CN102468833B - 电子熔丝系统 - Google Patents

Abstract

一种电子熔丝系统，包含一接合垫、一电子熔丝电路、一第一开关电路、以及一控制电路。接合垫用以接收一参考电压；电子熔丝电路，用以于当一电流信号通过时，改变一输出电压电平；第一开关电路，耦接于接合垫与电子熔丝电路之间，用以依据一开关控制信号控制导通与否，以决定是否使电流信号通过熔丝电路；控制电路，耦接至第一开关电路，用以依据一控制信号与一上锁信号以输出开关控制信号。其中，当该上锁信号上锁时，该控制信号无法控制该控制电路导通该第一开关电路。

Description

电子熔丝系统

技术领域

本发明提供一种电子熔丝(Electronic Fuse，EFUSE)系统，尤指一种可避免误动作的电子熔丝系统。

背景技术

一般而言，熔丝于电子熔丝系统的初始设定(initial setting)时决定其熔断状态，换句话说，使用者可于其初始设定时，决定是否要熔断其熔丝，以使电子熔丝系统的输出电压电平改变，而具有不同的输出，达到系统调整的目的。

但若由于系统在开关机瞬间，使流过熔丝的瞬间电流过大，造成熔丝因此熔断，因系统误动作造成输出信号自行转态，使得电子熔丝系统无法依使用者的需求，达到系统调整的目的。

发明内容

因此本发明的目的之一在于提供一种避免电子熔丝误动作的电子熔丝系统，以解决前述的问题。

本发明的一实施例提供一种电子熔丝(Electronic Fuse，EFUSE)系统，包含一接合垫(Pad)、一电子熔丝电路、一第一开关电路、以及一控制电路。接合垫用以接收一参考电压；电子熔丝电路，用以于当一电流信号通过时，改变一输出电压电平；第一开关电路，耦接于接合垫与熔丝电路之间，用以依据一开关控制信号控制导通与否，以决定是否使电流信号通过该熔丝电路；控制电路，耦接至第一开关电路，用以依据一控制信号与一上锁信号以输出开关控制信号。其中，当该上锁信号上锁时，该控制信号无法控制该控制电路导通该第一开关电路。

本发明的电子熔丝系统，可以避免电子熔丝因通过的瞬间电流过大，而产生误动作，使输出电压电平因误动作而转态，而无法达到系统调整的目的。

附图说明

图1示出了本发明电子熔丝系统的一实施例示意图。

图2A示出了本发明电子熔丝系统的一实施例示意图。

图2B示出了本发明电子熔丝系统的一实施例示意图。

图3示出了本发明电子熔丝系统的一实施例示意图。

【主要组件符号说明】

100、200、300电子熔丝系统

101、301接合垫

102、302电子熔丝电路

102a熔丝

102b晶体管

103、303、305c开关电路

104、304控制电路

105、205、305上锁信号产生电路

106感测电路

或门电路208

305a调整熔丝

105a、205a可变电阻

105b、205b、305b参考电阻

N1、N2、O、P节点

具体实施方式

首先，请参阅图1，图1示出了本发明电子熔丝(Electronic Fuse，EFUSE)系统的一实施例示意图，如图1所示，电子熔丝系统100包含一接合垫(Pad)101、一电子熔丝电路102、一开关电路103、以及一控制电路104。

接合垫101用以接收并传输一参考电压Va，开关电路103耦接于接合垫101与熔丝电路102之间，用以依据一开关控制信号S1控制导通与否，以决定是否使一电流信号I通过熔丝电路102。控制电路104耦接至开关电路103，用以依据一控制信号CS1与一上锁信号LS来决定输出开关控制信号S1。

当电子熔丝电路102接收一电流信号I时，因其电子熔丝阻抗小，故当较大电流信号I通过其电子熔丝时，电子熔丝会熔断，电子熔丝电路102形同断路，电子熔丝系统100的输出电压V的电平会转态。

因此电子熔丝系统100依据开关控制信号S1来决定开关电路103导通与否。当开关电路103导通，电流信号I自接合垫101通过电子熔丝电路102，则电子熔丝电路102的熔丝进行熔断，使电子熔丝系统100的输出电压电平进行转态，达到系统调整的目的。

需注者，在本实施例中，控制电路104使用一与非门(NAND Gate)电路实现，开关电路103使用一P型金氧半场效晶体管实现，但本发明不应以此为限。

此外，如图1所示，电子熔丝系统100还包含一上锁信号产生电路105，上锁信号产生电路105用以产生该上锁信号LS，上锁信号产生电路105包含一可变电阻105a与一参考电阻105b。

由于可变电阻105a与参考电阻105b相互串联，并耦接至接合垫101且接收该参考电压Va，且控制电路104耦接至可变电阻105a与参考电阻105b间的一节点N1，藉由调整信号DS1，调整可变电阻105a的电阻值，以调整上锁信号LS的电压电平。

