一种控制电路、电路控制方法及电子产品与流程

本申请各实施例属于集成电路技术领域，特别是涉及一种控制电路、电路控制方法及电子产品。

背景技术：

现有技术中都是通过较高电压(例如5v及以上)改变电可编程电阻(金属或者多晶硅)的物理结构，由编程之前的低阻态变为编程之后的高阻态；以多晶硅可编程电阻为例，采用这种高压热断裂方式会因为电压过高/瞬间电流过大，从而多晶硅电阻上聚集的热量很大，导致电阻瞬间“炸裂”，若发生过编程现象，会导致多晶硅上大部分金属硅化物没有电迁移，或者炸断后的“小碎屑”距离很近，因此编程后的阻值低且可靠性也低。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种控制电路及电子产品，能够解决现有技术中电阻的熔断模式导致电阻编程后电阻阻值及可靠性低的问题。

本发明为解决技术问题而采用的一个技术方案是：提供一种控制电路，所述控制电路包括电源、第一开关、第二开关、电阻以及开关控制单元；所述第二开关与所述电阻并联设置且与所述电电阻的第一端连接形成第一节点，所述第二开关与所述电阻的第二端连接形成第二节点，所述第一开关设置在所述第一节点与所述电源正极之间，所述第二节点与所述电源负极分别与固定电压节点相连；所述开关控制单元分别与所述第一开关和所述第二开关连接，用于控制所述第一开关和所述第二开关的闭合与打开。

其中，所述第一开关和第二开关的打开与闭合交替切换；当所述开关控制单元闭合所述第一开关，打开所述第二开关时，在一定时间内对所述电阻加压，使所述电阻阻值达到预设阻值；当所述开关控制单元打开所述第一开关，闭合所述第二开关时，使所述第一节点的电压降至预设电压。

其中，所述预设阻值不小于500mω。

其中，打开第一开关与闭合第二开关或闭合第一开关与打开第二开关之间的时间差不大于3纳秒。

其中，所述第一开关和所述第二开关为绝缘栅型场效应管、绝缘栅双极型晶体管、晶闸管以及金属氧化物半导体场效应晶体管中的一种。

其中，所述第一开关为p型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第二开关为n型金属氧化物半导体场效应晶体管；所述p型金属氧化物半导体场效应晶体管的源极连接所述电源正极，所述p型金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极与所述第一节点连接，所述n型金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极与所述第一节点连接，所述n型金属氧化物半导体场效应晶体管的源极与固定电压节点相连；所述p型金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极和所述n型金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极分别与开关控制单元连接。

其中，所述电源、第一开关、第二开关、电阻以及所述开关控制单元集成于同一芯片中。

其中，所述电阻为电可编程熔丝。

其中，所述开关控制单元为脉冲产生电路。

本发明为解决技术问题而采用的一个技术方案是：提供一种电路控制方法，所述控制方法通过上述控制电路实现，所述控制方法用于对电阻进行编程，所述方法包括，

通过开关控制单元闭合所述第一开关，打开所述第二开关，在一定时间内对所述电阻加压，使所述电阻阻值达到预设阻值；

通过所述开关控制单元打开所述第一开关，闭合所述第二开关，使所述第一节点的电压降至预设电压。

本发明为解决技术问题而采用的另一个技术方案是：提供一种电子产品，包括如上述任一项所述的控制电路。本发明所提供一种控制电路及电子产品，通过在控制电路中增加第一开关及第二开关，结合开关控制单元控制第一开关及第二开关的闭合与打开，能够为电阻编程提供稳定的熔断电压/电流，实现在较低电压下利用电迁移的方式编程电阻，且熔断后的电阻阻值高可靠性优良；进一步，通过控制第一开关及第二开关闭合与打开，能够将编程电压快速拉低，实现对编程时间的精确控制；此外，本申请提供的控制电路引入较少的元器件，结构简单，能够减少寄生电容电感，从而实现提供稳定的熔断电压和电流的目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分，本领域技术人员应该理解的是，这些附图未必是按比例绘制的，在附图中：

图1为本申请控制电路第一实施方式的结构示意图；

图2为本申请控制电路第二实施方式的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

实施例1

请参见图1，图1是本申请控制电路第一实施方式的结构示意图，如图1所示，本申请的控制电路100包括电源110、第一开关120、第二开关130、电阻140以及开关控制单元150。

其中，第二开关130与电阻140并联设置，且与电可编程电阻140的第一端a连接形成第一节点a，第二开关130与电阻140的第二端b连接形成第二节点b，第一开关120设置在第一节点a与电源110正极(+)之间，第二节点b与电源110负极(-)分别与固定电压节点相连。可选地，在本申请一具体应用场景中第二节点b与电源110负极(-)可分别接地gnd，在其他实施方式中也可以是其他固定的电压节点，此处不做具体限定。

