CN107786189A - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

即便为电流驱动能力低的检查装置也能够测试的、在兼用为测试端子的输出端子具备电流驱动能力高的输出驱动器的半导体装置，具备：阈值分别不同的多个电压判定电路，输入端子与半导体装置的输出端子连接；编码电路，与多个电压判定电路连接并输出编码信号；以及模式切换电路，响应编码信号和内部电路的信号而向内部电路输出模式信号。

Description

半导体装置
技术领域
本发明涉及半导体装置，特别是涉及将具备驱动能力高的输出驱动器的输出端子兼用为测试端子的半导体装置。
背景技术
由于限制端子数而不能设置专用的测试端子的半导体装置中，搭载有将用于向量产检查用的测试模式接通的测试端子兼用为输出端子的电路。
例如在专利文献1中，公开了检测出通过从输出端子强制地输入电压而产生的、在通常动作下不能引起的状态，向测试模式转移的技术。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2009－31225号公报。
发明内容
【发明要解决的课题】
然而，专利文献1的技术未设想电流驱动能力低的检查装置、和在输出端子具备电流驱动能力高的输出驱动器的半导体装置的组合。
本发明的目的在于提供即便为电流驱动能力低的检查装置也能测试的、在兼用为测试端子的输出端子具备电流驱动能力高的输出驱动器的半导体装置。
【用于解决课题的方案】
本发明的半导体装置，其特征在于具备：多个电压判定电路，与半导体装置的输出端子连接并且阈值分别不同；编码电路，响应从多个电压判定电路输入的信号而输出二值（2値）的编码信号；以及模式切换电路，响应所输入的编码信号和内部电路的信号向内部电路输出模式信号。
【发明效果】
依据本发明的半导体装置，由于具备多个电压判定电路和编码电路，所以即便为电流驱动能力低的检查装置，也能从外部驱动具备了电流驱动能力高的输出驱动器的输出端子而切换到测试模式。
附图说明
【图1】是第1实施方式的半导体装置的框图。
【图2】是第2实施方式的半导体装置的框图。
【图3】是第3实施方式的半导体装置的框图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的半导体装置进行说明。
＜第1实施方式＞
图1是第1实施方式的半导体装置100的框图。
第1实施方式的半导体装置100由电压判定电路10a、10b、10c、输出驱动器20、编码电路30、模式切换电路40和内部电路50构成。
输出驱动器20的输入与内部电路50的输出连接，输出与半导体装置100的输出端子OUT连接。输出端子OUT与电压判定电路10a、10b、10c的输入连接。电压判定电路10a、10b、10c的输出分别与编码电路30的输入连接。编码电路30的输出与模式切换电路40的第一输入连接。模式切换电路40的第二输入与内部电路50的输出连接，输出与内部电路50的输入连接。
电压判定电路10a具有阈值Vt1，对输出信号V10a进行输出。电压判定电路10a的输出信号V10a在输出端子OUT的电位VOUT为阈值Vt1以上时成为H电平，在输出端子OUT的电位VOUT小于阈值Vt1时成为L电平。
电压判定电路10b具有阈值Vt2，对输出信号V10b进行输出。电压判定电路10b的输出信号V10b在输出端子OUT的电位VOUT为阈值Vt2以上时成为H电平，在输出端子OUT的电位VOUT小于阈值Vt2时成为L电平。
电压判定电路10c具有阈值Vt3，对输出信号V10c进行输出。电压判定电路10c的输出信号V10c在输出端子OUT的电位VOUT为阈值Vt3以上时成为H电平，在输出端子OUT的电位VOUT小于阈值Vt3时成为L电平。
在此，阈值Vt1～Vt3满足Vt1＜Vt2＜Vt3的关系。
编码电路30是二值逻辑电路，被输入电压判定电路10a～10c的输出信号，响应该输出信号而输出二值信号。在此，例如，在电压判定电路10a的输出信号为L电平、10b的输出信号为L电平、10c的输出信号为L电平时，记载为LLL。关于编码电路30所输出的二值信号，在电压判定电路10a～10c的输出信号为LLL时为L电平、HLL时为H电平、HHL时为L电平、HHH时为H电平。
