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保護ic組件的系統(tǒng)和方法

文檔序號:7428972閱讀:224來源:國知局

專利名稱::保護ic組件的系統(tǒng)和方法
技術領域
:本發(fā)明涉及電子電路,而更具體地涉及用于保護集成電路中的組件的系統(tǒng)。
背景技術
:集成電路(IC)在很多應用中被廣泛使用。IC可以包括各種不同的電路,這些電路可以作為獨立系統(tǒng)或與其它電路元件相結合工作。IC包括引腳的布置,這些引腳提供用于接收功率以及用于和該IC進行信息交流的裝置。因此,IC通過這些引腳容易受到外部環(huán)境的影響而損壞。例如,IC會遭受靜電放電(ESD)事件而被損壞,在靜電放電中,大電流流過IC,且一般發(fā)生于一個或多于一個引腳處。IC芯片在面對ESD或其它事件的脆弱性已經(jīng)產(chǎn)生對ESD保護電路的需求。因此,在IC芯片的整體設計中常常添加ESD保護電路。IC的很多傳統(tǒng)ESD保護方案使用外圍專用電路來通過提供低阻抗通路而傳送從裝置的引腳或焊盤到地的ESD電流。以這種方式,ESD電流流過ESD保護電路而不通過芯片中更易被損壞的電路。圖1描述部分IC2的示例,該部分包括電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)4。EEPROM4可以通過在引腳(ENB)6提供使能輸入信號而被編程。引腳6也可以向其它電路提供使能信號,如使能內(nèi)部邏輯塊。一個或多個ESD保護電路8可以與引腳6相連。例如,第一ESD保護電路可以直接連接在引腳6處。另一個ESD保護電路8可以連接到電阻器R和EEPROM4之間的信號通路上。例如,ESD保護電路8可以包括快速開關或嵌位及RC濾波器,該RC濾波器在引腳6處的信號作用下被激活,從而在ESD事件過程中將電流分流到EEPROM4之外。ESD保護電路8可以轉移來自輸入端的電流并通過ESD保護電路對該電流進行放電,從而保護EEPROM4免于遭受由ESD事件所導致的損壞。但是,傳統(tǒng)ESD保護不可能在所有情況下都提供充分的保護。例如,一些類型的IC包括可編程電路,如電可編程只讀存儲器(EPROM)等,該電路可能需要在一個或多個引腳處施加更高的電壓來實現(xiàn)某些工作模式(例如,編程模式)。由于對IC施加更高的電壓,傳統(tǒng)ESD保護必須被修改以允許在更高的電壓下進行操作并因此在抑制某些瞬態(tài)事件時變得失效。因此,輸入引腳處的輸入電壓中的尖峰,如可能由于施加外部電壓或由于寄生條件而引起的尖峰,會導致某些IC芯片出現(xiàn)不注意的重復編程或不良的場保持(fieldretention)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及電子電路,而更具體地涉及用于保護集成電路(IC)中的電路組件免受施加在輸入引腳處的電壓影響的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)根據(jù)激活條件通過使弓I腳與IC的內(nèi)部組件在電學上斷開來進行操作,如可以基于輸入引腳處的電壓和受保護電路組件的工作模式?!獋€實施例提供用于保護集成電路(IC)中至少一個組件的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含斷開元件,該斷開元件串行電連接在該IC的終端和所述至少一個組件之間。該斷開元件被配置為具有第一狀態(tài)以允許電信號從所述終端傳播到所述至少一個組件,以及對應于高阻抗狀況的第二狀態(tài),該高阻抗狀況使所述終端相對于所述至少一個組件在電學上斷幵??刂葡到y(tǒng)被配置為基于至少一個預定的激活條件使所述斷開元件從所述第一狀態(tài)轉換到所述第二狀態(tài)。本發(fā)明的另一個實施例提供一種集成電路(IC)芯片,該集成電路芯片包含第一引腳和電連接在該第一引腳和受保護電路之間的斷開元件。該斷開元件被配置為具有第一條件(condition)以電連接所述第一引腳到所述受保護電路,以及使所述第一引腳相對于所述受保護電路在電學上斷開的第二條件。第一信號在所述IC的穩(wěn)定電壓和超過所述穩(wěn)定電壓(例如,EEPROM的編程電壓,其一般是所述穩(wěn)定電壓的兩倍)的電壓二者之一的電壓下被正常提供到所述第一引腳。第二引腳被連接以提供為該受保護電路所使用的第二信號。第二信號在處于或低于所述穩(wěn)定電壓下被正常提供(例如,向該受保護電路提供編程數(shù)據(jù))。控制系統(tǒng)被配置為使所述斷開元件從第一狀態(tài)轉換到第二狀態(tài),并響應檢測到激活條件永久地保持所述第二狀態(tài)。本發(fā)明的另一個方面提供一種集成電路(IC),該集成電路包括第一引腳和斷開元件,該斷開元件被電連接在該第一引腳和該IC內(nèi)的可編程電路之間。所述斷開元件被配置為具有第一條件,以電連接所述第一引腳到所述可編程電路,以及使所述第一引腳相對于所述可編程電路電絕緣的第二條件。