抑制部份的噪聲。
美國(guó)專利4,893,029(Matsuo，et al.)揭露了一種半導(dǎo)體集成電路，其包括有一輸入電路、一內(nèi)部電路及一輸出電路，各電路是整合于單一芯片內(nèi)，并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(fā)電路及一場(chǎng)效晶體管(FET)。當(dāng)該內(nèi)部電路或該輸出電路操作時(shí)，該電源線(包括有一正電源線及一接地線)的電位會(huì)有振蕩的效應(yīng)，該場(chǎng)效晶體管在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)將被一控制信號(hào)開(kāi)啟。因此，在電源線的電位振蕩的周期時(shí)間內(nèi)，偵測(cè)一輸入信號(hào)上升的等級(jí)是設(shè)定成比普通等級(jí)高。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的，是在于提供一種集成電路芯片的抗噪聲多用途輸入/輸出緩沖墊的電路及其方法。
利用一種多用途緩沖墊的負(fù)電壓抗噪聲電路而獲致本發(fā)明上述目的，此電路是受到一集成電路芯片的輸入/輸出緩沖墊所驅(qū)動(dòng)，且此電路包括有一連接一常態(tài)模式電路的常態(tài)模式節(jié)點(diǎn)、一連接一測(cè)試模式電路的測(cè)試模式節(jié)點(diǎn)、一串接該輸入/輸出緩沖墊與一中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的第一轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)、及一串接中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)與測(cè)試模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的第二轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)，另外，設(shè)有一串接輸入/輸出緩沖墊與常態(tài)模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的第三轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)，且此電路亦設(shè)有一上升負(fù)載組件，其是用以串接一電源電壓與中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)。一測(cè)試模式信號(hào)是分別傳輸至第一轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)的閘極、第二轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)的閘極，該測(cè)試模式信號(hào)亦傳輸?shù)揭环聪嗥?，其反相器而將測(cè)試模式信號(hào)反相以產(chǎn)生一常態(tài)模式信號(hào)。按照本發(fā)明的另一方面，包括一種用于多用途緩沖墊以提供一負(fù)電壓抗噪聲電路的方法，其特特征在于包括以下步驟第一步驟提供一測(cè)試模式信號(hào)，其是分別連接至該第一轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)的閘極、該第二轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)的閘極及一反相器，并藉由該反相器而將該測(cè)試模式信號(hào)反相運(yùn)算以產(chǎn)生一常態(tài)模式信號(hào)；第二步驟選擇該輸入/輸出緩沖墊是使用一常態(tài)模式功能及一測(cè)試模式功能的其中之一，以便該輸入/輸出緩沖墊在常態(tài)模式操作下是與該常態(tài)模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)相導(dǎo)通，該輸入/輸出緩沖墊在測(cè)試模式操作下是與該測(cè)試模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)相導(dǎo)通；該第一轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)的一第一閘極作動(dòng)是受控于該測(cè)試模式信號(hào)，且在測(cè)試模式下，該第一閘極作動(dòng)令該輸入/輸出緩沖墊與中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)相導(dǎo)通；該第二轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)的一第二閘極作動(dòng)是受控于該測(cè)試模式信號(hào)，且在測(cè)試模式下，該第二閘極作動(dòng)令該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)與該測(cè)試模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)相導(dǎo)通；該第三轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)的一第三閘極作動(dòng)是受控于該常態(tài)模式信號(hào)，且在常態(tài)模式下，該第三閘極作動(dòng)令該輸入/輸出緩沖墊與該常態(tài)模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)相導(dǎo)通；第三步驟該上升負(fù)載組件是提供電力給該