当上锁信号产生电路105未上锁时，使用者只需借助调整信号DS1，使可变电阻105a的电阻值远小于参考电阻105b的电阻值，由分压定理可知，节点N1处输出的上锁信号LS的电压电平将会被抬升，因此节点N1的电压电平会被拉升至近似于参考电压Va，换言之，上锁信号LS的电压电平近似于参考电压Va，且在本实例中，控制电路104为一与非门电路，故此时控制电路104可等效于一反向器。

在本实例中，电子熔丝系统100还包含一感测电路106与开关电路107，并且，熔丝电路102包含一熔丝102a、以及一晶体管102b，其中晶体管102b与开关电路107为一N型金氧半场效晶体管所实现。

如图1所示，熔丝102a一端并联开关电路103与107，另一端串联晶体管102b，开关电路103、107与熔丝102a耦接至一节点P，感测电路106耦接至熔丝102a与晶体管102b之间一节点O，并接收节点O的电压电平。

当上锁信号产生电路105未上锁(即上锁信号处于禁能状态)时，且不需使熔丝102a进行熔断时，则控制信号CS1输出低电压电平，故控制电路104相应输出高电压电平的开关控制信号S1至开关103，则开关电路103被禁能，并由控制信号CS2将开关电路107使能以使P点接地，一实施例中可利用感测电路106将熔丝102a与一比较电阻(图未示)进行比较，以判断熔丝102a是否被熔断。由于开关电路107使能，故感测电路106感测节点O的电压电平为低电压电平(节点P也为低电压电平)。

当需要使熔丝102a进行熔断时，开关电路103与晶体管102b均被使能从而成为一回路，较大电流信号I自接合垫101流经开关电路103，并流经熔丝电路102，使熔丝102a被熔断。

当熔丝102a熔断后，晶体管102b恢复为禁能，此时感测电路106感测节点O的阻抗值可视为无穷大。

当上锁信号产生电路105上锁(即上锁信号处于使能状态)时，使用者借助调整信号DS1，使可变电阻105a的电阻值远大于参考电阻105b的电阻值，由分压定理可知，在节点N1处输出的上锁信号LS的电压电平将会下降，因此节点N1的电压电平会被降低至近似于0，此时控制信号CS1无论是高电压电平还是低电压电平，控制电路104的输出均为一高电压电平，使开关电路103无法被导通，电流信号I也无法通过开关电路103，故熔丝102a不会被熔断。

在此请注意，上锁信号产生电路105产生的上锁信号LS若为高电压电平，可依据控制信号CS1的电压电平，调整控制电路104输出的电压电平，而使开关电路103使能或禁能，进而依据使用者的需求使熔丝102a熔断与否；上锁信号产生电路105产生的上锁信号LS若为低电压电平，则无论控制信号CS1的电压电平，控制电路104输出均为高电压电平，开关电路103则被禁能。

如此一来，可避免电子熔丝系统100因开机或关机瞬间使开关电路103与晶体管102b产生误动作，而使熔丝102a熔断，造成感测电路106接收节点O的电压电平在非预期状况下转态。

请参阅图2A，图2A示出了本发明电子熔丝系统200a的一实施例示意图，电子熔丝系统200a与电子熔丝系统100的差异在于，上锁信号产生电路205具有三个可变电阻205a与三个参考电阻205b，其耦接关系如图2A所示。

故使用者需同时传输调整信号DS1、DS2、DS3，使三个可变电阻205a分别远大于三个参考电阻205b，才能使控制电路204输出的开关控制信号S1为低电压电平；为避免开关电路103与晶体管102b产生误动作而使熔丝102a熔断，使用者只需传输调整信号DS1、DS2、DS3中的一个信号为低电压电平即可，如此一来，以多重的防护降低电子熔丝系统200a因误动作而造成感测电路106接收节点O的电压电平在非预期状况下转态。亦即，本实施例可增加上锁机率，防止锁不上的情形发生。其余操作原理均与电子熔丝系统100相同，为求简洁，在此不另行赘述。

请参阅图2B，图2B示出了本发明电子熔丝系统200b的一实施例示意图，电子熔丝系统200b与电子熔丝系统200a的差异在于，电子熔丝系统200b包含一或门电路(or gate)208，上锁信号产生电路205耦接或门电路208，再由或门电路208输出上锁信号LS至控制电路204，控制电路204依据上锁信号LS与控制信号CS1输出开关控制信号S1。

当输出的调整信号DS1、DS2、DS3其中之一的讯号为高电压电平，则或门电路208输出上锁信号LS为高电压电平，与电子熔丝系统200a的差异在于本实施例可避免误上锁的动作，如此一来，假若调整信号DS1、DS2、DS3由三位不同使用者控制，当其中一位想使熔丝102a进行熔断动作时，则只需调整信号DS1、DS2、DS3其中之一的信号为高电压电平，而不需使调整信号DS1、DS2、DS3均为高电压电平。其余操作原理均与电子熔丝系统100相同，为求简洁，在此不另行赘述。

