一种应用在集成电路中的低成本可重复修调方法与流程

发明涉及电路修调技术领域，具体为一种应用在集成电路中的低成本可重复修调方法。

背景技术：

以运算放大器为例，运算放大器广泛应用于消费类电子器件，通信设备，工业控制系统和医疗器件中，在很多应用领域对运算放大器的输入失调电压的精度有比较严格的要求,有些应用需要运算放大器有足够小的输入失调电压，有些应用需要运算放大器有比较固定的输入失调电压，由于工艺的变化以及集成电路中元器件的失配等原因，现实中的每个芯片都会有不一样的输入失调电压，因此需要在运算放大器的设计中加入输入失调电压修调电路，在晶圆测试阶段通过修调（trimming）根据不同的应用把输入失调电压修调到所需要的范围内。修调电路如图2所示，修调之前a点为低电平、b点为高电平，开关断开，in和out断开；修调之后上拉电流将a点拉成高电平、b点为低电平，开关闭合，in和out连通。

为了解决上述问题，现有的技术如图1所示，图例中假设修调位为4位，如图b0、b1、b2、b3和b4所示，需要5个修调垫，其中b0控制修调电流的方向，如果测试发现运算放大器的输入偏置电压比期望值偏小，则b0控制开关k1～k4工作，k1～k4的具体状态由期望值决定，k5～k8则始终保持断开状态；如果测试发现运算放大器的输入偏置电压比期望值偏大，则b0控制开关k5～k8工作，k5～k8的具体状态由期望值决定，k1～k4则始终保持断开状态，k1～k4、k5～k8的开关状态分别由b1～b4来控制，b1控制k1以及k5，当b0为高电平时，k1闭合，k5断开、当b0为低电平时，k1断开，k5闭合；b2控制k2以及k6，当b0为高电平时，k2闭合，k6断开、当b0为低电平时，k2断开，k6闭合；b3控制k3以及k7，当b0为高电平时，k3闭合，k7断开、当b0为低电平时，k3断开，k7闭合；b4控制k4以及k8，当b0为高电平时，k4闭合，k8断开、当b0为低电平时，k4断开，k8闭合；b0～b4每个位对应都需要有一个修调垫，而每个修调垫所占的芯片面积都有最小要求，直接造成芯片面积较大，成本上升；

现有技术的另外一个问题是在修调的时候，修调的过程是不可逆的，如图1所示，k1～k4的状态需要根据前一次测试的数据来判断是否闭合，如果测试程序中设置的判定界限和实际电路不相符，会造成某一位本来不应该修调的开关被修调闭合了，发生修调错误，而这种错误在现有技术中是不可挽回的，直接造成运算放大器达不到所需要的精度；

此外，现有技术还有的另外一个问题是如果为了达到理想的修调精度，就需要比较多的修调位来实现，假设有n个修调位，则最多需要修调2^n-1次才能最终达到所需求的精度，需要耗费很长的测试时间，直接造成修调成本高企，芯片成本上升。

技术实现要素：

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，发明提供了一种应用在集成电路中的低成本可重复修调方法，解决了修调中芯片面积较大、不可以重复修调、修调测试时间较长以及修调成本较高的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，发明通过以下技术方案予以实现：一种应用在集成电路中的低成本可重复修调方法，包括以下流程：

s1、运算放大器的两个输入管脚通过开关复用，开关的控制信号通过修调垫p1来控制开关的打开和闭合。

s2、根据修调位数的数量加入同样数量的移位寄存器，移位寄存器的时钟信号和数据信号通过复用运算放大器的正负输入管脚而来。

s3、加入信号b0～b4的控制电路，通过悬空修调垫p2，则修调垫p2的电位被电流源ip2上拉到高电平，使移位寄存器中的信号直接控制bn，通过在修调垫p2上加入下拉信号，使控制移位寄存器中的信号烧入fuse。

优选的，流程s1中所述修调垫上不加信号，开关断开。

优选的，流程s1中所述修调垫上加入下拉信号，开关闭合，两个输入管脚的数据传输进入移位寄存器。

优选的，流程s3中所述移位寄存器中数据信号为低电平，fuse保持原状。

优选的，流程s3中所述移位寄存器中数据信号为高电平，fuse烧断。

（三）有益效果

发明提供了一种应用在集成电路中的低成本可重复修调方法，具备以下有益效果：

（1）、该应用在集成电路中的低成本可重复修调方法，无论需要修调多少位，只需要两个修调垫就可以满足要求，节约了芯片面积。

（2）、该应用在集成电路中的低成本可重复修调方法，是可以重复修调的，在修调过程中发现修调有错误，可以重新开始修调过程。

（3）、该应用在集成电路中的低成本可重复修调方法，无论需要修调多少位，通过修调4次就能够达到使用者想要的修调精度，从而大大减小修调测试时间以及修调成本。

附图说明

图1为发明现有技术修调电路的电路图；

图2为发明现有技术修调垫电路的电路图；

图3为发明修调电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合发明实施例中的附图，对发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，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，都属于发明保护的范围。