信號在所述IC正常操作的穩(wěn)定電壓和超過所述穩(wěn)定電壓的更高編程電壓下被提供給所述第一引腳,以實現(xiàn)對所述可編程電路的編程。寄存器接收具有用于對所述可編程電路進行編程的數(shù)據(jù)的第二信號,第二信號是在處于或低于所述穩(wěn)定電壓下被正常提供的??刂葡到y(tǒng)被配置為響應檢測到激活條件來使所述斷開元件從第一狀態(tài)轉換到第二狀態(tài),所述激活條件是基于所述第一信號和所述第二信號檢測的。圖1(現(xiàn)有技術)圖示說明部分IC的示例,其包含現(xiàn)有技術中的ESD檢測和保護電路。圖2圖示說明依照本發(fā)明的一方面用于保護電路組件的系統(tǒng)的示例。圖3圖示說明依照本發(fā)明的一方面用于保護電路組件的系統(tǒng)的另一個示例。圖4圖示說明依照本發(fā)明的一方面用于保護電路組件的系統(tǒng)的又一個示例。圖5圖示說明依照本發(fā)明的一方面用于保護電路組件的系統(tǒng)的另一個示例。圖6圖示說明依照本發(fā)明的一方面用于保護電路組件的系統(tǒng)的另一個示例。圖7圖示說明依照本發(fā)明的一方面實現(xiàn)保護系統(tǒng)的部分集成電路。圖8圖示說明依照本發(fā)明的一方面實現(xiàn)另一類型保護系統(tǒng)的部分集成電路。具體實施方式本發(fā)明涉及電子電路,而且更具體地涉及用于保護集成電路(IC)中的電路組件免受施加在一個或多于一個引腳處的電壓影響的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)響應激活條件通過使引腳與IC的內(nèi)部組件在電學上斷開來工作。引腳與內(nèi)部組件之間的斷開可以是永久的,或者可以是可編程的。該斷開可以在IC中的一個位置處實現(xiàn),該位置仍然允許施加在所述引腳處的信號被提供給其它不太易受損壞的電路。圖2圖示說明根據(jù)本發(fā)明的一方面實現(xiàn)保護系統(tǒng)102的部分IC100的示例。該保護系統(tǒng)102包括連接在引腳106和一個或多于一個內(nèi)部組件108之間的斷開元件104。該斷開元件104可以被實現(xiàn)為一裝置,該裝置被配置為當處于第一狀態(tài)時允許電信號無阻礙地從引腳106傳播到內(nèi)部組件108,而當處于第二狀態(tài)時提供阻止電信號傳遞的實質伽伐尼/電勢壘(galvanicbarrier)。"伽伐尼/電勢壘"意味著斷開元件104在引腳106和所述一個或多個組件108之間提供物理隔離勢壘(例如,非常高的阻抗,如在千兆歐姆的量級上)。例如,斷開元件104可以是熔斷體。也可以利用其它類型的斷開元件104,如傳輸門(t門)器件或其它IC組件,它們可以被觸發(fā)以便在引腳106和內(nèi)部組件108之間提供適當?shù)母咦杩雇?。保護系統(tǒng)102還包括控制系統(tǒng)110,該控制系統(tǒng)基于至少一個預定的激活條件,通過使從第一狀態(tài)到第二狀態(tài)的躍遷來控制斷開元件104??刂葡到y(tǒng)IIO可以包括控制邏輯塊和驅動電路,該驅動電路被配置為激活斷開元件104到第二狀態(tài)以便在引腳106和所述一個或多于一個電路組件108之間提供期望的隔離勢壘。所述激活條件可以對應于與所述一個或多于一個組件108相關的條件和/或對應于引腳106處的電氣條件。引腳處的電氣條件可以被檢測為斷開元件104和所述一個或多個電路組件108之間的節(jié)點處(如114處所示)的電壓。IC100還包括可以被用于向內(nèi)部組件108提供第二信號(例如,數(shù)據(jù)信號)的另一個引腳116。例如,控制系統(tǒng)IIO可以接收來自內(nèi)部組件108的輸入信號112,并監(jiān)控引腳106處的電壓。當輸入信號112達到預定值的同時引腳106處的電壓超過預定閾值時,控制系統(tǒng)110可以檢測激活條件。輸入信號112可以被提供為具有某數(shù)值的單位或多位信號,該數(shù)值被設置以便定義與受保護電路組件108相關的工作條件。輸入信號112的數(shù)值可以作為輸入數(shù)據(jù)輸入,如通過IC100的另一個引腳116。如這里和所附權利要求所用,短語"超過預定閾值"及其變體被認為包括大于正的閾值和小于負的閾值??梢愿鶕?jù)保護系統(tǒng)102的配置和IC100內(nèi)的電壓水平來建立閾值和引腳106處的電壓之間的適當關系。還應認識到保護系統(tǒng)可以被配置為如果引腳106處的電壓大于正閾值或者小于負閾值時觸發(fā)斷開元件104。通過進一步的示例,內(nèi)部元件108可以包括具有多個工作模式的可編程存儲器件(例如,EEPROM)。輸入信號112可以設為某值,該數(shù)值定義可編程存儲器件的工作模式,如包括加載模式、預覽模式、編程模式或保護激活模式等。例如,可以在存儲器己通過數(shù)據(jù)被成功編程后對保護激活模式進行設置(例如,通過引腳116)。引腳106可以對應于使能引腳,向該引腳提供相應編程電壓(例如,時鐘信號)來對可編程存儲器件進行編程。引腳106處的電壓可以根據(jù)可編程存儲器的工作模式變化。