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，以令該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的電位保持大于0伏特；該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的電位保持大于0伏特，而在該輸入/輸出緩沖墊處于低電位的過(guò)渡期間內(nèi)，將有效防止該第二轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)被導(dǎo)通；在該輸入/輸出緩沖墊處于低電位的過(guò)渡期間內(nèi)，防止該第二轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，將防止該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)在常態(tài)模式下與該測(cè)試模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)相導(dǎo)通，進(jìn)而避免常態(tài)模式下芯片失效。
綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是僅簡(jiǎn)易地增設(shè)二個(gè)組件及一中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，可防止輸入/輸出緩沖墊的輸入負(fù)常態(tài)模式輸入電壓振蕩造成轉(zhuǎn)換組件誤動(dòng)作，而令輸入/輸山緩沖墊與測(cè)試模式電路導(dǎo)通。在常態(tài)模式下，此測(cè)試模式電路路徑的誤動(dòng)作通常會(huì)造成芯片失效。本發(fā)明提供一簡(jiǎn)易附加的負(fù)載組件，藉由該負(fù)載組件的作用而令中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)保持一適當(dāng)電位，以避免測(cè)試模式路徑被導(dǎo)通。本發(fā)明亦提供一第三轉(zhuǎn)換組件而可對(duì)中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生絕緣效用。


圖1a是顯示習(xí)用多輸入緩沖墊電路；圖1b是顯示習(xí)用多輸入緩沖墊輸入信號(hào)；圖2a是顯示本發(fā)明一較佳實(shí)施例的多輸入緩沖墊電路；圖2b是顯示如第2a圖所示實(shí)施例的輸入信號(hào)階段期間集成電路效應(yīng)。
附圖標(biāo)記說(shuō)明110緩沖墊；115可變信號(hào)；120測(cè)試模式信號(hào)；125負(fù)脈沖信號(hào)；130轉(zhuǎn)換組件N1；140內(nèi)部參考信號(hào)節(jié)點(diǎn)；150測(cè)試模式信號(hào)；160反相器；161節(jié)點(diǎn)；170轉(zhuǎn)換組件N2；180常態(tài)模式電路；210緩沖墊；215可變信號(hào)；220測(cè)試模式信號(hào)；225負(fù)脈沖信號(hào)230轉(zhuǎn)換組件N1；240內(nèi)部參考信號(hào)節(jié)點(diǎn)；250測(cè)試模式信號(hào)；260反相器；261常態(tài)模式信號(hào)；270轉(zhuǎn)換組件N2；280常態(tài)模式節(jié)點(diǎn)；290轉(zhuǎn)換組件N3；291中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
茲為使貴審查委員對(duì)本發(fā)明的特征、結(jié)構(gòu)及所達(dá)成的功效有進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，謹(jǐn)佐以較佳的實(shí)施圖例及配合詳細(xì)的說(shuō)明，說(shuō)明如后首先，請(qǐng)參閱圖2a，其是為是顯示本發(fā)明一較佳實(shí)施例的多輸入緩沖墊電路；如圖所示，是顯示一集成電路的一輸入/輸出(I/O)緩沖墊210，且該輸入/輸出緩沖墊210連接有三個(gè)轉(zhuǎn)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(dǎo)體場(chǎng)效晶體管(NMOS FET)。又，圖中所示的P1是為一P型金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管(PMOS FET)。其中，組件N1的汲極是連接該輸入/輸出緩沖墊210，組件N1的源極是連接至一中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，NODE1(291)，而組件N1的閘極則連接一測(cè)試模式信號(hào)220。組件N2的汲極是連接輸入/輸出緩沖墊210，組件N2的源極連接一常態(tài)模式節(jié)點(diǎn)280，組件N2的閘極則連接一常態(tài)模式信號(hào)261。此常態(tài)模式信號(hào)261是由該測(cè)試模式信號(hào)220經(jīng)反相運(yùn)算所得。亦即，測(cè)試模式信號(hào)250經(jīng)由一反相器260的運(yùn)算后輸出該常態(tài)模式信號(hào)261。組件N3的汲極是連接該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，NODE1(291)，組件N3的源極則連接至測(cè)試模式內(nèi)部參考節(jié)點(diǎn)240，且組件N3的閘極則連接該測(cè)試模式信號(hào)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(nèi)部節(jié)點(diǎn)，NODE1(291)，而組件P1的閘極則連接該測(cè)試模式信號(hào)220。