模式切换电路40输入内部电路50的输出电位和编码电路30的二值信号，当这些信号为相同电位时，向内部电路50输出切换为测试模式的模式信号。
内部电路50响应从模式切换电路40输入的模式信号，如果为通常模式，则例如输出物理量的大小的判定结果，如果为测试模式就执行既定测试动作。
输出驱动器20为由PMOS晶体管和NMOS晶体管构成的CMOS输出驱动器。在此，输出驱动器20具有较高的电流驱动能力。
接着，对第1实施方式的半导体装置100的动作进行说明。
首先，说明当内部电路50输出L电平的信号时，强制地使输出端子OUT的电位VOUT为L电平，并使内部电路50为测试模式的动作。
当内部电路50输出L电平的信号时，输出驱动器20的PMOS晶体管导通，输出端子OUT的电位VOUT成为H电平。
在此，若以电流驱动能力低的检查装置向输出端子OUT供给源极驱动电流，则因输出驱动器20的PMOS晶体管的导通电阻和检查装置的电流驱动能力的关系，输出端子OUT的电位VOUT不能为L电平。而且，电位VOUT成为阈值Vt2以上且小于阈值Vt3。
电压判定电路10a因为输出端子OUT的电位VOUT为阈值Vt1以上而输出H电平的输出信号V10a。电压判定电路10b因为输出端子OUT的电位VOUT为阈值Vt2以上而输出H电平的输出信号V10b。电压判定电路10c因为输出端子OUT的电位VOUT小于阈值Vt3而输出L电平的输出信号V10c。即，编码电路30从电压判定电路10a～10c被输入HHL的信号。
编码电路30若从电压判定电路10a～10c被输入HHL的信号，则输出L电平的信号。即，编码电路30在电位VOUT小于阈值Vt1时同样地输出L电平的信号。
模式切换电路40在内部电路50输出L电平的信号时，若从编码电路30接受L电平的信号，则识别为输出端子OUT的电位VOUT被强制地成为L电平，输出使内部电路50为测试模式的模式信号。
接着，说明当内部电路50输出H电平的信号时，使输出端子OUT的电位VOUT强制地成为H电平，使内部电路50为测试模式的动作。
当内部电路50输出H电平的信号时，输出驱动器20使NMOS晶体管导通，输出端子OUT的电位VOUT成为L电平。
在此，若以电流驱动能力低的检查装置向输出端子OUT供给灌（sink）驱动电流，则因输出驱动器20的NMOS晶体管的导通电阻和检查装置的电流驱动能力的关系，输出端子OUT的电位VOUT不能为H电平。而且，电位VOUT成为阈值Vt1以上且小于阈值Vt2。
电压判定电路10a因为输出端子OUT的电位VOUT为阈值Vt1以上而输出H电平的输出信号V10a。电压判定电路10b因为输出端子OUT的电位VOUT小于阈值Vt2而输出L电平的输出信号V10b。电压判定电路10c因为输出端子OUT的电位VOUT小于阈值Vt3而输出L电平的输出信号V10c。即，编码电路30从电压判定电路10a～10c被输入HLL的信号。
编码电路30若从电压判定电路10a～10c被输入HLL的信号，则输出H电平的信号。即，编码电路30在电位VOUT成为阈值Vt3以上时同样地输出H电平的信号。
模式切换电路40在内部电路50输出H电平的信号时，若从编码电路30接受H电平的信号，则识别为输出端子OUT的电位VOUT被强制地成为H电平，输出使内部电路50为测试模式的模式信号。
如以上说明的那样，具备高的电流驱动能力的输出驱动器20的第1实施方式的半导体装置100，具备电压判定电路10a～10c和编码电路30，因此，即便为电流驱动能力低的检查装置，也能使内部电路50为测试模式。
＜第2实施方式＞
图2是第2实施方式的半导体装置200的框图。第2实施方式的半导体装置200对图1的半导体装置100进行追加而具备低通滤波器60。关于其他的结构，与图1的半导体装置100相同，因此对于相同的结构要素标注相同的标号，并省略说明。
