多晶熔丝预修调电路的制作方法

本发明涉及集成电路，特别涉及12位以上高精度a/d、d/a转换器类电路。

背景技术：

高精度a/d转换器，可将其量程内的任意模拟信号电平转换为其唯一对应的数字码字输出，其转换输出结果可作为操作指令直接控制整机系统进行相应操作。

高精度d/a转换器，可将其量程内任意的数字输入码字转换为其唯一对应的模拟信号输出，其转换输出结果可作为操作指令直接控制整机系统进行相应操作。

由上可知，针对高精度a/d、d/a类转换器，其转换结果的唯一性将会直接影响整机系统的操作正确性。

为确保整机系统操作的正确性，通常整机系统均会提供一定范围内的容错机制，确保a/d、d/a类转换器的输出结果在小范围波动时，整机系统仍然能进行正常操作。

因此要求在a/d、d/a类转换器产品设计时，该类转换器的功能参数均需达到某一指定精度范围。但在芯片工艺厂商的批量制作过程中，因工艺波动以及工艺匹配精度限制，再加上管壳封装时，封装应力的不确定性，导致在无任何校准措施时，目前主流的工艺厂商均很难满足12位以上精度的a/d、d/a类转换器要求。

为确保整机应用环境要求，需要进一步提高批量生产时，a/d、d/a类转换器的转换精度批量一致性。为保证批量一致性，需要对转换器电路的全静态参数实现单只电路校准功能，目前单只电路校准手段通常包括芯片内部电参数动态自动校准技术和芯片测试时激光修调动态校准两个大类。

芯片内部电参数动态自动校准技术通过采样输出误差值，进行一定的运算后，返回信号输入端，虽可提高最终转换精度，但该方案需要增加非常复杂的算法方案，且精度提高范围有限，因此在应用于超高精度转换器时，批量一致性仍然较差。

芯片测试时激光修调动态校准技术目前主流方案分为两种，分别为金属薄膜电阻修调和铝熔丝修调方案。上述两种方案均可实现单只电路修调，且可保证非常高的批量修调后参数精度一致性。但无论是薄膜电阻还是铝熔丝修调方案，均需要在裸芯片测试阶段完成(条件允许可在管壳封帽前再次校准)，但无论是芯片封装还是管壳封帽，均会引入封装应力，导致芯片内电阻、电容值随机偏移，从而在成品电路中引入随机的漂移量，因此上述两种修调方案的成品电路中仍然存在一定的参数批量不一致性。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是，为保证批量产品的参数一致性，在实现单只电路全参数可修调的情况下，最大限度提高修调效率，节约生产成本。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，多晶熔丝预修调电路，包括下述部分：

选择器s，其第一输入端接第三反向器输出端，其第二输入端接第一反向器输出端，其输出端作为预修调电路输出端；

开关器件m1，其第一输入端接信号输入端vin，其第二输入端接控制信号端en，其输出端接第一mos管的栅极；

第一mos管nmos1，其电流输入端接第一参考点b，其电流输出端接地；

第一电流源单元i1，其电流输入端接第一参考点，其电流输出端接地；

第一反相器inv1，其输入端接第一参考点，其输出端接选择器s的第二输入端；

第二反相器inv2，其输入端接使能信号输入端，其输出端接第三反向器的输入端；

第三反相器inv3，其输入端接第二反向器的输入端，其输出端接选择器的一个控制端；

所述参考点为熔丝连接端口的一个连接点，熔丝连接端口的另一个连接点接系统电源端输入端。

所述开关器件m1为与门，所述控制端为与门的一个输入端。

本发明的有益效果是，采用本发明的技术能够通过直接针对成品电路进行参数修调，完全避免了封装应力的影响，最大限度保证批量修调的参数一致性；通过多次预熔断操作，获得最佳熔断方案后，再进行真实熔断操作，从而避免因熔丝实际控制量与理论值不一致，导致的修调成品率低情况，最终在保证批量修调参数一致性的同时，最大限度提高修调成功率。

