具有改进的摆动保真度的引脚驱动器电路的制作方法
【专利摘要】一种电路可以包括控制器、至少一个桥电路和多个开关。所述多个开关可以彼此并联，每个可以具有连接到所述桥电路的开关输出端。在从所述多个开关接收到电流时，所述桥电路可以基于参考电压生成输出。所述控制器可以基于电压过渡范围生成多个控制信号，以选择性地以多于一个组合导通所述多个开关，以向所述输出提供电流。
【专利说明】具有改进的摆动保真度的弓I脚驱动器电路
【背景技术】
[0001]在电子装置测试中，测试系统上的引脚驱动器可以在特定时间对被测装置(DUT)提供电压脉冲刺激，并且可以测量来自DUT的响应，以确定该DUT是否满足其装置规范的参数范围。测试系统的质量可以由它所提供的电压脉冲的波形保真度(理想性(ideality ))和定时精度决定。在电压电平过渡期间可能产生电压脉冲中的杂散信号(开关瞬变)，并且可能同时影响保真度和定时精度。
[0002]理想的电压电平过渡可以定义为两个电压电平之间的线性电压过渡。实际的电压电平过渡可能包含由杂散信号导致的偏差，如过冲、下冲、预过冲(pre-shoots )和非线性转换。这些偏差负面地影响定时精度且需要将其减到最小。
[0003]杂散信号可能由测试系统的电压驱动器电路中的寄生电容导致。主要的寄生电容源可能包括金属互连布线和装置结电容，这些都与电压驱动器电路中的物理开关/晶体管尺寸相关。
[0004]为了测试多种多样的电子装置，自动测试系统可能需要使用不同的技术以不同电压极限之间的电压电平过渡来驱动引脚。例如，存储器装置通常可能使用“A类”技术来予以测试，这可能需要有限的电压摆动范围(例如，25mV至50mV的摆动)，这也使存储器装置中的装置功耗受限。其他装置可能使用“AB类”技术来予以测试，这可能需要较高的电压过渡速度和更大的电压摆动范围(例如，>500mV或>5V)。
[0005]一些装置可能具有需要同时使用有限的电压摆动范围和较大的电压摆动范围来测试的引脚，从而可能需要测试系统例如同时使用“A类”技术和“AB类”技术来测试引脚。这种附加的能力要求造成测试系统设计中的问题，测试系统需要能够足够快地驱动大电压摆动范围并且以高保真度和少杂散信号而驱动小电压摆动范围。
[0006]基于满足最大过渡速度要求所需的转换电流要求来设计测试系统的开关尺寸。换言之，为了在小时间量中以相对大的电压摆动范围来驱动引脚，驱动器电路可能需要能够通过使驱动器电路中有大开关尺寸来产生相对大的转换电流量。
[0007]大开关尺寸可对应于大寄生电容。相对于整体大电压摆动范围，所产生的杂散信号可能较小。但是，如果使用具有大开关尺寸的相同驱动器电路来驱动较小的电压摆动范围，则相同的杂散信号可能在比例上变得相对较大，并且由此显著且负面地影响定时精度。
[0008]因此，需要一种改进的引脚驱动器，其能够在驱动多种不同的电压摆动范围时产生高摆动保真度。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1图示根据本发明的实施例的示例性电路。
[0010]图2图示根据本发明的实施例的示例性方法。
[0011]图3a和图3b图示仿真的开关电流和电压过渡曲线。
【具体实施方式】[0012]图1图示根据本发明的实施例的示例性电路100。
[0013]电路100可以包括控制器110、至少一个桥电路(例如，130、132)和多个开关(例如，120.1-120.Ν、121.1-121.N)。多个开关(120.1-120.Ν、121.1-121.N)可以彼此并联，每个可以具有在SVIH1、SVIH2、SVILU SVIL2处连接到桥电路(130、132)的开关输出端。桥电路(130、132)在从多个开关(120.1-120.Ν、121.1-121.N)接收到电流时，可以基于参考电压(VIH、VIL)生成输出VdHve。控制器110可以基于电压过渡范围(例如，VIH-VIL)生成多个控制信号(Seg.1-Seg.N),以选择性地以多于一个组合导通多个开关120.1-120.N、121.1-121.N,以向输出Vtoire提供电流。可选地，电路100可以包括驱动与Vtoire对应的电压Vpin的输出级140。
[0014]控制器110可以接收参考电压(VIL、VIH)和数据信号DATA，以确定和生成控制信号(Seg.1-Seg.N),这些控制信号可以表不要为桥电路(130、132)的其中之一导通哪段开关。控制信号(Seg.1-Seg.N)可以是二进制编码的。控制器110可以包括执行存储在非瞬态有形计算机可读介质上的指令集以执行根据本发明的方法的处理器。
