Fuse修正判断电路及E-Fuse读写电路的制作方法

fuse修正判断电路及e-fuse读写电路
技术领域
1.本实用新型属于芯片设计技术领域，具体涉及一种fuse修正判断电路及e-fuse读写电路。


背景技术：

2.trimming(修正)是在芯片设计中调整输出结果的方式之一，其应用不仅限于调整电压或电流，亦可调整各种芯片功能或区分不同版本芯片使用，因为实际的工艺、电压、温度造成芯片设计的结果变化，尤其是类比电路设计，经常因为以上原因使得制造出来的芯片与仿真结果不同，故需要一种调整的电路或器件将偏差的结果修正至可接受的范围，本实用新型中针对的是e-fuse(一次可编程存储器)。
3.e-fuse作为调整输出结果的核心器件，其最大的特性是方便且简易使用，通过fuse(熔线)本身的烧断与否，或电阻值的开路或短路决定是否调整，主要藉由读写电路将结果传送给其他电路，再利用其数值判断是否作电路数值或功能的调整，但较大的缺点在于只有一次性使用与容易误烧或烧不断，当fuse无法完全被读写电路判断，将造成整体芯片的规格错误或功能失效，严重的话，甚至造成芯片的烧毁，故读写电路的实践尤其重要，其扮演trimming是否成功的重要角色，现有技术多为基本的比较原理，无论是电压或电流的比较，主体都是比较fuse电阻值的开路或短路，进而判别是否trimming成功，也因为使用的方式是最基本且简易的，存在着在理论上可行但实务上有落差的状况，所以造成的结果往往不如预期，整体来说，就是trimming不完全的电阻，会因为读写电路的增益或敏感性的不足，使得读写结果不理想。当然，fuse本身或许存在着不理想的特性，但这不在本实用新型的讨论范围，本实用新型着重在读写电路的特性改善。
4.因此，针对上述技术问题，有必要提供一种fuse修正判断电路及e-fuse读写电路。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种fuse修正判断电路及e-fuse读写电路，以提升读写判断的成功率。
6.为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：
7.一种fuse修正判断电路，所述电路包括：
8.电流源单元，包括用于提供第一电流的第一电流源及用于提供第二电流的第二电流源；
9.fuse单元，包括用于修正的第一fuse及固定阻值的第二fuse；
10.电流源单元，包括电性连接于第一电流源和第一fuse之间的第一mos管及电性连接于第二电流源和第二fuse之间的第二mos管，第一mos管和第二mos管共栅连接；
11.信号输出单元，用于根据第二电流源和第二mos管之间节点的电压，输出修正信号。
12.一实施例中，所述第一电流源的第一端和第二电流源的第一端分别与电源电压相
连；
13.所述第一mos管的栅极和第二mos管的栅极相连，且第一mos管的栅极与漏极相连，第一mos管的漏极与第一电流源的第二端相连，第二mos管的漏极与第二电流源的第二端相连，第一mos管的源极与第一fuse的第一端相连，第二mos管的源极与第二fuse的第一端相连；
14.所述第一fuse的第二端和第二fuse的第二端分别与地电位相连。
15.一实施例中，所述第一mos管和第二mos管均为nmos管。
16.一实施例中，所述电流镜单元的增益大于1。
17.一实施例中，所述信号输出单元包括反相器，反相器的输入端与第二电流源和第二mos管之间节点相连，输出端用于输出修正信号。
18.一实施例中，所述fuse修正电路于第一状态下，rfuse＜rfuse_th，反相器的输入端电压大于反相器的电压阈值，反相器输出判定fuse未修正的第一信号，所述第一信号为低电平信号；
19.所述fuse修正电路于第二状态下，rfuse＞rfuse_th，反相器的输入端电压小于反相器的电压阈值，反相器输出判定fuse已修正的第二信号，所述第二信号为高电平信号；
20.其中，rfuse为第一fuse的阻值，rfuse_th为第一fuse的判断阈值。
21.一实施例中，所述第一fuse的判断阈值rfuse_th＝i2/i1*rfused，i1和i2分别为第一电流和第二电流的大小，rfused为第二fuse的阻值。
22.本实用新型另一实施例提供的技术方案如下：
23.一种e-fuse读写电路，所述e-fuse读写电路包括上述的fuse修正判断电路。
24.本实用新型具有以下有益效果：
25.本实用新型通过高增益电流镜，配合fuse电阻，相较直接与fuse比较更有调整空间；提高增益能够降低误判的可能性，且能降低对电源或杂讯的敏感性，大幅提高读写判断的成功率。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型一对比例中fuse修正判断电路的电路图；
28.图2为本实用新型一实施例中fuse修正判断电路的电路图；
29.图3为本实用新型一实施例中fuse修正判断方法的流程图。
具体实施方式
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施
例，都应当属于本实用新型保护的范围。
31.为了方便理解本实用新型实施例，首先在此介绍本实用新型实施例描述中会引入的几个要素。
32.e-fuse：一次可编程存储器。
33.fuse：熔线，e-fuse中用于编程的熔丝。
34.trimming：调整输出的一种方式，不仅限于调整电压或电流，亦可调整各种芯片功能或区分不同版本芯片使用。
35.增益：输出信号相对输入信号的比例。
36.敏感性：物件对于信号的反应程度。
37.电流镜：将一电流复制到另一侧的架构，电流可以相同，也可以放大或缩小。
38.参图1所示为本实用新型一比较例中fuse修正判断电路的电路图，其包括：
39.电流源，用于提供第一电流i1；