请参阅图3，图3示出了本发明电子熔丝系统的一实施例示意图，如图3所示，电子熔丝系统300包含一接合垫301、一电子熔丝电路302、一开关电路303、以及一控制电路304。

在此请注意，电子熔丝系统300与电子熔丝系统100具有类似的功能与操作，其差异为：上锁信号产生电路305包含一调整熔丝305a、一参考电阻305b、以及一开关电路305c。

由于调整熔丝305a与参考电阻305b相互串联，并耦接至接合垫301且接收该参考电压Va，控制电路304耦接至调整熔丝305a与参考电阻305b间的一节点N1，且开关电路305c耦接于参考电阻305b与调整熔丝305a间的节点N2，节点N1输出上锁信号LS，在本实施例中节点N1与节点N2实质上相同，且开关电路305c是一N型金氧半场效晶体管。

当调整信号DS1的初始值为一低电压电平，开关电路305c被禁能，由于调整熔丝305a的电阻值远小于参考电阻305b，由分压定理可知，节点N1的电压电平会接近参考电压Va，故节点N1输出的上锁信号LS为一高电压电平，故此时控制电路304也等效于一反向器。

当上锁信号产生电路305要上锁时，使用者输出一高电压电平的调整信号DS1至开关电路305c，使开关电路305c被使能，则节点N1的电压电平会被降低至一低电压电平，由于调整熔丝305a的两端电压差相当大，但因调整熔丝305a的电阻值很小，故流经调整熔丝305a的电流信号I会相当大，使调整熔丝305a熔断，则节点N1的电压电平将会维持在低电压电平，此时控制电路304将被上锁。

如此一来，使用者可利用调整信号DS1决定开关电路305c导通与否，以调整上锁信号LS的电压电平，并借助熔断调整熔丝305a，使其上锁信号LS的电压电平永久为一低电压电平。其余操作原理均与电子熔丝系统100相同，为求简洁，在此不另行赘述。

综上所述，本发明的电子熔丝系统可以避免其电子熔丝因通过的瞬间电流过大，而产生误动作，使输出电压电平因误动作而自行转态，而无法达到系统调整的目的。

Claims (8)

1.一种电子熔丝系统，包含：

一接合垫，用以接收一参考电压；

一电子熔丝电路，用以当一电流信号通过时，改变一输出电压电平；

一第一开关电路，耦接于所述接合垫与所述电子熔丝电路之间，用以依据一开关控制信号控制导通与否，以决定是否使所述电流信号通过所述电子熔丝电路；

一控制电路，耦接至所述第一开关电路，用以依据一控制信号与一上锁信号以输出所述开关控制信号，其中，当所述上锁信号上锁时，所述控制信号无法控制所述控制电路导通所述第一开关电路；以及

一上锁信号产生电路，用以产生所述上锁信号，所述上锁信号产生电路包含：

一调整熔丝，耦接至所述接合垫并接收所述参考电压；

一参考电阻，串联至所述调整熔丝；以及

一第二开关电路，耦接于所述参考电阻与所述调整熔丝间的一节点，所述节点输出所述上锁信号；

其中，所述控制电路的一第一端耦接于所述节点；所述第二开关电路依据一调整信号决定所述第二开关电路导通与否，以调整所述上锁信号的电压电平。

2.根据权利要求1所述的电子熔丝系统，所述上锁信号产生电路还包含：

一第一可变电阻，耦接至所述接合垫并接收所述参考电压；以及

一第一参考电阻，串联至所述第一可变电阻，所述第一参考电阻与所述第一可变电阻间的一第一节点输出一第一上锁信号；

其中，所述控制电路的一第二端耦接于所述第一节点；所述第一可变电阻依据一第一调整信号，调整所述第一可变电阻的电阻值，以调整所述第一上锁信号的电压电平。

3.根据权利要求2所述的电子熔丝系统，所述上锁信号产生电路还包含：

一第二可变电阻，耦接至所述接合垫并接收所述参考电压；以及

一第二参考电阻，串联至所述第二可变电阻，所述第二参考电阻与所述第二可变电阻间的一第二节点输出一第二上锁信号；

其中，所述控制电路的一第三端耦接于所述第二节点；所述第二可变电阻依据一第二调整信号，调整所述第二可变电阻的电阻值，以调整所述第二上锁信号的电压电平。

4.根据权利要求3所述的电子熔丝系统，其中所述第一开关电路为一P型金氧半场效晶体管。

5.根据权利要求3所述的电子熔丝系统，其中所述控制电路为一与非门电路。

6.根据权利要求1所述的电子熔丝系统，其中所述第一开关电路为一P型金氧半场效晶体管。

7.根据权利要求6所述的电子熔丝系统，其中所述第二开关电路为一N型金氧半场效晶体管。

8.根据权利要求6所述的电子熔丝系统，其中所述控制电路为一与非门电路。