复用引脚电路的制作方法

本发明涉及一种集成电路，特别是一种能提供编程所需高压复用引脚的电路。

背景技术：

在当今的很多的芯片中，需要在出厂前厂家存储一些出厂设置信息或者trimming修调信息。对于这些修调信息有很多种物理方式以实现信息的存储，比如有通过通电烧断金属或者多晶硅，有通过激光烧断金属或者多晶硅，有通过击穿电容或者二极管，有通过编程浮栅等等。在编程浮栅的过程中，通常要短暂的施加一个比芯片电源电压更高的电压，以此实现高的电场强度使得电荷穿过绝缘氧化层到达浮栅并存储记忆信息。提供这个编程短暂高压的方式一般有2种，一种是通过设计内部charge-pump提供所需的高压，另一种方式是通过芯片引脚直接提供所需要的高压。设计内部charge-pump的方式需要增加很多芯片面积，在有些需要大的编程负载电流的情况下，甚至无法芯片内部实现。由外界提供高压的方式就需要芯片增加pad，需要增加面积。在需要很高精度的修调存储信息的编程的应用场合，由于封装应力等会对芯片参数产生影响，必须在封装之后进行编程才能有效达到要求，在封装之后编程的话，就需要有能提供编程电压的引脚。

cn109215719a提到的一种用于otp编程的多功能电压切换电路，包括：高电压选择电路、开关控制电路、第一pmos开关、第二pmos开关和逻辑判断电路；切换电路的引脚包括：vpp，vdd，prgm，vprg和slg；将otp编程/非编程电压的切换功能集成到芯片内部，简化了设计并复用引脚。

对很多芯片而言，芯片引脚资源极为有限，并不允许增加新的编程引脚，就必须复用已有的芯片功能引脚。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用封装后编程高压的复用引脚电路。

为解决上述技术问题，本发明提供一种复用引脚电路，包括：第一切换开关s1，所述第一切换开关s1的一端与电压vpp电连接，所述第一切换开关s1的另一端与电压pad电连接；

第二切换开关s2，所述第二切换开关s2的一端与所述电压vpp电连接，所述第二切换开关s2的另一端与电压vdd电连接；

电压检测模块i1，所述电压检测模块i1的正相输入端与所述电压vdd电连接，所述电压检测模块i1的反相输入端与所述电压pad电连接，所述电压检测模块i1的输出端与所述第二切换开关s2电连接；

回滞反相器i2，所述回滞反相器i2的输入端与所述电压检测模块i1的输出端电连接，所述回滞反相器i2的输出端与所述第一切换开关s1电连接。

优选地，所述第一切换开关s1为mos管m1，所述mos管m1的漏极与所述电压vpp电连接，所述mos管m1的源极与所述电压pad电连接，所述mos管m1的栅极与所述回滞反相器i2的输出端电连接。

优选地，所述mos管m1为pmos管。

优选地，所述第二切换开关s2为mos管m2，所述mos管m2的漏极与所述电压vdd电连接，所述mos管m2的源极及背栅极与所述电压vpp电连接，所述mos管m2的栅极与所述电压检测模块i1的输出端电连接。

优选地，所述mos管m2为pmos管。

优选地，所述电压检测模块i1包括：

mos管m5，所述mos管m5的源极与所述电压pad电连接，所述mos管m5的栅极与所述电压vdd电连接；

mos管m6，所述mos管m6的源极接地，所述mos管m6的栅极与所述电压vdd电连接，所述mos管m6的漏极与所述mos管m5的漏极电连接；

所述mos管m2的栅极与所述mos管m6的漏极及所述mos管m5的漏极电连接。

优选地，所述mos管m5为pmos管；所述mos管m6为nmos管。

优选地，还包括自动选高压模块，所述自动选高压模块包括：

mos管m3，所述mos管m3的漏极与所述电压pad电连接，所述mos管m3的栅极与所述电压vpp电连接；

mos管m4，所述mos管m4的漏极与所述电压vpp电连接，所述mos管m4的栅极与所述电压pad电连接；所述mos管m3的源极与所述mos管m4的源极电连接；

所述第一切换开关s1与所述mos管m3的源极及所述mos管m4的源极电连接。

优选地，所述mos管m3及所述mos管m4为pmos管。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：简单有效，布版图的面积小，成本低，节省芯片引脚资源和芯片面积。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征目的和优点将会变得更明显。

