用于校准和操作骤回钳位电路的设备和方法_2

文档序号:9291830阅读:来源:国知局
以开始通过经由钳位晶体管112的体端子将电流分流到地来“钳位”(例如,限制)电源电压104,直到电源电压104的大小被降低到“保持”电压。
[0035]片上部分150可进一步包括由电源电压104供电的一个或多个附加组件。在特定实施例中,片上部分150进一步包括由电源电压104供电的负载124。片上部分150可以与迹线电感(例如,由于物理电路特性(诸如导电通道的长度)导致的寄生电感)相关联,该迹线电感在图1中被解说为片上迹线电感118、120。
[0036]片外部分152可包括用以生成电源电压104的电路系统,诸如解耦电容器140(例如,用以对电源电压104的特定频率进行滤波的电容器)。解耦电容器140可以与等效串联电感(ESL)和等效串联电阻(ESR)(分别在图1中被解说性地描绘为ESL 142和ESR 144)相关联。片外部分152可以与附加迹线电感(在图1中被解说性地描绘为片外迹线电感128、132)相关联。片外部分152可经由一个或多个输入/输出(I/O)组件(例如,引脚)(诸如图1中所描绘的I/O组件125、126、127)被耦合到片上部分150。骤回钳位电路110可以经由I/O组件(诸如串行总线(未在图1中示出))响应于控制信号116。
[0037]在操作中(诸如在骤回钳位电路110的校准期间),处理器164可执行触发电压电平校准指令166以生成控制信号116来校准与骤回钳位电路110相关联的触发电压电平。例如,如以下所进一步描述的,处理器164可以执行触发电压电平校准指令166以生成控制信号116来校准触发电压电平,诸如通过修改与钳位晶体管112相关联的体-地电阻。
[0038]因为可编程电阻部分114响应于控制信号116,所以触发电压电平可以被校准以至少部分地针对一个或多个迹线电感118、120、128、132进行补偿。例如,因为骤回钳位电路110可以在片上部分150被耦合到片外部分152之后被校准,所以骤回钳位电路110可以是可编程的以计及片外寄生迹线电感,诸如可能会引起电源电压104中的“毛刺”(例如,通过响应于电源电压104中的波动而输出电流)并且仅在将片上部分150耦合到片外部分152之后才知晓(例如,由于与片上部分150、片外部分152、或其组合相关联的工艺变动)的片外迹线电感128、132。在特定示例中,电源电压104的值可以在设备100的操作期间被观察以检测与电源电压104相关联的电源毛刺并且因此检测迹线电感118、120、128、132的大小。触发电压电平可以被调节以针对电源毛刺进行补偿。相应地,触发电压电平有利地基于片外迹线电感128、132的大小来被校准(例如,通过调节触发电压电平校准指令166,以使得控制信号116基于一个或多个迹线电感118、120、128、132的大小来校准触发电压电平)。此外,在确定了触发电压电平之后,存储器162可以存储对应于该触发电压电平的数据。该数据可以由校准电路系统160访问以校准除了设备100之外还有的进一步的设备(未在图1中示出)。
[0039]为了进一步解说,应当注意,解耦电容器140的位置(例如,解耦电容器140相对于片外部分152的剩余部分的位置)可能会影响片外迹线电感128、132的电感值。例如,解耦电容器140相对靠近于片上部分150地放置可以减少由片外迹线电感128、132引起的电源毛刺。然而,解耦电容器140的位置可能会受到设计规范(例如,片外部分152的布局,这可以由要放置在解耦电容器140与片上部分150之间其他组件所确定)的约束。相应地,在至少一个实施例中,使用骤回钳位电路110的设备100的校准可以使得能基于解耦电容器140的位置所确定的迹线电感(例如,片外迹线电感128、132)来动态(例如,“组装后”或“现场”)校准,诸如,在包括片上部分150的集成电路的“下线”制造阶段之后、在将片上部分150连接到片外部分152之后、在将设备100与印刷电路板(PCB)集成之后,或以上组合。
[0040]如本文中所使用的,“校准”和“编程”可以是指电路系统的非易失性存储器存储和/或一次性编程,诸如使用一次性可编程(OTP)逻辑(例如,经由控制信号116)来进行,这可以在设备制造期间发生。如本文中所使用的“校准”和“编程”也可指示控制信号(诸如,控制信号116)在设备操作期间被断言(例如,经由集成电路的引脚,或经由另一设备组件)以使得能够进行“动态”校准。以下进一步描述了特定校准示例。
[0041]图2描绘了图1的骤回钳位电路110的特定解说性实施例。图2的骤回钳位电路110的某些组件和操作可以如参考图1所描述的那样。例如,图2的骤回钳位电路110响应于电源电压104,并且包括钳位晶体管112。钳位晶体管112被耦合到可编程电阻部分114。可编程电阻部分114响应于控制信号,诸如控制信号116。
