CN108958342A - 电压微调电路和包括电压微调电路的集成电路 - Google Patents

电压微调电路和包括电压微调电路的集成电路 Download PDF

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Abstract

电压微调电路包括比较器、代码生成器、非易失性存储设备、开关电路和电压生成器。比较器将参考电压与反馈电压进行比较。代码生成器基于比较器的比较结果生成用于对反馈电压进行微调的多个微调代码。如果反馈电压小于参考电压，则代码生成器调整多个微调代码中的用于增大反馈电压的上调代码，并且将多个微调代码中的用于减小反馈电压的下调代码维持在初始值。如果反馈电压大于参考电压，则代码生成器调整下调代码并将上调代码维持在初始值。

Description

电压微调电路和包括电压微调电路的集成电路
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年5月22日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0062871的优先权，其内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本文描述的发明构思的实施例涉及电压微调电路、其操作方法以及包括电压微调电路的集成电路，更具体地，涉及包括反熔丝的电压微调电路、其操作方法以及包括电压微调电路的集成电路。
背景技术
集成电路可以通过使用驱动电压(例如，VDD)来生成内部电压。内部电压可能无法准确地设置为期望的电压电平，并且可能需要微调(trim)或调整其电平。为了微调内部电压，测试设备(集成电路的外部设备)可以通过集成电路的焊盘(pad)读取内部电压。由于电压电平微调时间，测试时间可能会增加，其中电压电平微调时间包括测试设备读取内部电压的时间以及控制集成电路中的内部电路微调内部电压的时间。集成电路的测试时间的增加可能会降低集成电路的产量。
此外，在测试设备调整集成电路的内部电压的情况中，由于测试设备的独特分辨率，内部电压可能无法准确地设置为参考电压或目标电压。尤其是，由于当精细地制造集成电路时驱动电压减小，因此更准确地设置内部电压很重要。
为了解决上述问题，建议使用电压微调电路来在内部调整集成电路的内部电压。
发明内容
本发明构思的实施例提供了包括反熔丝的电压微调电路、其操作方法以及包括该电压微调电路的集成电路。
根据实施例的一个方面，电压微调电路包括：比较器、代码生成器、非易失性存储设备、开关电路和电压生成器。比较器被配置为将参考电压与反馈电压进行比较。代码生成器被配置为基于所述比较器的比较结果生成用于对所述反馈电压进行微调的多个微调代码。如果所述比较结果指示要增大所述反馈电压，则所述代码生成器调整所述多个微调代码中的上调代码以增大所述反馈电压并将所述多个微调代码中的下调代码维持在初始值。如果所述比较结果指示要减小所述反馈电压，则所述代码生成器调整所述多个微调代码中的所述下调代码并将所述上调代码维持在初始值。所述非易失性存储设备被配置为存储由所述代码生成器调整的多个最终微调代码。所述开关电路被配置为在微调模式期间选择所述多个微调代码，并且在所述微调模式之后选择所述多个最终微调代码。所述电压生成器被配置为基于由所述开关电路选择的所述多个微调代码来生成所述反馈电压。
根据实施例的另一方面，一种电压微调电路的操作方法包括：通过使用比较器将参考电压与反馈电压进行比较；调整上调代码以增大所述反馈电压，并且调整下调代码以减小所述反馈电压；以及在调整所述上调代码和所述下调代码之后，将所述上调代码和所述下调代码编程到包括多个反熔丝的反熔丝阵列中。所述调整包括：如果比较结果指示要增大所述反馈电压，则设置所述上调代码的值以使所述反馈电压增大，并且如果所述比较结果指示要减小所述反馈电压，则设置所述下调代码的值以使所述反馈电压减小。
根据实施例的另一方面，一种集成电路包括：第一开关电路、比较器、代码生成器、非易失性存储设备、第二开关电路和多个电压生成器。所述第一开关电路被配置为选择所述集成电路的多个内部电压。所述比较器被配置为将由所述第一开关电路从所述多个内部电压中选择的内部电压与参考电压进行比较。所述代码生成器被配置为基于所述比较器的比较结果来调整用于对所述多个内部电压中的每一个进行微调的多个微调代码。所述非易失性存储设备被配置为存储由所述代码生成器调整的多个最终微调代码；所述第二开关电路被配置为在微调模式期间选择所述多个微调代码，并且在所述微调模式之后选择所述多个最终微调代码。所述多个电压生成器被配置为基于由所述第二开关电路选择的多个微调代码来生成多个内部电压。所述多个微调代码中的每一个包括用于增大所述多个内部电压的上调代码和用于减小所述多个内部电压的下调代码。如果所述代码生成器调整所述上调代码和所述下调代码中的任何一个，则所述代码生成器将所述上调代码和所述下调代码中的其他代码维持在初始值。
附图说明
图1是示出了根据本发明构思的实施例的电压微调电路的框图。
图2是示出了图1所示的代码生成器的微调操作的流程图的图。
图3是示出了图1所示的代码生成器的时序图的图。
图4是示出了图1所示的代码生成器的微调操作的流程图的图。
图5是示出了图1所示的代码生成器的时序图的图。
图6是示出了图1所示的非易失性存储设备的框图。
图7是示出了图1所示的电压生成器的结构的图。
图8是示出了根据本发明构思的另一实施例的电压微调电路的框图。
图9是示出了图8所示的累积电路的时序图的图。