进一步，开关控制单元150分别与第一开关120和第二开关130连接，用于控制第一开关120和第二开关130的闭合和打开。结合图1，本申请实施例中，第一开关120和第二开关130的打开与闭合交替切换，打开第一开关120与闭合第二开关130或闭合第一开关与打开第二开关之间的时间差不大于3纳秒。当开关控制单元150闭合第一开关120，打开第二开关130时，通过在很短时间内对电阻140加压，使电阻140阻值迅速达到预设阻值，预设阻值不小于500mω，需要说明的是，通过本申请的电路可以在几纳秒内使电阻140阻值达到预设阻值；当开关控制单元150打开第一开关120，闭合第二开关130时，使第一节点a的电压在很短时间内降至预设电压，需要说明的是，通过本申请的电路可以在几纳秒内使第一节点a的电压降至预设电压，也就是说，本申请开关控制单元150通过精确控制第一开关120及第二开关130的开合时间，能将第一节点a的电压在几纳秒的时间内快速降低至预设电压，使电阻140阻值在几纳秒时间内达到预设阻值，从而避免了电阻阻值升高时间及第一节点的电压降到预设电压的时间的影响。

进一步，本申请中第一开关120及第二开关130可以为绝缘栅型场效应管(mos)、晶闸管、开关芯片控制电路、绝缘栅双极型晶体管(igbt)以及金属氧化物半导体电路(cmos)中的一种。

进一步，本申请中提供的控制电路100可以是芯片外的编程用电路板，也可以是芯片内的编程电路，即电源110、第一开关120、第二开关130、电阻140以及开关控制单元150集成于同一芯片中。其中，电阻140可以为电可编程熔丝，当然也可以是其他类型的电阻，此处不做具体限定。

进一步，本申请中开关控制单元150为脉冲产生电路，当然也可以是外部搭建的电路供给，此处不做具体限定。

结合图1，本实施例中以电阻140为电可编程电阻为例，详细介绍本申请控制电路100的具体实现过程：

在对电阻140编程之前，此时控制电路不通，电阻140编程开始时，开关控制单元150闭合所述第一开关120，迅速打开第二开关130，其中，第一开关120的闭合和第二开关130的打开的时间差不大于3纳秒。进一步，通过在一定时间内对电阻加压(即通过编程电压对电阻进行编程)，使电阻140阻值达到预设阻值，其中，预设阻值大于500mω。编程完成后，开关控制单元150打开第一开关120，闭合第二开关130时，使第一节点a的电压快速降至预设电压。其中，第一开关120的打开和第二开关130的闭合的时间差不大于3纳秒。可以理解的是，采用本申请的控制电路能够能将第一节点a的电压在几纳秒的时间内快速降低至预设电压，使电阻阻值在几纳秒时间内达到预设阻值，从而避免了电阻阻值升高时间及第一节点的电压降到预设电压的时间的影响。

上述实施方式中，通过在控制电路中增加第一开关及第二开关，结合开关控制单元控制第一开关及第二开关的闭合与打开，能够为电阻编程提供稳定的熔断电压/电流，实现在较低电压下利用电迁移的方式编程电阻，且熔断后的电阻阻值高可靠性优良；进一步，通过控制第一开关及第二开关闭合与打开，能够将编程电压快速拉低，实现对编程时间的精确控制；此外，本申请提供的控制电路引入较少的元器件，结构简单，能够减少寄生电容电感，从而实现提供稳定的熔断电压和电流的目的。

实施例2

请参见图2，图2是本申请控制电路第二实施方式的结构示意图，本实施例不同之处在于，本实施例中，第一开关220为p型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第二开关230为n型金属氧化物半导体场效应晶体管，具体描述如下：

如图2，本申请的控制电路200包括电源210、第一开关220、第二开关230、电阻240以及开关控制单元250。

其中，第二开关230与电阻240并联设置且与电阻240的第一端a连接形成第一节点a，第二开关230与电阻240的第二端b连接形成第二节点b，第一开关220设置在第一节点a与电源210正极(+)之间，第二节点b与电源210负极(-)分别与固定电压节点相连。可选地，在本申请一具体应用场景中第二节点b与电源210负极(-)可分别接地，在其他实施方式中也可以是其他固定的电压节点，此处不做具体限定。

进一步，开关控制单元250分别与第一开关220和第二开关230的连接，用于控制第一开关220和第二开关230的闭合和打开。在本申请一具体应用场景中，所述第一开关220为p型金属氧化物半导体场效应晶体管(pmos)，第二开关230为n型金属氧化物半导体场效应晶体管(nmos)。

其中，p型金属氧化物半导体场效应晶体管的源极(s)连接电源220正极(+)，p型金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极(d)与第一节点a连接，n型金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极(d)与第一节点a连接，n型金属氧化物半导体场效应晶体管的源极(s)与固定电压节点相连，本实施例可以为地，此处不做具体限定。p型金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极(g)和n型金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极(g)分别与开关控制单元250连接。