低通滤波器60连接在输出端子OUT与电压判定电路10a～10c之间。低通滤波器60具有在脉冲状的噪声叠加到输出端子OUT的情况下，使得在向电压判定电路10a～10c输入的输出端子OUT的电位VOUT不会受到该噪声造成的电位的变动的功能。
当内部电路50输出H电平的信号时，输出驱动器20使NMOS晶体管导通，输出端子OUT的电位VOUT成为L电平。在此，脉冲状的H电平的噪声叠加到输出端子OUT的情况下，因与输出驱动器20的NMOS晶体管的导通电阻的关系，输出端子OUT的电位VOUT以脉冲状成为阈值Vt1以上且小于阈值Vt2。
低通滤波器60即便所输入的电位VOUT以脉冲状变动也按照恒定的时间常数进行应答，因此其输出电位不会超过阈值Vt1。
第1实施方式的半导体装置100为了与电流驱动能力低的检查装置对应，使得根据电压判定电路10a的低的阈值Vt1检测出输出端子OUT的强制H电平输入，因此有可能受到施加到输出端子OUT的噪声的影响。本实施方式的半导体装置200通过在输出端子OUT与电压判定电路10a～10c之间设置低通滤波器60，能够排除从外部施加到输出端子OUT的噪声的影响。
如以上说明的那样，依据第2实施方式的半导体装置200，具有与第1实施方式的半导体装置100同样的效果，进而，能够排除施加到输出端子OUT的噪声的影响，所以能够提供可靠性更高的半导体装置。
＜第3实施方式＞
图3是第3实施方式的半导体装置300的框图。第3实施方式的半导体装置300对图1的半导体装置100进行追加而进一步具备电压判定电路10d、10e和编码电路31。关于其他的结构，由于与图1的半导体装置100相同，所以对于相同的结构要素标注相同的标号，并省略说明。
电压判定电路10d具有阈值Vt4，对输出信号V10d进行输出。电压判定电路10d的输出信号V10d在输出端子OUT的电位VOUT为阈值Vt4以上时成为H电平，在输出端子OUT的电位VOUT小于阈值Vt4时成为L电平。
电压判定电路10e具有阈值Vt5，对输出信号V10e进行输出。电压判定电路10e的输出信号V10e在输出端子OUT的电位VOUT为阈值Vt5以上时成为H电平，在输出端子OUT的电位VOUT小于阈值Vt5时成为L电平。
在此，阈值Vt1～Vt5满足Vt1＜Vt2＜Vt3＜Vt4＜Vt5的关系。
编码电路31是二值逻辑电路，被输入电压判定电路10a～10e的输出信号，响应该输出信号而输出二值信号。在此，二值信号在电压判定电路10a～10e的输出信号为LLLLL时为L电平、HLLLL时为H电平、HHLLL时为L电平、HHHLL时为H电平、HHHHL时为L电平、HHHHH时为H电平。
接着，对第3实施方式的半导体装置300的动作进行说明。
首先，说明在内部电路50输出L电平的信号时，强制地使输出端子OUT的电位VOUT成为L电平，使内部电路50为测试模式的动作。
在内部电路50输出L电平的信号时，输出驱动器20的PMOS晶体管导通，输出端子OUT的电位VOUT成为H电平。
若以电流驱动能力低的检查装置向输出端子OUT供给源极驱动电流，则电位VOUT成为阈值Vt4以上且小于阈值Vt5。编码电路31在从电压判定电路10a～10e被输入HHHHL的信号时，输出L电平的信号。
另外，若输出端子OUT的电位VOUT为阈值Vt3以上且小于阈值Vt4，则编码电路31从电压判定电路10a～10e被输入HHHLL的信号，因此输出H电平的信号。
因而，若将阈值Vt4和阈值Vt5设定为接近的值，则为了使内部电路50为测试模式，需要正确地使输出端子OUT的电位VOUT为阈值Vt4以上且小于阈值Vt5。即，编码电路31具有难以受到从外部施加到输出端子OUT的噪声的影响的效果。
进而，编码电路31如果构成为以适当的周期对从电压判定电路10a～10e输入的信号进行采样、输出二值信号，就会更加难以受到噪声的影响。
第1实施方式的半导体装置100为了与电流驱动能力低的检查装置对应，使得根据电压判定电路10a的低的阈值Vt1检测到输出端子OUT的强制H电平输入，因此有可能受到施加到输出端子OUT的噪声的影响。第3实施方式的半导体装置300通过进一步设置电压判定电路10d、10e，能够排除从外部施加到输出端子OUT的噪声的影响。