[0015]多个开关(120.1-120.Ν、121.1-121.N)中的每个开关可以接收对应的控制信号(Seg.1-Seg.N)，并导通至桥电路(130或132)的相应电流。多个开关(120.1-120.N、121.1-121.N)中的每个开关可以包括开关通道(123.1-123.N、124.1-124.N、126.1-126.N和127.1-127.N)，其中每个开关通道在SVIH1、SVIH2、SVILl、SVIL2处连接到桥电路(130、132)的其中之一。每个开关可以包括电流源(122.1-122.NU25.1-125.N)，这可以限制每个开关中的最大供电流。
[0016]在图1中，每段开关可以是一对开关。例如，开关120.1和121.1可以形成同时受控于控制信号Sig.1的一段开关。图1通过示例图示N段开关。但是，更多或更少的段均是可能的，具体视设计要求而定。段无需是成对的，并且无需是平衡或匹配的。
[0017]每个桥电路(130、132)可以表示电压箝位节点，其将输出箝位于对应的参考电压(分别为VIH、VIL)。每个桥电路(130、132)可以在从桥电路的输出接收到电流时被导通，这些桥电路可以彼此连接以形成线或逻辑的公共输出Vtive。在公共输出端的电压电平过渡期间，可以将桥电路的其中之一关断，以及可以将另一个桥电路导通。每个桥电路(130、132)可以包括多个二极管(130.1-130.4、132.1-132.4)以对公共输出Vfcive箝位来跟踪适合的参考电压(VIH、VIL)。换言之，例如，如果经桥电路130从SVIHl流到SVIH2来提供电流，则可以按VIH对SVIHl和SVIH2处的电压进行电压箝位，并由此可以对公共输出Vtoive箝位来跟踪VIH或向VIH过渡。如果未经桥电路130从SVIHl流到SVIH2来提供电流，则桥电路130不能对公共输出Vtive进行电压箝位。
[0018]在公共输出Vdiive例如VIL到VIH的电压电平过渡期间，控制器110可以使用控制信号Sig.1-Sig.N来对桥电路132关断所有开关通道(124.1-124.N和127.1-127.N),以及对桥电路130导通选择的开关通道(123.1-123.N和126.1-126.N中的一些或全部)。由此，可以关断从SVILl流到SVIL2的电流，电流可以开始从SVIHl流到SVIH2，并且桥电路130可以对公共输出Vwve进行电压箝位，并且公共输出Vttove可以被驱动以过渡到VIH。
[0019]在一个实施例中，可以与提供到输出的多于一个电流电平对应的多于一个组合而选择性地导通开关(120.1-120.N、121.1-121.N)。可以将多于一个电流电平均匀分布，或可以根据业界测试标准或装置相关参数，将其随意地设为特定的预定电流电平。[0020]开关(120.1-120.N、121.1_121.N)中的每个开关或每个开关的开关通道可以具有相同的物理尺寸以及在开关输出端的相同的寄生电容，或者可以具有不同的物理尺寸以及在开关输出端的不同的寄生电容。在一个实施例中，开关通道可以具有在尺寸上成倍递增的物理尺寸，例如，开关通道123.2可以两倍于开关通道123.1的尺寸，以及开关通道123.N可以2Ν4倍于开关通道123.1的尺寸。在此情况中，开关通道尺寸使得控制器110能够使用二进制编码的控制信号Sig.1-Sig.N来以最小数量的控制信号产生均匀分布的电流电平。
[0021]在一个实施例中，可以按定时序列选择性地导通开关(120.1-120.NU21.1-121.N)，以在一个单电压过渡期间内向输出提供多于一个电流电平。即，控制器110可以选择性地仅导通几个开关以在电压电平过渡期间的早期阶段或后期阶段提供低电流电平，以确保低电流电平不会在任何电压跳变点附近生成任何显著的杂散信号(大的过冲、下冲、预过冲)，以及选择性地导通更多开关以在电压电平过渡期间的中间阶段提供更高的电流电平以确保快速电压电平过渡。此电流斜坡控制序列可使该电路能够具有对输出电压摆动保真度的附加控制。
[0022]图2图示根据本发明的实施例的示例性方法200。
[0023]方法200可以包括基于电压过渡范围而生成多个控制信号(框210)、基于多个控制信号而选择性地导通多个开关以生成输出电压(框220)、确定输出电压是否要再次过渡(框230)。如果要过渡输出电压，则返回到框210，否则接着保持开关的状态(框240)，并且然后返回到框230以等待下一个输出电压过渡。
[0024]图3a和图3b图示示例性电路中将输出电压在OmV与50mV之间过渡的，仿真的开关电流曲线310和320以及对应的仿真的电压电平过渡330和340。