例如,在正常工作模式過程中,包括加載模式和預覽模式,引腳106處的電壓可以被提供為時鐘信號,該時鐘信號在電接地和IC100的穩(wěn)定電壓之間交替變換(例如,一般在約5V至5.5V范圍內(nèi))。而在編程模式下可以向引腳106提供明顯較高的峰值電壓(例如,在12V至約15V或更高的范圍內(nèi)的編程電壓)的電壓,以便將數(shù)據(jù)編程到存儲器中。也可以利用編程電壓來觸發(fā)激活條件。相反,在所有模式過程中引腳116處的電壓保持小于或等于穩(wěn)定電壓。引腳116可以對應于數(shù)據(jù)引腳,其被用于輸入數(shù)據(jù)來編程存儲器和用于設置存儲器的工作模式。傳統(tǒng)ESD保護電路(未圖示)通常在限制引腳116處的瞬態(tài)方面有效,但是可能不完全有效地限制引腳106處的瞬態(tài),因為在此處經(jīng)常施加高電壓,如在編程過程中。因此,內(nèi)部組件108會變得易受引腳106處的電壓尖峰和其它瞬態(tài)的影響。即使沒有來自ESD事件的損壞,編程內(nèi)容也會丟失。激活條件可以被用于觸發(fā)針對內(nèi)部組件108的額外保護,如在內(nèi)部電路已被編程或被配置到期望的狀態(tài)之后。響應檢測到激活條件,控制系統(tǒng)IIO將斷開元件104激活到第二狀態(tài),其中在引腳106和內(nèi)部組件108之間提供物理隔離勢壘(例如,很高的阻抗結構)。該物理隔離勢壘可以是永久的,可替代地,它也可以是可編程的。該物理隔離有效地減輕內(nèi)部組件在面對隨后可能發(fā)生于引腳106處的尖峰或其它電壓增大時的脆弱性。圖3描述根據(jù)本發(fā)明的一個方面實現(xiàn)保護系統(tǒng)152的部分IC150的示例。該保護系統(tǒng)152包括連接在使能輸入引腳156和內(nèi)部電路158之間的傳輸門(t門)154。傳輸門由并聯(lián)連接且受到相反柵電壓控制的N型晶體管和一個P型晶體管組成??刂葡到y(tǒng)160被連接來響應檢測到激活條件而控制t門154的工作。例如,激活條件可以被檢測為控制輸入162的狀態(tài)和引腳156處的電壓的函數(shù)。在圖3的示例中,在引腳156處提供ESD保護電路166,引腳156可以在IC150內(nèi)部或外部。也可以在t門154和內(nèi)部電路組件158之間的節(jié)點處連接額外的ESD保護電路168。可以通過IC150的數(shù)據(jù)寄存器164來提供控制輸入162。該控制輸入可以對應于數(shù)據(jù)寄存器的一個或多于一個位。作為一個示例,內(nèi)部電路158可以包括EEPROM,且來自數(shù)據(jù)寄存器的控制輸入162可以對應于代表EEPROM狀態(tài)的控制位的兩個數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)寄存器164也可以包含其它數(shù)據(jù)位,如作為數(shù)據(jù)信號165提供給內(nèi)部電路158的數(shù)據(jù)位。例如,可以基于另一個輸入信號170對控制輸入162和數(shù)據(jù)信號165進行編程。該輸入信號170,例如,可以對應于由IC的另一個引腳(未圖示)所提供的位于或低于穩(wěn)定電壓的輸入信號。也就是說,由數(shù)據(jù)寄存器164提供的控制輸入信號162可以根據(jù)輸入信號170來設置。相反,在引腳156處所提供的信號可以對應于在多于一個電壓模式中正常提供的使能信號(例如,時鐘信號)。例如,正常工作模式可以向引腳156提供等于或低于穩(wěn)定電壓的使能信號來作為時鐘信號。此外,在引腳156處提供的電壓可以被提供為幾乎高于穩(wěn)定電壓的升高電壓。因此,ESD保護裝置166和168被配置為允許引腳156處有升高的電壓。t門154可以工作在從引腳156自由傳送使能輸入信號到內(nèi)部電路158的第一(例如,導通)狀態(tài),也可工作在提供很高的阻抗來阻擋使能輸入信號被傳輸穿過該t門的第二(例如,截止)狀態(tài)??刂葡到y(tǒng)160可以包括邏輯塊,該邏輯塊被配置為基于控制輸入信號162和基于引腳156處超過預定電壓閾值的使能信號的電平來檢測激活條件??刂葡到y(tǒng)160也可以包括被配置為關斷t門154的電路,基于在其中所實現(xiàn)的控制電路該關斷可以是永久的或可編程的??赡艿目刂齐娐返氖纠ㄟ^圖5進行顯示和描述。圖4描述實現(xiàn)保護系統(tǒng)202的部分集成電路200的示例,該保護系統(tǒng)可以根據(jù)本發(fā)明的一個方面來實現(xiàn)。在圖4的示例中,斷開元件被描述為連接在IC200的引腳206和內(nèi)部電路208之間的熔斷體204。因此該熔斷體204提供永久的電的(gavlanic)方案來使輸入引腳206與內(nèi)部電路208斷開。控制系統(tǒng)210基于由數(shù)據(jù)寄存器214所提供的控制輸入信號212來控制熔斷體204。例如,數(shù)據(jù)寄存器214被配置為基于相應的輸入信號216來向內(nèi)部電路組件208提供數(shù)據(jù)215。