如以上说明的那样，依据第3实施方式的半导体装置300，具有与第1实施方式的半导体装置100同样的效果，进而，能够排除施加到输出端子OUT的噪声的影响，因此能够提供可靠性更高的半导体装置。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更或组合。例如，也可以在第三实施方式的半导体装置设置低通滤波器。另外，示出了在输出驱动器使用CMOS驱动器的例子，但是无论什么样的电路的输出驱动器都能适用。另外，也可为适用于多个输出端子，向模式切换电路供给由多个位组成的并行形式的测试模式信号的结构。
【标号说明】
10a～10e电压判定电路；20输出驱动器；30、31编码电路；40模式切换电路；50内部电路；60低通滤波器。

Claims (6)

1.一种半导体装置，其特征在于具备：
输出驱动器，向半导体装置的输出端子输出从内部电路输入的信号；
第1电压判定电路，输入端子与所述半导体装置的输出端子连接，具有第1阈值；
第2电压判定电路，输入端子与所述半导体装置的输出端子连接，具有比所述第1阈值高的第2阈值；
第3电压判定电路，输入端子与所述半导体装置的输出端子连接，具有比所述第2阈值高的第3阈值；
编码电路，输入端子与所述第1～3电压判定电路的输出端子连接，响应所述第1～3电压判定电路的输出信号而输出二值的编码信号；以及
模式切换电路，输入端子与所述编码电路的输出端子连接，响应所输入的所述编码信号和所述内部电路的所述信号，向所述内部电路输出模式信号。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
所述编码电路，
在所述输出端子的电位低于所述第1阈值的情况下输出第1逻辑信号，
在所述输出端子的电位为所述第1阈值以上、且低于所述第2阈值的情况下输出第2逻辑信号，
在所述输出端子的电位为所述第2阈值以上、且低于所述第3阈值的情况下输出所述第1逻辑信号，
在所述输出端子的电位为所述第3阈值以上的情况下输出所述第2逻辑信号。
3.如权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于：
在所述半导体装置的输出端子与所述第1～3电压判定电路的输入端子之间设置低通滤波器。
4.一种半导体装置，其特征在于具备：
输出驱动器，向半导体装置的输出端子输出从内部电路输入的信号；
第1电压判定电路，输入端子与所述半导体装置的输出端子连接，具有第1阈值；
第2电压判定电路，输入端子与所述半导体装置的输出端子连接，具有比所述第1阈值高的第2阈值；
第3电压判定电路，输入端子与所述半导体装置的输出端子连接，具有比所述第2阈值高的第3阈值；
第4电压判定电路，输入端子与所述半导体装置的输出端子连接，具有比所述第3阈值高的第4阈值；
第5电压判定电路，输入端子与所述半导体装置的输出端子连接，具有比所述第4阈值高的第5阈值；
编码电路，输入端子与所述第1～5电压判定电路的输出端子连接，响应所述第1～5电压判定电路的输出信号而输出二值的编码信号；以及
模式切换电路，输入端子与所述编码电路的输出端子连接，响应所输入的所述编码信号和所述内部电路的所述信号，向所述内部电路输出模式信号。
5.如权利要求4所述的半导体装置，其特征在于：
所述编码电路，
在所述输出端子的电位低于所述第1阈值的情况下输出第1逻辑信号，
在所述输出端子的电位为所述第1阈值以上、且低于所述第2阈值的情况下输出第2逻辑信号，
在所述输出端子的电位为所述第2阈值以上、且低于所述第3阈值的情况下输出所述第1逻辑信号，
在所述输出端子的电位为所述第3阈值以上、且低于所述第4阈值的情况下输出所述第2逻辑信号，
在所述输出端子的电位为所述第4阈值以上、且低于所述第5阈值的情况下输出所述第1逻辑信号，
在所述输出端子的电位为所述第5阈值以上的情况下输出所述第2逻辑信号。
6.如权利要求4或5所述的半导体装置，其特征在于：
在所述半导体装置的输出端子与所述第1～5电压判定电路的输入端子之间设置低通滤波器。
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