又，相對(duì)圖1a所示的習(xí)用技術(shù)來(lái)說(shuō)，該組件N3是為增設(shè)的組件。在測(cè)試模式下，測(cè)試模式信號(hào)220是受到一高電位電壓VDD的趨動(dòng)，而可導(dǎo)通該轉(zhuǎn)換組件N1(230)，致使緩沖墊210可直接電性連接該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，NODE1(291)，且該節(jié)點(diǎn)NODE1(291)亦連接該轉(zhuǎn)換組件N3(290)的汲極，又，該轉(zhuǎn)換組件N3(290)的源極是連接一內(nèi)部參考信號(hào)節(jié)點(diǎn)240。如此，在測(cè)試模式下，參考信號(hào)將受控于外接緩沖墊210。
在常態(tài)模式期間，該測(cè)試模式信號(hào)250或220將處于低電位或未作動(dòng)的狀態(tài)，使得該反相器260將于信號(hào)261上產(chǎn)生一高電位的常態(tài)模式信號(hào)。且該常態(tài)模式信號(hào)在常態(tài)模式期間將令該轉(zhuǎn)換組件N2(270)作動(dòng)，而在常態(tài)模式下操作時(shí)，該緩沖墊210是連接到該常態(tài)模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)280。此外，在常態(tài)模式期間，該測(cè)試模式信號(hào)220是處于低電位或未作動(dòng)的狀態(tài)，使得該轉(zhuǎn)換組件N1(230)及該轉(zhuǎn)換組件N3(290)處于斷路的狀態(tài)，致使該緩沖墊210與該內(nèi)部參考信號(hào)節(jié)點(diǎn)(240)的連接路徑呈現(xiàn)斷路的狀態(tài)。
又，如圖2a所示的實(shí)施例，將其與習(xí)用電路相比較，該P(yáng)型金屬氧化半導(dǎo)體組件P1(292)是為增設(shè)的組件，且P1的汲極是連接該節(jié)點(diǎn)NODE1(291)，P1的源極是連接VDD，而P1的閘極則連接測(cè)試模式信號(hào)220。
接續(xù)，請(qǐng)參閱圖2b，其是為傳輸至如第2a圖所示實(shí)施例的施加于緩沖墊210上可變信號(hào)的時(shí)序圖215；如圖所示，該信號(hào)內(nèi)有一負(fù)脈沖信號(hào)225，其電壓是下降至-1伏特，甚至比-1伏特還低。在這負(fù)脈沖信號(hào)225期間，組件N1并非處于斷路狀態(tài)，使得該緩沖墊210與該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NODE1(291)相導(dǎo)通。
又，在如圖2b所示的負(fù)脈沖信號(hào)225期間，組件P1(292)是處于導(dǎo)通狀態(tài)，且此組件P1(292)將提供電荷給該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NODE1(291)，而保持該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NODE1(291)的電位大于或等于0伏特，進(jìn)而令組件N3保持在斷路狀態(tài)。該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NODE1(291)的重要性，是容許該組件P1提供電荷給該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NODE1(291)，進(jìn)而可防止組件N3導(dǎo)通。而在常態(tài)模式下，該緩沖墊210將有效不與測(cè)試模式電路及內(nèi)部參考信號(hào)節(jié)點(diǎn)(240)相通。如此，便可有效防止測(cè)試模式電路的誤動(dòng)作而導(dǎo)致芯片失效。因此，可藉增設(shè)組件N3(290)、組件P1(292)及中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)NODE1(291)而有效解決第1 a圖所示的習(xí)用技術(shù)電路中所存在的負(fù)脈沖信號(hào)輸入緩沖墊噪聲問(wèn)題。
以上所述者，僅為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多用途緩沖墊的負(fù)電壓抗噪聲電路，其包括有一集成電路芯片的一輸入/輸出緩沖墊；一常態(tài)模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，其是連接至一常態(tài)模式電路；一測(cè)試模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，其是連接至一測(cè)試模式電路；一第一轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)，其是連接該輸入/輸出緩沖墊與一中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)；一第三轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)，其是連接該輸入/輸出緩沖墊與該常態(tài)模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)；其特征在于還包括有；一第二轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)，其是連接該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)與該測(cè)試模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)；一上升負(fù)載組件，其是連接一電源電壓與該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)；及一反相器，其是將測(cè)試模式信號(hào)反相以產(chǎn)生一常態(tài)模式信號(hào)至第三轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)的一第三閘。