由于熔斷體204可以被激活以便在引腳206和內(nèi)部電路208之間提供永久的物理隔離勢壘,所以在引腳206和電路組件208之間不需要ESD保護裝置。但是,仍然可以在引腳206處提供傳統(tǒng)的ESD保護,如218處所示。在圖4的示例中,控制系統(tǒng)210包括耦合到晶體管器件222的邏輯塊220。晶體管器件222被連接在一節(jié)點與電接地之間,該節(jié)點將熔斷體204和內(nèi)部電路208互聯(lián)在一起。邏輯塊220被配置為基于測定(determine)激活條件的發(fā)生來提供邏輯輸出信號以便操作晶體管222。邏輯塊220被配置為基于控制輸入信號212和基于在引腳206處所提供的信號電壓來確定(accertain)激活條件的發(fā)生。因此,當邏輯塊檢測到激活條件時,邏輯塊驅動晶體管器件222的柵極以便傳導電流從內(nèi)部節(jié)點通過晶體管器件到達電接地。通過以這種方式分流電流穿過晶體管器件222,充足的電流被驅使通過熔斷體204以熔斷該熔斷體,并因此在引腳206和內(nèi)部電路208之間提供實質的伽伐尼/電勢壘。即使具有熔斷體204所提供的伽伐尼/電勢壘,在引腳206處所提供的使能信號仍然可能通過其它內(nèi)部電路連接(未圖示)提供給其它電路。但是,引腳206處的潛在尖峰和瞬態(tài)變化被永久地與內(nèi)部電路208隔離。圖5描述實現(xiàn)保護系統(tǒng)225的部分集成電路224的示例,該保護系統(tǒng)可以根據(jù)本發(fā)明的一個方面來實現(xiàn)。類似于圖4的示例,斷開元件被描述為連接在IC224的引腳228和內(nèi)部電路230之間的熔斷體226。但是,在圖5的示例中,熔斷體226響應被施加于引腳228處的大的負電壓的發(fā)生而被激活以便使引腳228與內(nèi)部電路230斷開。通過熔斷熔斷體226(與圖4的示例類似),提供永久的伽伐尼/電勢壘來將輸入引腳228從內(nèi)部電路230斷開。保護系統(tǒng)225包括控制系統(tǒng)232,該控制系統(tǒng)被配置為基于由數(shù)據(jù)寄存器234所提供的控制輸入信號233和引腳228處的電壓來控制熔斷體226。例如,數(shù)據(jù)寄存器234被配置為基于相應的輸入信號236來向內(nèi)部電路230提供數(shù)據(jù)235。由于熔斷體226可以被激活以便在引腳228和內(nèi)部電路230之間提供永久的物理隔離勢壘,在引腳228和電路組件208之間不需要ESD保護裝置。但是,仍然可以在引腳228處提供ESD保護,如238處所示??梢栽谌蹟囿w226和內(nèi)部電路230之間串聯(lián)連接額外的電阻器(例如,約10KQ或更大)240以幫助保護內(nèi)部電路。在圖5的示例中,控制系統(tǒng)232包括邏輯塊242,該邏輯塊被耦合來控制晶體管器件244以便熔斷熔斷體226。晶體管器件244被連接在Vjn(例如,IC的正電源導軌)和內(nèi)部節(jié)點之間,該內(nèi)部節(jié)點在電阻器240和熔斷體226之間。邏輯塊242被配置為基于測定激活條件的發(fā)生而提供輸出信號以翻轉(turn)晶體管244。在圖5的示例中,晶體管器件被實現(xiàn)為P溝道場效應晶體管(PFET),從而來自邏輯塊的輸出提供足以導通PFET的柵-源電壓和用于熔斷熔斷體226的源極電流。如果可用電荷泵柵電壓(chargepumpgatevoltage),也可以利用NFET來熔斷熔斷體。邏輯塊242被配置為基于控制輸入信號233和基于在引腳228處所提供的信號的電壓來確定激活條件的發(fā)生,如熔斷體226和電阻器240之間的內(nèi)部節(jié)點處的電壓表示的。特別地,晶體管器件246(例如,N溝道場效應晶體管(NFET))被連接在該內(nèi)部節(jié)點和邏輯塊242之間,而電阻器248被連接在該內(nèi)部節(jié)點和電接地之間。晶體管246的柵極被連接到某一電壓電平(例如,電接地),且該晶體管要求所述內(nèi)部節(jié)點處的負電壓來建立必需的柵-源電壓以便將該晶體管偏置到導通狀態(tài)。因此,應該認識到晶體管246的柵電壓可以被設置為任何電壓以便在引腳228處建立對應于激活條件的期望負電壓閾值。因此,當邏輯塊242檢測到激活條件時(例如,所述內(nèi)部節(jié)點處足夠負的電壓和控制輸入信號233),該邏輯塊驅動晶體管器件244的柵極以便傳導電流從Vw穿過晶體管器件到引腳228,其中對引腳228施加負電壓。通過以這種方式將電流分流通過晶體管器件222,充足的電流通過熔斷體226以熔斷該熔斷體,并因此在引腳228和內(nèi)部電路230之間提供實質的伽伐尼/電勢壘。即使具有熔斷體226所提供的伽伐尼/電勢壘,在引腳228處所提供的信號仍然可能通過其它內(nèi)部電路連接(未圖示)提供給其它電路。但是,引腳228處的潛在尖峰和瞬態(tài)變化被永久地從內(nèi)部電路230隔離。雖然分別描述了圖4和圖5的示例,但應理解可以配置IC來實現(xiàn)兩種方法,從而提供更寬的熔斷熔斷體的選擇范圍。圖6依照本發(fā)明的一個方面描述實現(xiàn)保護系統(tǒng)252的部分集成電路250的示例。