40.fuse(熔线)，其阻值为rfuse，其一端通过电流源与电源电压v1相连，另一端与地电位(gnd)相连；
41.信号输出单元，信号输出单元为一反相器，用于根据电流源和fuse之间节点的电压v2，输出修正信号。
42.于该对比例中，对应的fuse未修正时则处于接近短路状态，此时电压v2会接近0v，故反相器能作出正确判断，在fuse被修正后，则处于阻值增大的状态，当电压v2高过反相器的比较阈值时输出反向成功，即可判断为成功修正，但以上假设fuse与反相器为理想状态，实际上反相器并不理想，且fuse如果存在较大误差范围或干扰，电流源与fuse也需特殊匹配才得以判断，结果因此容易误判。
43.本对比例中e-fuse的方式做trimming大多能解决仿真与实际结果不匹配的问题，但后端配合的读写电路，因为其增益与敏感性不足，导致最终结果的不理想也时常发生，如增益不足使得读写电路误判trimming信号，或是电路对电源或杂讯敏感，也将发生误动作的情况，本对比例也可能影响反应速度等。
44.综合上述缺点考量，有必要提出一种精确稳定且简易改动的fuse修正判断，目的在于提升e-fuse架构在电阻不完全trimming的读写成功率，以解决芯片实际量产的良率问题。
45.参图2所示为本实用新型一实施例中fuse修正判断电路的电路图，其包括：
46.电流源单元，包括用于提供第一电流i1的第一电流源及用于提供第二电流i2的第二电流源；
47.fuse单元，包括用于修正的第一fuse及固定阻值的第二fuse；
48.电流源单元，包括电性连接于第一电流源和第一fuse之间的第一mos管m1及电性连接于第二电流源和第二fuse之间的第二mos管m2，第一mos管m1和第二mos管m2共栅连接；
49.信号输出单元，用于根据第二电流源和第二mos管之间节点的电压v2，输出修正信号。
50.具体地，第一电流源的第一端和第二电流源的第一端分别与电源电压v1相连；
51.第一mos管m1的栅极和第二mos管m2的栅极相连，且第一mos管m1的栅极与漏极相连，第一mos管m1的漏极与第一电流源的第二端相连，第二mos管m2的漏极与第二电流源的
第二端相连，第一mos管m1的源极与第一fuse的第一端相连，第二mos管m2的源极与第二fuse的第一端相连；
52.第一fuse的第二端和第二fuse的第二端分别与地电位相连。
53.优选地，本实施例中的第一mos管m1和第二mos管m2均为nmos管。
54.本实施例中的信号输出单元为一反相器，反相器的输入端与第二电流源和第二mos管m2之间节点相连，输出端用于输出修正信号。
55.fuse修正电路于第一状态下，rfuse＜rfuse_th，反相器的输入端电压大d于反相器的电压阈值，反相器输出判定fuse未修正的第一信号，第一信号为低电平信号；
56.fuse修正电路于第二状态下，rfuse＞rfuse_th，反相器的输入端电压小于反相器的电压阈值，反相器输出判定fuse已修正的第二信号，第二信号为高电平信号；
57.其中，rfuse为第一fuse的阻值，rfuse_th为第一fuse的判断阈值。
58.本实施例中第一fuse的判断阈值rfuse_th＝i2/i1*rfused，i1和i2分别为第一电流和第二电流的大小，rfused为第二fuse的阻值。
59.参图3所示，本实施例中的fuse修正判断方法，包括以下步骤：
60.第一电流源和第二电流源分别提供第一电流i1和第二电流i2；
61.通过电流镜单元获取输出电压；
62.根据输出电压获取信号输出单元输出的修正信号；
63.根据输出单元输出的修正信号对fuse修正进行判定。
64.具体地，根据输出单元输出的修正信号对fuse修正进行判定具体为：
65.若反相器的输入端电压大于反相器的电压阈值，反相器输出第一信号，第一信号为低电平信号，则rfuse＜rfuse_th，判定fuse未修正；
66.若反相器的输入端电压小于反相器的电压阈值，反相器输出第二信号，第二信号为高电平信号，则rfuse＞rfuse_th，判定fuse已修正。
67.其中，rfuse为第一fuse的阻值，rfuse_th为第一fuse的判断阈值，rfuse_th＝i2/i1*rfused，i1和i2分别为第一电流和第二电流的大小，rfused为第二fuse的阻值。
68.本实施例中的fuse修正判断电路相较于对比例，将fuse也就是电阻的部分，换成了一组高增益电流镜(电流镜单元的增益大于1)，目的在于改善前述提到的增益与敏感性不足的缺点。
69.本实施例中的fuse修正判断电路有着一组对称的电流镜，因为nmos由共同栅极电压v3偏置，其源极的两组电压v4、v5在正常动作下几乎相同，其表示式可为i1*rfuse＝v4＝i2*rfused＝v5，rfuse的trimming判断阈值可表示为rfuse_th＝i2/i1*rfused，其中i1、i2、rfused设计相对应的倍率后，v2可被高增益电流镜决定为接近v1或0v的电位，因此反相器能轻易判断rfuse是否已被trimming，大幅提升了读写判断的成功率。
70.另外，本实用新型还公开了一种e-fuse读写电路，其包括上项的fuse修正判断电路及后端的读写单元。
71.由以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：
72.本实用新型通过高增益电流镜，配合fuse电阻，相较直接与fuse比较更有调整空间；提高增益能够降低误判的可能性，且能降低对电源或杂讯的敏感性，大幅提高读写判断的成功率。
73.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
74.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。