图1为本发明复用引脚电路原理框图；

图2为本发明复用引脚电路示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明的模块框图如图1所示，包括2个pad，2个开关，一个电压检测电路，一个回滞反相器。如图1所示，vddpad是芯片的电源pad，通过这个pad为整个芯片提供电源。i/opad是芯片的功能pad，可以是芯片的输入，也可以是芯片的输出。vpp是对存储模块编程的电压。s1和s2是2个切换开关，当s2开启时，vpp由vdd提供电压，而当s1开启时，vpp由复用的i/opad进行供电。i1模块是一个电压检测模块，通过i1检测出i/opad上的电压相对于vddpad的电压大小，当检测到i/opad的电压比vdd的电压低，表明芯片这个i/opad处于功能工作状态，当检测到i/opad的电压比vdd的电压高，表明芯片处于高压编程状态。当芯片处于功能工作状态，则vpp电压需要由vdd提供，此时电压检测模块将s2开关关闭。当芯片处于高压编程状态，则vpp电压需要由i/opad提供，此时i/opad上施加一个编程所需的高压，这个高压将通过关闭的开关s1给到vpp，进而施加到存储模块上进行编程。i2是一个回滞反相器，通过使用回滞反相器，可以滤除输入的抖动和回踢毛刺。i2的输出c同时给到芯片内部，通知芯片外界的编程高压已经开始施加或者结束。

本发明实现电路如图2所示，由于芯片内部的最高电压是vdd电压，所以要导通比vdd电压更高的电压的话，需要采用pmos管作为开关才能导通。pmos管m1就是实现图1中对应s1的开关。由于i/opad和vpp的电压在芯片功能工作状态和高压编程状态高低不一致，在功能工作状态，vpp电压有vdd提供，此时vdd电压是芯片最高电压，则vpp电压大于或等于i/opad电压。当在高压编程状态，i/opad要施加编程高压，所以i/opad的电压更高。为了防止pmos管m1的nwell寄生二极管开启，pmos管m3和pmos管m4组成自动选高压模块，当i/opad电压高于vpp电压时，pmos管m3导通而pmos管m4关闭，pmos管的nwell电位被选择接到i/opad电压，当vpp的电压高于i/opad电压时，pmos管m3关闭而pmos管m4导通，pmos管的nwell电位被选择接到vpppad电压。pmos管m2是实现图1中对应s2的开关，该pmos管在功能工作状态时连接vpp和vdd，给vpp提供vdd电压工作。由于vpp电压在功能工作时等于vdd电压，在编程时高于vdd电压，为了避免pmos管m2的nwell的寄生二极管导通，需要将nwell接最高电位，所以pmos管m2的背栅nwell接vpp。pmos管m5和nmos管m6是电压检测模块，nmos管m6的源端接地，栅端接vdd，漏端接m5的漏端，因为m6的栅端接vdd，所以m6是一直导通的。pmos管m5的源端接i/opad，栅极也是接vdd电压，漏端接m6的漏端共同形成检测i/opad电压，输出成为回滞反相器i2的输入。当i/opad的电位低于vdd时，pmos管m5不导通，而m6是一直导通，所以电压检测输出被m6拉为低。当i/opad的电位高于vdd加pmos管的阈值电压时，pmos管m5将导通，当i/opad电压继续升高，pmos管m5导通电流继续增加，直到pmos管m5的导通能力大于nmos管m6的导通能力，电压检测模块的输出翻转为高。该高电位接到pmos管m2，进而关断了m2，而回滞反相器也翻转为低，同时开启了pmos管m1，使得m1导通，则vpp断开了vdd路径而由i/opad的高压提供。

本发明图仅仅显示了主要的功能。由于i/opad和vddpad都是接到芯片引脚的pad，面临esd的电应力冲击。对于接到pad的mos管器件进行串联电阻和采用esd结构layoutmos管管的版图，以及对mos管栅极进行esd脉冲耦合的设计。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。