[0025]对于开关电流曲线310，在时间t0之后，可以将所有开关段导通以向桥电路130提供电流，电流可以开始增加。相应地，电压电平过渡330中的输出电压可以在t0之后开始增加。电流曲线310可以达到峰值和过冲，然后下降直至固定于某个稳定电流电平。相应地，电压过渡330可经历两个干扰。
[0026]相比之下，对于开关电流曲线320，在时间t0之后，可以将多段开关的仅其中一段导通以向桥电路130提供电流，电流可以开始增加。相应地，电压电平过渡340中的输出电压可以在t0之后开始增加。电流曲线320可以具有少得多的过冲，然后下降直至固定于某个稳定电流电平。相应地，电压过渡340可几乎未经历干扰，并且由此可以在几乎线性的电压电平过渡中具有改进的电压摆动保真度。但是，电压过渡曲线340可能经历较长的电压过渡期间。
[0027]正如从图3a和图3b中所显见到的，如果电压电平过渡范围小(在该情况下为50mV)，则可能在电压过渡期间需要使用较少段的开关以减小寄生电容，以便减小电流和电压干扰，以及具有更好的电压摆动保真度。但是，使用较少段的开关可能导致较长的电压过渡期间。因此，开关尺寸和控制信号的设计可能需要根据要求在所需的最大电压过渡期间与电压摆动保真度之间进行折衷。
【权利要求】
1.一种电路,其包括: 控制器； 至少一个桥电路；以及 彼此并联的多个开关，所述多个开关每个具有连接到所述至少一个桥电路的开关输出端; 其中所述至少一个桥电路在从所述多个开关接收到电流时，基于参考电压生成输出，以及 其中所述控制器基于电压过渡范围生成多个控制信号，以选择性地以多于一个组合导通所述多个开关，以向所述至少一个桥电路的所述输出提供电流。
2.如权利要求1所述的电路，其中以与提供到所述输出的多于一个电流电平对应的多于一个组合而选择性地导通所述开关。
3.如权利要求2所述的电路，其中使所述多于一个电流电平均匀分布。
4.如权利要求1所述的电路，其中所述控制信号是二进制编码的。
5.如权利要求1所述的电路，其中所述开关的每个开关具有相同的物理尺寸，以及在所述开关输出端的相同的寄生电容。
6.如权利要求1所述的电路，其中所述开关的每个开关具有不同的物理尺寸，以及在所述开关输出端的不同的寄生电容。
7.如权利要求1所述的电路，其中按序列选择性地导通所述开关，以在一个电压过渡期间内向所述输出提供多于一个电流电平。
8.一种方法，其包括: 由控制器基于电压过渡范围生成多个控制信号； 基于所述多个控制信号，选择性地以多于一个组合导通多个开关；以及 在从所述多个开关接收到电流时，由至少一个桥电路基于参考电压生成输出。
9.如权利要求8所述的方法，其中以与提供到所述输出的多于一个电流电平对应的多于一个组合而选择性地导通所述开关。
10.如权利要求9所述的方法，其中使所述多于一个电流电平均匀分布。
11.如权利要求8所述的方法，其中所述控制信号是二进制编码的。
12.如权利要求8所述的方法，其中所述开关的每个开关具有相同的物理尺寸，以及在所述开关输出端的相同的寄生电容。
13.如权利要求8所述的方法，其中所述开关的每个开关具有不同的物理尺寸，以及在所述开关输出端的不同的寄生电容。
14.如权利要求8所述的方法，其中按序列选择性地导通所述开关，以在一个电压过渡期间内向所述输出提供多于一个电流电平。
15.一种存储指令的非瞬态计算机可读介质，所述指令可被处理器执行以执行如下操作: 由控制器基于电压过渡范围生成多个控制信号； 基于所述多个控制信号，选择性地以多于一个组合导通多个开关；以及 在从所述多个开关接收到电流时，由至少一个桥电路基于参考电压生成输出。
16.如权利要求15所述的非瞬态计算机可读介质，其中以与提供到所述输出的多于一个电流电平对应的多于一个组合而选择性地导通所述开关。
17.如权利要求16所述的非瞬态计算机可读介质，其中使所述多于一个电流电平均匀分布。
18.如权利要求15所述的非瞬态计算机可读介质，所述控制信号是二进制编码的。
19.如权利要求15所述的非瞬态计算机可读介质，其中所述开关的每个开关具有相同的物理尺寸，以及在所述开关输出端的相同的寄生电容。
20.如权利要求15所述的非瞬态计算机可读介质，其中按序列选择性地导通所述开关，以在一个电压 过渡期间内向所述输出提供多于一个电流电平。
【文档编号】H02M1/088GK103915992SQ201410007782
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年1月8日 优先权日:2013年1月8日
【发明者】C·C·麦可金 申请人:美国亚德诺半导体公司