和第一实施方式相同，开关控制单元250分别与第一开关220和第二开关230连接，用于控制第一开关220和第二开关230的闭合和打开。结合图2，本申请实施例中，第一开关220和第二开关230的打开与闭合交替切换，打开第一开关220与闭合第二开关230或闭合第一开关与打开第二开关之间的时间差不大于3纳秒。当开关控制单元250闭合第一开关220，打开第二开关230时，通过在很短时间内对电阻240加压，使电阻240阻值迅速达到预设阻值，预设阻值不小于500mω，需要说明的是，通过本申请的电路可以在几纳秒内使电阻240阻值达到预设阻值；当开关控制单元250打开第一开关220，闭合第二开关230时，使第一节点a的电压在很短时间内降至预设电压，需要说明的是，通过本申请的电路可以在几纳秒内使第一节点a的电压降至预设电压，也就是说，本申请开关控制单元250通过精确控制第一开关220及第二开关230的开合时间，能将第一节点a的电压在几纳秒的时间内快速降低至预设电压，使电阻240阻值在几纳秒时间内达到预设阻值，从而避免了电阻阻值升高时间及第一节点的电压降到预设电压的时间的影响。

此外，和第一实施方式相同，本申请中提供的控制电路200可以是芯片外的编程用电路板，也可以是芯片内的编程电路，即电源210、第一开关220、第二开关230、电阻240以及开关控制单元250集成于同一芯片中。其中电阻240可以为电可编程熔丝，当然也可以是其他类型的电阻，此处不做具体限定。

进一步，本申请中开关控制单元250为脉冲产生电路，当然也可以是外部搭建的电路供给，此处不做具体限定。

结合图2，本实施例中第一开关220为p型金属氧化物半导体场效应晶体管(pmos)，第二开关230为n型金属氧化物半导体场效应晶体管，详细介绍本申请控制电路200的具体实现过程：

在电阻240编程之前，此时控制电路200不通，且开关控制单元250常置电压为6v，第二开关230对电阻240起保护作用。进一步，开始编程电阻时，开关控制单元250产生一单脉冲(200ns/-10v)，控制第一开关220闭合，第二开关230打开，通过在一定时间内对电阻加压(即编程电压对电阻进行编程)，使电阻240的阻值达到预设阻值，预设阻值为不小于500mω。编程完成后，开关控制单元250打开第一开关220，闭合所述第二开关230，使第一节点的电压a快速降至预设电压。其中，打开第一开关120与闭合第二开关130或闭合第一开关与打开第二开关之间的时间差不大于3纳秒。可以理解的是，可以理解的是，采用本申请的控制电路能够能将第一节点a的电压在几纳秒的时间内快速降低至预设电压，使电阻阻值在几纳秒时间内达到预设阻值，从而避免了电阻阻值升高时间及第一节点的电压降到预设电压的时间的影响。

上述实施方式中，通过在控制电路中增加第一开关及第二开关，结合开关控制单元控制第一开关及第二开关的闭合与打开，能够为电阻电阻编程提供稳定的熔断电压/电流，实现在较低电压下利用电迁移的方式编程电阻，且熔断后的电阻阻值高可靠性优良；进一步，通过控制第一开关及第二开关闭合与打开，能够将编程电压快速拉低，实现对编程时间的精确控制；此外，本申请提供的控制电路引入较少的元器件，结构简单，能够减少寄生电容电感，从而实现提供稳定的熔断电压和电流的目的。

如图3所示，本申请还提供了一种电路控制方法，所述控制方法通过上述控制电路实现，用于对电阻进行编程，所述方法包括，

步骤s31，通过开关控制单元闭合所述第一开关，打开所述第二开关，在一定时间内对所述电阻加压，使所述电阻阻值达到预设阻值；

参考图1和图3，开关控制单元150分别与第一开关120和第二开关130连接，用于控制第一开关120和第二开关130的闭合和打开。结合图1，本申请实施例中，第一开关120和第二开关130的打开与闭合交替切换，打开第一开关120与闭合第二开关130或闭合第一开关与打开第二开关之间的时间差不大于3纳秒。当开关控制单元150闭合第一开关120，打开第二开关130时，通过在很短时间内对电阻140加压，使电阻140阻值迅速达到预设阻值，预设阻值不小于500mω，需要说明的是，通过本申请的电路可以在几纳秒内使电阻140阻值达到预设阻值；

步骤s32，通过所述开关控制单元打开所述第一开关，闭合所述第二开关，使所述第一节点的电压降至预设电压。

当开关控制单元150打开第一开关120，闭合第二开关130时，使第一节点a的电压在很短时间内降至预设电压，需要说明的是，通过本申请的电路可以在几纳秒内使第一节点a的电压降至预设电压，也就是说，本申请开关控制单元150通过精确控制第一开关120及第二开关130的开合时间，能将第一节点a的电压在几纳秒的时间内快速降低至预设电压，使电阻140阻值在几纳秒时间内达到预设阻值，从而避免了电阻阻值升高时间及第一节点的电压降到预设电压的时间的影响。

此外，本申请实施例还提供了一种电子产品，电子产品包括上述实施例一至实施例二中所述的控制电路，且控制电路的具体结构及实现原理，详见上述实施方式的具体描述，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。