2.一種用于多用途緩沖墊以提供一負(fù)電壓抗噪聲電路的方法，其特特征在于包括以下步驟第一步驟提供一測(cè)試模式信號(hào)，其是分別連接至該第一轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)的閘極、該第二轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)的閘極及一反相器，并藉由該反相器而將該測(cè)試模式信號(hào)反相運(yùn)算以產(chǎn)生一常態(tài)模式信號(hào)；第二步驟選擇該輸入/輸出緩沖墊是使用一常態(tài)模式功能及一測(cè)試模式功能的其中之一，以便該輸入/輸出緩沖墊在常態(tài)模式操作下是與該常態(tài)模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)相導(dǎo)通，該輸入/輸出緩沖墊在測(cè)試模式操作下是與該測(cè)試模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)相導(dǎo)通；該第一轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)的一第一閘極作動(dòng)是受控于該測(cè)試模式信號(hào)，且在測(cè)試模式下，該第一閘極作動(dòng)令該輸入/輸出緩沖墊與中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)相導(dǎo)通；該第二轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)的一第二閘極作動(dòng)是受控于該測(cè)試模式信號(hào)，且在測(cè)試模式下，該第二閘極作動(dòng)令該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)與該測(cè)試模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)相導(dǎo)通；該第三轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)的一第三閘極作動(dòng)是受控于該常態(tài)模式信號(hào)，且在常態(tài)模式下，該第三閘極作動(dòng)令該輸入/輸出緩沖墊與該常態(tài)模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)相導(dǎo)通；第三步驟該上升負(fù)載組件是提供電力給該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，以令該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的電位保持大于0伏特；該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的電位保持大于0伏特，而在該輸入/輸出緩沖墊處于低電位的過(guò)渡期間內(nèi)，將有效防止該第二轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)被導(dǎo)通；在該輸入/輸出緩沖墊處于低電位的過(guò)渡期間內(nèi)，防止該第二轉(zhuǎn)換組件開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，將防止該中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)在常態(tài)模式下與該測(cè)試模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)相導(dǎo)通，進(jìn)而避免常態(tài)模式下芯片失效。
全文摘要
一種集成電路芯片的抗噪聲多用途輸入/輸出緩沖墊(I/O pad)的電路及其方法。此電路包括有一常態(tài)模式節(jié)點(diǎn)及一測(cè)試模式內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，分別用以連接一常態(tài)模式電路及一測(cè)試模式電路，且輸入/輸出緩沖墊是藉由復(fù)數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)換組件而分別電性連接常態(tài)模式電路及測(cè)試模式電路，此外，尚設(shè)有一第三轉(zhuǎn)換組件、一負(fù)載組件及一中間內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，可藉由各構(gòu)件的作用，而有效避免輸入/輸出緩沖墊在常態(tài)模式下，因輸入負(fù)電壓振蕩的故而令連接測(cè)試模式電路的轉(zhuǎn)換組件誤開(kāi)啟而導(dǎo)通，致使芯片失效。
文檔編號(hào)H03K19/0185GK1937407SQ20061008705
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月20日
發(fā)明者夏浚 申請(qǐng)人:鈺創(chuàng)科技股份有限公司