图10是示出了根据本发明构思的实施例的集成电路的框图。
图11是示出了根据本发明构思的实施例的与电压微调电路的操作相关联的流程图的图。
图12是示出了与微调电路在微调操作之后的操作相关联的流程图的图。
具体实施方式
可以对本发明构思的实施例进行详细且清楚的描述，以使得本领域普通技术人员容易地实现本发明构思。
图1是示出了根据本发明构思的实施例的电压微调电路的框图。参考图1，电压微调电路100可以包括比较器110、代码生成器120、非易失性存储设备130、开关电路140和电压生成器150。电压微调电路100可以将反馈电压VFB设置为参考电压VREF。将详细描述电压微调电路100的元件。
比较器110可以将参考电压VREF与反馈电压VFB进行比较并且可以生成比较结果COMP。参考电压VREF可以是从电压微调电路100的外部提供的电压，并且反馈电压VFB可以是由电压生成器150使用电压微调电路100的驱动电压(例如，VDD)生成的电压。可以将反馈电压VFB提供给图1中未示出的另一电路(例如，包括电压微调电路100的集成电路中的电路)。
在实施例中，比较器110可以是运算放大器。在比较器110将参考电压VREF与反馈电压VFB进行比较之前，可以首先执行偏移消除。
比较器110可以通过非反相输入端子(或称为“正输入端子”)接收参考电压VREF，并且可以通过反相输入端子(或称为“负输入端子”)接收反馈电压VFB。在实施例中，如果反馈电压VFB高于参考电压VREF，则比较结果COMP可以较低；如果反馈电压VFB低于参考电压VREF，则比较结果COMP可以较高。比较结果COMP可以是数字信号。
代码生成器120可以基于比较结果COMP生成上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]。这里，“N”是1或大于1的自然数。代码生成器120可以调整上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]，使得反馈电压VFB被设置为参考电压VREF。这里，上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]可以是用于对反馈电压VFB进行微调的多个微调代码。通过微调模式，由代码生成器120调整的上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]可以是多个最终微调代码。
具体地，随着上升代码UP_CODE[N:1]增大，反馈电压VFB也可以增大，并且随着下调代码DN_CODE[N:1]减小，反馈电压VFB也可以减小。针对上调代码UP_CODE[N:1]中的每一个的反馈电压VFB的增量的量可以不同。针对下调代码DN_CODE[N:1]中的每一个的反馈电压VFB的减量的量可以不同。当上调代码的最高有效位UP_CODE[N]改变时，反馈电压VFB的增量可以最大，并且当上调代码的最低有效位UP_CODE[1]改变时，反馈电压VFB的增量可以最小。类似地，通过作为最高有效位的下调代码DN_CODE[N]的反馈电压VFB的减量可以最大，并且通过作为最低有效位的下调代码DN_CODE[1]的反馈电压VFB的减量可以最小。
在实施例中，关于反馈电压VFB，代码生成器120可以按从最高有效位到最低有效位的顺序调整上调代码UP_CODE[N:1]，并且可以按从最高有效位到最低有效位的顺序调整下调代码DN_CODE[N:1]。将参考图2至图5更全面地描述代码生成器120的操作。
非易失性存储设备130可以存储由代码生成器120调整的上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]，其中反馈电压VFB被设置为参考电压VREF。因为非易失性存储设备130存储反馈电压VFB的微调结果，因此可以在包括非易失性存储设备的系统掉电之后维持反馈电压VFB的值，并且可以在系统上电之后立即重新使用反馈电压VFB的值。
在微调之后，非易失性存储设备130可以通过开关电路140向电压生成器150提供所存储的上调代码UP_CODE[N:1]和所存储的下调代码DN_CODE[N:1]。
在实施例中，非易失性存储设备130可以包括反熔丝阵列。通过电编程，反熔丝可以从高电阻状态改变为低电阻状态。在另一实施例中，非易失性存储设备130可以包括以下任意一项：NAND闪存、NOR闪存、磁随机存取存储器(MRAM)、相变随机存取存储器(PRAM)、电阻随机存取存储器(RRAM)、铁电随机存取存储器(FRAM)和晶闸管随机存取存储器(TRAM)。
开关电路140可以选择由代码生成器120调整的上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]或者存储在非易失性存储设备130中的上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]，并且可以向电压生成器150提供所选择的代码。开关电路140可以在正在调整反馈电压VFB(即，在微调模式中)时选择代码生成器120的上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]。在该情况下，来自代码生成器120的上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]可以连续地改变，直到反馈电压VFB被设置为参考电压VREF为止(参考稍后将描述的图2和图3)。