在圖6的示例中,圖示說明的保護系統(tǒng)252包括連接在輸入引腳256和EEPROM258之間的t門254,但這一方法并不限于使用t門類型的斷開元件??刂葡到y(tǒng)260被連接以便基于數(shù)據(jù)寄存器264所提供的控制輸入信號262,如模式控制信號,來控制t門254。例如,控制輸入信號262可以具有指示EEPROM258的工作模式的數(shù)值,如對應于數(shù)據(jù)寄存器264的一個或多于一個位。作為一個示例,控制輸入信號262可以被實現(xiàn)為定義EEPROM的工作模式的兩位的字,如表1列出的。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>數(shù)據(jù)寄存器264也可以向EEPROM258提供與被編程到該EEPROM中的數(shù)據(jù)相對應的其它多位數(shù)據(jù)266?;诒惠斎氲綌?shù)據(jù)寄存器254中(如通過數(shù)據(jù)引腳(未圖示))的輸入數(shù)據(jù)270來提供編程數(shù)據(jù)266以及控制輸入信號262的控制位。數(shù)據(jù)引腳提供位于或低于穩(wěn)定電壓的數(shù)據(jù)信號260。例如,根據(jù)在引腳256處所提供的使能信號,在數(shù)據(jù)引腳所提供的數(shù)據(jù)可以作為函數(shù)并以一速率被定時輸入進數(shù)據(jù)寄存器264。在正常工作模式過程中,引腳256處的使能信號以較低的穩(wěn)定電壓提供,而在較高的編程電壓下用于將數(shù)據(jù)編程到EEPROM內(nèi)。由于要求ESD保護電路272應允許引腳256處有較高電壓以允許對EEPROM的編程,在缺少保護系統(tǒng)252時EEPROM面對引腳256處的電壓尖峰會變得脆弱。控制系統(tǒng)260被配置為響應檢測到激活條件來關斷或去激活t門254。如此處所述,可以通過控制輸入信號262和引腳256處的電壓來檢測激活條件。例如,只要控制輸入信號262同時具有定義激活模式的值(例如,11),也可以利用引腳256處的較高編程電壓來觸發(fā)對t門154的去激活??刂葡到y(tǒng)260可以被配置為永久關斷t門254,或者控制系統(tǒng)260可以是可編程的以改變t門的狀態(tài)??刂葡到y(tǒng)260可以通過一個或多個控制電路來實現(xiàn),如圖6中所示。第一控制電路276包括邏輯塊280,該邏輯塊基于來自數(shù)據(jù)寄存器262的控制輸入信號(例如,控制位)262和基于引腳256處的信號電壓來檢測激活條件。例如,邏輯塊280可以包括比較器,該比較器對256處的電壓和預定高壓閾值進行比較并基于這一比較提供比較器輸出信號(例如,一邏輯信號)。如果256處的電壓超過預定閾值電壓且控制輸入信號262具有一預定值,則激活條件存在?!獪y定到激活條件存在,邏輯塊280就被耦合以驅動晶體管器件282。晶體管器件282和熔斷體284被串聯(lián)連接在穩(wěn)定電壓(標示為VjN)和電接地之間。因此,當邏輯塊280驅動晶體管282以傳導電流通過該器件時,熔斷體284被熔斷。當熔斷體284被熔斷時,t門254的控制輸入通過晶體管282被下拉到低電位,從而永久關斷t門。本領域技術人員應理解并認識到針對t門254可以利用其它實施方式和結構,其可能需要不同的電壓水平來關斷t門。也可以利用其它永久方案來替換熔斷體284。另一個控制電路290對應于一次(one-time)可編程網(wǎng)絡??刂齐娐?90包括可操作以檢測激活條件的邏輯塊280。為了簡化說明,通過與控制電路276中的邏輯塊相同的參考數(shù)字來識別邏輯塊280。應該理解并認識到這些邏輯塊可以是相同的或不同的。邏輯塊280驅動與電流源294并聯(lián)連接在節(jié)點198和電接地之間的晶體管器件292。電流源294可以是利用適當配置和尺寸設計的晶體管器件所實現(xiàn)的弱電流源(例如,約20nA)。浮柵晶體管器件(例如,浮柵PMOS器件)296被連接在穩(wěn)定電壓(VjN)和節(jié)點298之間。根據(jù)指示激活模式的控制輸入262和引腳256處超過預定高壓閾值的電壓(例如,大于約12-14V),邏輯塊280使晶體管器件292導通。當晶體管器件292被激活,浮柵P溝道器件296的柵極充電,并依次激活該P溝道器件以提供電流(P溝道器件強于電流源294),從而使節(jié)點298通過浮柵P溝道上拉到高電位。298處的信號可以通過反相器300被反轉(假定需要邏輯低電位來關斷t門)并被提供作為相應的控制信號來關斷t門254。雖然已經(jīng)在控制t門254的背景中描述了圖6的控制系統(tǒng),但應該理解并認識到控制電路276和290中的每一個均可用作依照本發(fā)明的一方面所實現(xiàn)的其它類型保護系統(tǒng)的控制??刂齐娐?76和290中的每一個可以單獨使用或組合起來作為部分控制系統(tǒng),以便實現(xiàn)依照本發(fā)明的一方面的保護系統(tǒng)??