附图说明

图1为多晶熔丝模块示意图。

图2为本发明的原理图。

图3为本发明的电路图。

具体实施方式

本发明采用多晶熔丝的修调方案，实现直接修调成品电路，从而避免因封装应力导致的批量不一致性，同时在修调单元中增加预修调功能，最大限度提高修调成品率。

多晶熔丝预修调电路，其特征在于，包括下述部分：

选择器s，其第一输入端接第三反向器输出端，其第二输入端接第一反向器输出端，其输出端作为预修调电路输出端；

开关器件m1，其第一输入端接信号输入端vin，其第二输入端接控制信号端en，其输出端接第一mos管的栅极；

第一mos管nmos1，其电流输入端接第一参考点b，其电流输出端接地；

第一电流源单元i1，其电流输入端接第一参考点，其电流输出端接地；

第一反相器inv1，其输入端接第一参考点，其输出端接选择器s的第二输入端；

第二反相器inv2，其输入端接使能信号输入端，其输出端接第三反向器的输入端；

第三反相器inv3，其输入端接第二反向器的输入端，其输出端接选择器的一个控制端；

所述参考点为熔丝连接端口的一个连接点，熔丝连接端口的另一个连接点接系统电源端输入端。

所述参考点为熔丝连接端口的一个连接点，熔丝连接端口的另一个连接点接系统电源端输入端。

所述开关器件m1为与门，所述控制端为与门的一个输入端。

本发明的特点是，多晶熔丝单元采用成品电路外部端口直接连接电源电压进行熔丝熔断操作；

电路内所有熔丝均可实现预熔断操作；

预熔断操作后，成品电路可根据预熔断操作方案，输出对应真实熔断操作后的校准后电参数结果；

根据预熔断后的电路参数校准结果，可重复进行预熔断操作；

通过多次预熔断校准后，当确定最终熔丝修调方案，再进行真实的熔丝熔断操作。

多晶熔丝模块如图1所示，当在a、b两端增加电压小于熔断阈值电压时，熔丝未熔断，此时a、b两端呈现短路状态，当a、b两端电压大于熔断阈值电压时，熔丝熔断，此时a、b两端呈现开路状态。

若将熔丝模块的a端接电源，b端作为逻辑输出端口，当合理设置熔丝修调电路结构时，可在多晶熔丝模块熔断前逻辑输出端口输出逻辑高电平(或低电平)，并且在多晶熔丝模块有效熔断后，逻辑输出端口输出逻辑低电平(或高电平)。

基于上述熔丝模块工作原理，本发明采用的熔丝校准电路原理图如图2所示：

当vin为逻辑低电平时，熔丝未熔断，此时b点输出逻辑高电平，out端输出逻辑低电平；当vin为逻辑高电平时，熔丝熔断，此时b点输出逻辑低电平，此时out端输出逻辑高电平。因此只需将out端作为参数修调逻辑控制信号，即可实现参数修调功能。

但由于实际操作过程中，熔丝的真实修调量往往同理论值存在较大差异，且图2所示的熔丝熔断过程不可逆，如出现一根熔丝修调错误，则整只电路报废的情况，因此在单只电路具备非常多的熔丝情况时(例如大于100根)，图2所示的修调成品率非常低。

为提高修调成品率，在图2的基础上，本发明继续增加预修调功能，具体电路原理图如图3所示：

当熔丝使能端en为低电平时，不论vin为逻辑高还是低电平，熔丝均不会熔断，同时使输出二选一开关s恒定选中预熔断通路l1，而与真熔断通路l2保持开路，此时out端逻辑同vin一致，即该操作实现了预熔断操作。

当熔丝使能端en为高电平时，vin可正常控制熔丝的熔断操作，并且使输出二选一开关s恒定选中真熔断通路l2，此时图3的电路原理图等效于图2所示，即该操作实现了真熔断操作。

综上所述，若采用本发明中的带预熔断功能的多晶熔丝校准电路，如图3所示，仅需在预熔断阶段始终保持使能端en为逻辑低电平，即可在保持熔丝模块始终未熔断的情况下，在输出端获得熔丝熔断后的理论控制逻辑，将其作为参数修调逻辑控制信号，即可实现参数预修调功能。再根据参数修调结果重新调整预修调方案，并重复预修调过程，直至确定最终的最优修调方案。当最优修调方案确定后，仅需将使能端en设置为逻辑高电平，再进行真熔断操作即可。

由上可知，通过本发明，可实现单只电路的全参数可修调功能，同时还可避免因封装应力导致的批量参数不一致性，并最大限度提高修调成品率，节约生产成本。