[0042]在图2的特定示例中,骤回钳位电路110进一步包括配置成生成电流260的电流源204、响应于电流260的二极管器件208 (例如,二极管式配置的晶体管)、以及接地节点222。如图2中所示的,钳位晶体管112可包括漏极端子214、源极端子216、栅极端子218、和体端子220。如以下所进一步解释的,体端子220可以经由可编程电阻部分114被选择性地耦合到接地节点222。栅极端子218被耦合到二极管器件208。漏极端子214响应于电源电压104。源极端子216被耦合到接地节点222。
[0043]在图2的示例中,如所解说的,可编程电阻部分114包括多个电阻器以及对应的多个开关(例如,晶体管)。可编程电阻部分114的该多个电阻器被耦合到钳位晶体管112的体端子220。该多个电阻器的第一电阻器被耦合到第一开关,并且该多个电阻器的第二电阻器被耦合到第二开关。此外,如所示的,该多个电阻器的第三电阻器被耦合到第三开关。虽然示出了三个电阻器和三个对应开关,但是应当理解,多于三个或少于三个的电阻器和开关可以被包括在可编程电阻部分114中。
[0044]如所示的,可编程电阻部分114可以进一步包括耦合到第四开关的低电阻路径(例如,“短接到地”路径)。第四开关可以被启用以创建从体端子220到接地节点222的“短接”电路路径。第四开关可以被禁用以“断开”该低电阻路径(即,该低电阻路径可以在当第四开关被禁用时被禁用)。由此,该低电阻路径可以被用来改变可编程电阻部分114的电阻。
[0045]在操作中,可编程电阻部分114响应于控制信号116。例如,响应于控制信号116,可编程电阻部分114的一个或多个开关可以被选择。每个被选择的开关基于对应于该开关的特定电阻器来使得与可编程电阻部分114相关联的电阻能增加或者与可编程电阻部分114相关联的电阻能减小。例如,启用第一开关将第一电阻器切入以将第一电阻器连接到体端子220和接地节点222。类似地,控制信号116可以选择第二开关以将第二电阻器连接在体端子220与接地节点222之间。类似地,第三开关可以被选择以可切换地将第三电阻器连接在体端子220与接地节点222之间。相应地,这些电阻器中的一个或多个电阻器可以被选择性地连接在体端子220与接地节点222之间。由此,可编程部分114具有体端子220与接地节点222之间的体-地电阻,其可以被校准(S卩,编程)到一个或多个电阻电平。对该多个电阻器中的每一个电阻器的特定电阻值、并联的电阻器的数目、和被启用或禁用的开关的特定安排的选择可以被结合起来,从而选择特定的体-地电阻。
[0046]基于可编程电阻部分114的所选电阻,可以为钳位晶体管112校准特定触发电压。即,因为可编程电阻部分114的体-地电阻影响钳位晶体管112的触发电压电平(例如,通过确定在钳位晶体管112的寄生双极操作期间有多少电流可以从体端子220被耗散到接地节点222),所以校准或编程该可编程电阻部分114的体-地电阻可改变与钳位晶体管112相关联的触发电压电平。
[0047]如参考图2所描述地校准钳位晶体管112的触发电压电平可以使得既能够实现电源毛刺抑制还能够实现ESD保护,而同时又避免将触发电压电平设置得“太低”或“太高”。例如,因为钳位电路一般通过耗散电流来操作并因此消耗了能量,所以将触发电压电平校准到特定电平可提供足够低以提供对抗ESD事件的保护而又足够高以不过度触发并因此消耗大量能量的触发电压电平。因此,骤回钳位电路110的可靠性和效率可以被调节。进一步,因为与钳位晶体管112相关联的寄生双极操作(以下参考图9作进一步描述)响应于电源毛刺而开始得相对迅速,诸如在20-30皮秒(ps)以内开始,所以图2的骤回钳位电路110可以有利地提供对抗ESD事件和电源毛刺的保护。
[0048]作为可编程电阻部分114的替换或附加,触发电压电平可以基于在钳位晶体管112处施加的栅-源电压来确定或调节。如以下进一步所描述的,诸如参考图3所描述的,钳位晶体管112的栅-源电压可以由可编程偏置器件来偏置。
[0049]图3描绘了图1的骤回钳位电路110的另一特定解说性实施例。图3的骤回钳位电路110的某些组件和操作可以如参考图1和2所描述的那样。例如,图3的钳位晶体管112响应于电源电压104。钳位晶体管112包括栅极端子218和体端子220。可编程电阻部分114响应于控制信号116和二极管器件208。
[0050]此外,在图3的特定示例中,骤回钳位电路110包括可编程偏置器件。在图3的示例中,可编程偏置器件包括配置成生成电流360(例如,可以通过控制可编程电流源304来校准的电流)的可编程电流源304 (例如,可变电流源)。如本文中所描述的,可编程偏置器件可以响应于一个或多个控制信号,诸如,控制信号116、另一控制信号、或其组合。图3的骤回钳位电路110可进一步包括耦合到二极管器件208的电阻器316。
[0051 ] 在操作中,可编程电流源304可以经由电流360来偏置二极管器件208。二极管器件208可以响应于电流360来偏置钳位晶体管112的栅极端子218。因为钳位晶体管112的栅极端子
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