请参阅图3，发明提供一种技术方案：一种应用在集成电路中的低成本可重复修调方法，包括以下流程：

s1、运算放大器的两个输入管脚通过开关复用，开关的控制信号通过修调垫p1来控制开关的打开和闭合，一方面，修调垫上不加信号，开关断开，另一方面，修调垫上加入下拉信号，开关闭合，两个输入管脚的数据传输进入移位寄存器。

s2、根据修调位数的数量加入同样数量的移位寄存器，移位寄存器的时钟信号和数据信号通过复用运算放大器的正负输入管脚而来。

s3、加入信号b0～b4（图中简称bn）的控制电路，通过悬空修调垫p2，则修调垫p2的电位被电流源ip2上拉到高电平，使移位寄存器中的信号直接控制bn，通过在修调垫p2上加入下拉信号，使控制移位寄存器中的信号烧入fuse，移位寄存器中数据信号为高电平，fuse烧断，为低电平，fuse保持原状。

当运算放大器进入修调程序时，修调垫p1下拉到低电平，开关k1、k2闭合，运算放大器的正负管脚被复用，正管脚上传输的是移位寄存器的时钟信号，负管脚上传输的是移位寄存器的数据信号，每个时钟上升沿到来时，数据信号都向前传输一位，数据信号在时钟信号的控制下一步一步移位进入移位寄存器，修调垫p2此时被上拉电流ip2上拉到高电平，因此c点的状态为低电平，晶体管tn处于关闭状态，因此fuse的状态不会被改变，此时bn的信号状态和移位寄存器的输出dn的信号状态一致，因此可以根据移位寄存器中存储的数据信号控制bn的开关状态。

当所有的寄存器中的数据信号更新完毕之后，修调垫p1不在下拉到低电平，电流源ip1上拉修调垫p1到高电平，开关k1、k2断开。

此时的运算放大器和内部的修调电路处于断开状态，是一个完全正常的运算放大器，通过外部接入的测试电路可以测试此时的输入偏置电压是否在预期值之内。

在本发明的实施方案中，修调步骤一共分为4步：

第一步：修调垫p1下拉到低电平，将所有的移位寄存器中都写入高电平，修调垫p1上拉到高电平之后测试此时运算放大器的输入失调电压，此时得到的输入失调电压数据为运算放大器的最大值。

第二步：修调垫p1下拉到低电平，将所有的移位寄存器中都写入低电平，修调垫p1上拉到高电平之后测试此时运算放大器的输入失调电压，此时得到的输入失调电压数据为运算放大器的最小值。

第三步：根据之前两个步骤所得出的输入失调电压最大值和最小值，计算出失调电压期望值所对应的数据位，之后修调垫p1再次下拉到低电平，将计算出的数据位写入相对应的移位寄存器中，修调垫p1上拉到高电平之后测试此时运算放大器的输入失调电压。

第四步：一方面，比较第三步所测试的输入失调电压以及期望电压值，如果测试数据偏大，则将上一次计算出的数据减一重新写入移位寄存器中；如果测试数据偏小，则将上一次计算出的数据加一重新写入移位寄存器中；如果测试数据在期望值内，则将上一次计算出的数据重新写入移位寄存器中。

另一方面，写入完对应的数据之后，修调垫p2下拉到低电平，c点变为高电平，控制晶体管en工作，fuse根据对应的移位寄存器中的数据来改变状态，如果移位寄存器中存储的是高电平，则晶体管导通，fuse中流过大电流，经过一定时间之后被烧断；如果移位寄存器中存储的是低电平，则晶体管不导通，fuse的状态不会被改变。

经过上述4个步骤之后，释放修调垫p1、p2的下拉电平，开关k1、k2断开，bn的状态受fuse的状态控制。

当运算放大器在系统应用的时，每次上电之后，移位寄存器中的数据都会置为低电平，因此bn的状态根据fuse的状态直接控制，不再受移位寄存器的状态控制，因此可以满足系统的应用要求。

综上所述，该应用在集成电路中的低成本可重复修调方法，无论需要修调多少位，只需要两个修调垫就可以满足要求，节约了芯片面积；

是可以重复修调的，在修调过程中发现修调有错误，可以重新开始修调过程；

无论需要修调多少位，通过修调4次就能够达到使用者想要的修调精度，从而大大减小修调测试时间以及修调成本；

解决了修调中芯片面积较大、不可以重复修调、修调测试时间较长以及修调成本较高的问题。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”，该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220v市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

尽管已经示出和描述了发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。