商娲?,兩種類型的控制系統(tǒng)均可被使用以便能夠進行以下選擇t門254的永久去激活,或通過一次可編程器件290來將引腳256從EEPROM258斷開的可編程連接類型。作為又一個例子,為生成一次可逆勢壘,我們可以使用與邏輯排列相一致的多個熔斷體或多個晶體管292。例如,可以提供邏輯控制輸入Oll(例如,假定三位排列)來將輸入引腳256與EEPROM258斷開,控制輸入OOl可以重新連接該引腳和EEPROM,而隨后可以提供000來再次將該引腳從EEPROM斷開。本領域技術人員應理解并認識到基于此處所包含的教導可以利用各種其它方法來實現(xiàn)其它形式的保護。圖7描述依照本發(fā)明的一方面可以包括保護系統(tǒng)302的另一類型集成電路300的示例。在包含IC300的一對引腳304和306的情況下提供圖7的示例,這一對引腳被用于編程EEPROM308。因此,圖7的電路描述了與實現(xiàn)對EEPROM的編程和測試相關的附加電路以及保護系統(tǒng)302的相關電路。在圖7中,保護系統(tǒng)302包括連接在使能引腳304和EEPROM308之間的t門310。該t門310在正常操作過程中被配置為提供304處所提供的使能信號給EEPROM和給相關使能網(wǎng)絡312。使能網(wǎng)絡312被配置為提供使能信號給相關的編程和預覽邏輯塊314。例如,當使能引腳304處所提供的編程電壓處于第一電平時,如對應于穩(wěn)定電壓電平(VDD),使能網(wǎng)絡312可以提供預覽使能(PREVIEW一EN)信號給邏輯塊314。VDD可以在IC300中內(nèi)部生成或者可以由外部電路通過另一個引腳提供給該IC。此外,當引腳304處所提供的信號具有更高的編程電壓時,使能網(wǎng)絡312可以提供編程使能(PROGRAM一EN)信號314。使能網(wǎng)絡312也可以幫助提供內(nèi)部CLOCK信號給IC300的相關電路。輸入數(shù)據(jù)(INPUTDATA)可以在數(shù)據(jù)引腳306處被輸入以便對EEPROM308進行編程,該輸入數(shù)據(jù)包括編程數(shù)據(jù)和模式控制數(shù)據(jù)。寄存器318存儲在數(shù)據(jù)引腳306處所輸入的數(shù)據(jù)。寄存器318可以被實現(xiàn)為多位移位寄存器,其提供包括數(shù)據(jù)(DATA)位和控制(CONTROL)位的多位輸出。DATA位作為多位輸出被提供給EEPROM308并包含可以被編程到EEPROM308內(nèi)的值(例如,微調(diào)值)。寄存器318的CONTROL位可以被提供給編程預覽邏輯塊*314來控制EEPROM的相應模式。例如,CONTROL位可以對應于多位字,如表1所顯示和描述的。編程預覽邏輯塊314接著提供編程(PROGRAM)和預覽(PREVIEW)控制信號給EEPROM308。因此,當寄存器318所提供的CONTROL位和PROGRAM—EN信號具有某些預定值時,EEPROM308可以用DATA被編程。類似地,當CONTROL位和PREVIEW—EN信號具有其它預定值時編程預覽邏輯塊314可以激活對將要寫入EEPROM308中的數(shù)據(jù)的預覽。CONTROL位也被提供給控制系統(tǒng)320,該控制系統(tǒng)被配置為控制t門310??刂葡到y(tǒng)320包括邏輯塊和驅動電路,二者響應檢測到激活條件來共同控制t門310。額外的邏輯輸入可以由閾值檢測電路322來提供。該閾值檢測電路322監(jiān)控在使能引腳304處所提供的電壓并基于該引腳電壓與預定編程閾值的比較來提供相應的邏輯輸出(例如,當達到或超過閾值時為邏輯高電位(HIGH))。本領域技術人員應理解并認識到閾值檢測電路322可以利用各種類型的比較器電路和各種閾值電平來提供相應的輸出給控制系統(tǒng)320。當移位寄存器318所提供的CONTROL位已經(jīng)被設置為指示出EEPROM308的編程已經(jīng)完成的某個值(例如,11),且當來自閾值檢測電路322的信號指示出引腳304處的編程電壓超過預定閾值時,則控制系統(tǒng)320提供控制信號來關斷t門,所述預定閾值實際高于穩(wěn)定電壓??刂葡到y(tǒng)320可以被配置為永久關斷t門310,或者作為替代,該控制系統(tǒng)可以是可編程的,從而該t門可以被重新導通以連接使能引腳304和EEPROM308。此外,可以在t門310和EEPROM之間將編程輸入端提供的ESD保護裝置326提供至EEPROM,以便提供本領域已知的相應ESD保護。IC300也可以包括使能內(nèi)部邏輯塊324,該使能內(nèi)部邏輯塊可以提供相應時鐘信號來使能IC300的其它內(nèi)部組件。例如,使能內(nèi)部邏輯塊324可以是電路,該電路被配置為不管使能引腳304處所提供的信號的電壓電平如何都提供處于或低于相應穩(wěn)定電平(VDD)的時鐘信號。因此數(shù)據(jù)可以作為串行數(shù)據(jù)流被提供給數(shù)據(jù)引腳306,基于所述時鐘信號在該數(shù)據(jù)引腳處的數(shù)據(jù)流被定時輸入進寄存器318。在適當?shù)臄?shù)據(jù)流己被加載到寄存器318內(nèi)之后,可以對數(shù)據(jù)進行校驗,如通過經(jīng)由CONTROL位輸入預覽模式并觀察數(shù)據(jù)(例如,通過編程工具)。如果在預覽模式下已輸入進移位寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)被校驗,可以輸入適當?shù)腃ONTROL位到移位寄存器318內(nèi)以便輸入相應的編程模式。作為示例,編程電壓電平(例如,一般約為兩倍的VDD)可以被提供給使能引腳304,同時編程控制位被移位給移位寄存器,從而利用移位寄存器的數(shù)據(jù)輸出來對EEPROM的相應位進行編程。但是,由于控制位不對應于激活條件,控制系統(tǒng)320不會關斷t門310。在編程已結束之后,可以將相應CONTROL位(例如,11)移位到移位寄存器318內(nèi)并在使能引腳304處提供相應的編程電壓電平,從而激活條件存在且控制系統(tǒng)320關斷t門310。在EEPROM308已被編程后,相應的輸出EEPROM數(shù)據(jù)位328,如IC300的微調(diào)參數(shù),可以被提供給IC中的其它電路。圖8描述部分IC400,其大部分幾乎與圖7所描述的電路相同。因此,為了簡練,已增加了100的相似參考數(shù)字指示之前關于圖7所描述的相應組件和電路。因此對于這些組件的附加信息可以參考之前關于圖7所描述的IC400的部分。參考圖8,IC400包括根據(jù)本發(fā)明一方面的保護系統(tǒng)402。圖8所描述的保護系統(tǒng)402包括連接在使能引腳404和EEPROM408之間的熔斷體430。該保護系統(tǒng)402還包括被配置為控制熔斷體430的控制系統(tǒng)420。該控制系統(tǒng)420被耦合到連接在熔斷體430和電接地之間的NMOS器件432上。在這種結構中,該NMOS器件必須能夠承受實質上高于引腳228的穩(wěn)定電壓的漏極電壓。另一個可能的結構通過圖5進行描述。控制系統(tǒng)420提供相應的輸出信號給NMOS器件432的柵極,以便一檢測到激活條件就使電流流過該器件。如上面提到的,當控制位(通過DATA信號來定義)已被設置以指示激活條件且當提供給使能引腳404的電壓已超過預定電壓閾值時,激活條件會存在。當被激活時,熔斷體430以圖4所示和所述的方式進行操作(盡管它也可以被配置為如圖5所示);即,在使能引腳404和EEPROM408之間提供永久的和實質的電隔離勢壘。本領域技術人員應理解和認識到可以利用根據(jù)本發(fā)明一個方面的保護系統(tǒng)的電路類型的其它實現(xiàn)方式。上面已經(jīng)描述的是本發(fā)明的示例。當然,不可能為了描述本發(fā)明而描述組件或方法的每一個可能的組合,但是本領域技術人員應認識到本發(fā)明的很多進一步的組合和排列是可能的。因此,旨在本發(fā)明所要求保護的范圍內(nèi)包括所有的這些更動、修改和變化。權利要求1.一種用于保護集成電路即IC中至少一個組件的系統(tǒng),該系統(tǒng)包含一斷開元件,其串聯(lián)電連接在所述IC的終端和所述至少一個組件之間,所述斷開元件被配置為具有第一狀態(tài)和第二狀態(tài),該第一狀態(tài)允許電信號從所述終端傳播到所述至少一個組件,該第二狀態(tài)對應于高阻抗條件以使所述終端相對于所述至少一個組件在電學上斷開;和一控制系統(tǒng),其被配置為基于至少一個預定的激活條件使所述斷開元件從所述第一狀態(tài)轉換到所述第二狀態(tài)。2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng),其中所述至少一個組件包含一可編程存儲器件,所述系統(tǒng)進一步包含一數(shù)據(jù)寄存器,所述數(shù)據(jù)寄存器存儲要編程到所述可編程存儲器件和控制位中的數(shù)據(jù),所述控制位具有定義多個工作模式的一個數(shù)值,其中一個所述工作模式包括在所述可編程存儲器件已被編程后設置的激活模式,所述控制系統(tǒng)基于對應于所述激活模式的所述控制位并基于所述IC的所述終端處超過預定閾值的信號來檢測所述激活條件。3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng),其中所述終端是第一引腳且所述可編程存儲器件包含電可擦可編程只讀存儲器件EEPROM,所述EEPROM是利用數(shù)據(jù)可編程的,該數(shù)據(jù)被提供給處于或低于所述IC的穩(wěn)定電壓的第二引腳,同時超過所述IC的所述穩(wěn)定電壓的升高的編程電壓被提供給所述第一引腳。4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng),其中所述控制系統(tǒng)進一步包含一邏輯塊,其被配置為確定所述至少一個激活條件的發(fā)生并提供指示其發(fā)生的邏輯信號;和一電路,其被耦合到所述斷開元件并被配置為基于所述邏輯信號使所述斷開元件實現(xiàn)所述高阻抗條件。5.根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng),其進一步包含一閾值檢測器,該閾值檢測器提供一輸出信號,該輸出信號具有基于所述終端處的電壓相對于預定閾值的比較而改變的狀態(tài),所述邏輯塊基于來自所述閾值檢測器的輸出信號和控制信息來檢測所述激活條件,所述控制信息被設置以定義所述至少一個組件的工作模式。6.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng),其中所述終端是所述IC的第一引腳,所述系統(tǒng)進一步包含一數(shù)據(jù)寄存器,該數(shù)據(jù)寄存器被配置為基于在所述IC的第二引腳處輸入的數(shù)據(jù)來存儲控制數(shù)據(jù),所述控制數(shù)據(jù)包含所述控制信息,所述邏輯塊響應具有預定狀態(tài)的所述輸出信號和對應于具有預定值的控制位的所述控制信息來檢測所述激活條件的發(fā)生。7.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng),其中所述電路包含可編程電路,所述可編程電路響應指示所述激活條件發(fā)生的所述邏輯信號而被激活,從而所述高阻抗條件幾乎永久保持,除非通過接收來自所述數(shù)據(jù)寄存器的去激活信號而被反轉。8.—種集成電路即IC芯片,其包含一第一引腳;一斷^件,其電連接在所述第一引腳和受保護電路之間,所述斷開元件被配置為具有第一條件以電連接所述第一引腳到所述受保護電路,以及具有使所述第一引腳相對于所述受保護電路在電學上斷開的第二條件,第一信號在所述IC的穩(wěn)定電壓和超過所述穩(wěn)定電壓的電壓二者之一的電壓下被正常提供到所述第一引腳;一第二引腳,其被連接以提供為所述受保護電路使用的第二信號,所述第二信號在處于或低于所述穩(wěn)定電壓下被正常提供;和一控制系統(tǒng),其被配置為使所述斷開元件從第一狀態(tài)轉換到第二狀態(tài),并響應檢測到激活條件永久地保持所述第二狀態(tài)。9.根據(jù)權利要求8所述的IC芯片,其中所述斷開元件包含一傳輸門,所述控制系統(tǒng)響應檢測到所述激活條件永久地關閉所述傳輸門。10.根據(jù)權利要求8所述的IC芯片,其中所述斷開元件包含一熔斷體,所述控制系統(tǒng)響應檢測到所述激活條件提供電流以熔斷所述熔斷體。11.根據(jù)權利要求8所述的IC芯片,其中所述控制系統(tǒng)進一步包含一邏輯塊,其被配置為基于所述第一信號和與所述受保護電路相關的模式控制數(shù)據(jù)來檢測所述激活條件的發(fā)生;和一控制電路,其被耦合到所述斷開元件,并被配置為響應所述邏輯塊檢測到所述激活條件的發(fā)生來使所述斷開元件轉換到所述第二狀態(tài)。12.根據(jù)權利要求11所述的IC芯片,其中所述控制電路包含一熔斷體,該熔斷體響應所述邏輯塊檢測到所述激活條件的發(fā)生被熔斷,所述激活條件是基于被設置以定義激活模式的模式控制數(shù)據(jù)和超過預定電壓閾值的所述第一信號的。13.—種集成電路即IC,其包含一第一引腳;一斷開元件,其電連接在所述第一引腳和所述IC內(nèi)的可編程電路之間,所述斷開元件被配置為具有第一條件以電連接所述第一引腳到所述可編程電路,以及具有使所述第一引腳相對于所述可編程電路電隔離的第二條件,在所述IC正常操作的穩(wěn)定電壓和超過所述穩(wěn)定電壓的更高編程電壓下,一信號被提供以實現(xiàn)對所述可編程電路的編程;一寄存器,其接收具有用于對所述可編程電路進行編程的數(shù)據(jù)的第二信號,所述第二信號是在處于或低于所述穩(wěn)定電壓下被正常提供的;禾口一控制系統(tǒng),其被配置為響應檢測到激活條件來使所述斷開元件從第一狀態(tài)轉換到第二狀態(tài),所述激活條件是基于所述第一信號和所述第二信號被檢測的。14.根據(jù)權利要求13所述的IC,其中所述斷開元件進一步包含一熔斷體,響應超過預定電壓閾值的所述第一信號,同時控制位設置到激活模式的所述第二信號,所述激活條件被檢測。全文摘要一個實施例提供用于保護集成電路(IC)(100)中至少一個組件的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括斷開元件(104),該斷開元件被串聯(lián)電連接在所述IC的終端和所述至少一個組件(108)之間。所述斷開元件被配置為具有第一狀態(tài)和第二狀態(tài),該第一狀態(tài)允許電信號從所述終端傳播到所述至少一個組件,該第二狀態(tài)對應于高阻抗條件以使所述終端相對于所述至少一個組件在電學上斷開??刂葡到y(tǒng)(110)被配置為基于至少一個預定的激活條件使所述斷開元件從所述第一狀態(tài)轉換到所述第二狀態(tài)。文檔編號H02H9/04GK101273507SQ200680035244公開日2008年9月24日申請日期2006年7月26日優(yōu)先權日2005年7月26日發(fā)明者H·J·比亞吉,R·巴拉辛格姆申請人:德克薩斯儀器股份有限公司
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