在微调模式之后，开关电路140可以选择存储在非易失性存储设备130中的上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]。在这种情况下，上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]可以具有特定值。在实施例中，开关电路140可以执行多路复用器功能。
电压生成器150可以基于由开关电路140选择的多个微调代码来生成反馈电压VFB。在微调模式中，电压生成器150可以基于正在改变的多个微调代码来调整反馈电压VFB。在微调模式之后，电压生成器150可以基于存储在非易失性存储设备130中的具有特定值的多个微调代码，生成与参考电压VREF相似的反馈电压VFB。将参考图7更全面地描述电压生成器150的结构。
图2是示出了图1所示的代码生成器的微调操作的流程图。将参考图1描述图2。在图2中，假设上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]的初始值分别是“0000000b”。
在操作S110中，代码生成器120可以从比较器110接收比较结果COMP。
在操作S120中，代码生成器120确定反馈电压VFB是否小于参考电压VREF。如果在操作S120中反馈电压VFB小于参考电压VREF(是)，则代码生成器120可以执行操作S131。如果在操作S120中反馈电压VFB大于参考电压VREF(否)，则代码生成器120可以执行操作S132。
如果反馈电压VFB小于参考电压VREF，则在操作S131中，代码生成器120可以将上调代码UP_CODE[N]设置为“1”。如果反馈电压VFB大于参考电压VREF，则在操作S132中，代码生成器120可以将下调代码DN_CODE[N]设置为“1”。
由于在操作S131或操作S132中设置了第N个上调代码UP_CODE[N]或第N个下调代码DN_CODE[N]，因此在操作S140中，代码生成器120可以准备设置第(N-1)个上调代码UP_CODE[N-1]或第(N-1)个下调代码DN_CODE[N-1]。
在操作S150中，代码生成器120可以确定是否使用了所有上调代码UP_CODE[N:1]或下调代码DN_CODE[N:1](即，N＝“0”)。如果确定使用了所有上调代码UP_CODE[N:1]或下调代码DN_CODE[N:1](是)，则微调操作可以在上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]被存储在非易失性存储设备130中之后结束。如果在操作S150中确定未使用所有上调代码UP_CODE[N:1]或下调代码DN_CODE[N:1](否)，则可以重复微调操作。也即是说，代码生成器120可以重复地执行操作S110至操作S150。
图2所示的代码生成器120的流程图可以指代码生成器120根据二分搜索算法操作的情况或代码生成器120以与逐次逼近模数转换器(SAR ADC)类似的方式操作的情况。下面将描述根据图2的流程图的代码生成器120的时序图。
图3是示出了图1所示的代码生成器的时序图的图。将参考图1和图2来描述图3。在图3中，横轴指示时间。假设上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]中的每一个的“N”是“7”。此外，假设用于增大反馈电压VFB的上调代码UP_CODE[N:1]的增量中的每一个与2N成正比，并且类似地，假设用于减小反馈电压VFB的下调代码DN_CODE[N:1]的减量中的每一个与2N成正比。
从时间点T1到时间点T2，反馈电压VFB的初始电压电平是第一电压电平V1。反馈电压VFB小于参考电压VREF。因此，比较器110的比较结果COMP可以较高。代码生成器120可以调整上调代码UP_CODE[7:1]以增大反馈电压VFB。代码生成器120可以首先控制作为最高有效位的上调代码UP_CODE[7]。如上所述，上调代码UP_CODE[7]的增量最大。在时间点T2之前，代码生成器120可以将上调代码UP_CODE[7:1]中的MSB上调代码UP_CODE[7]设置为“1”(操作S131)。反馈电压VFB可以从第一电压电平V1增大到第二电压电平V2。
从时间点T2到时间点T3，通过调整代码生成器120，反馈电压VFB可以大于参考电压VREF。因此，比较器110的比较结果COMP可以较低。代码生成器120可以调整下调代码DN_CODE[7:1]以减小反馈电压VFB。在这种情况下，如果MSB下调代码DN_CODE[7]被设置为“1”，则反馈电压VFB可以返回到与时间点T1和时间点T2之间的第一电压电平V1类似的电压电平。为此，代码生成器120可以不将MSB下调代码DN_CODE[7]设置为“1”，而是将下调代码DN_CODE[6]设置为“1”(操作S132)。反馈电压VFB可以从第二电压电平V2减小到第三电压电平V3。
从时间点T3到时间点T4，尽管调整了代码生成器120，但是反馈电压VFB仍然可以大于参考电压VREF。因此，比较器110的比较结果COMP可以继续较低。代码生成器120可以再次调整下调代码DN_CODE[7:1]以减小反馈电压VFB。在实施例中，代码生成器120可以将下调代码DN_CODE[5]设置为“1”(操作S132)。反馈电压VFB可以从第三电压电平V3减小到第四电压电平V4。
从时间点T4到时间点T5，通过调整代码生成器120，反馈电压VFB可以小于参考电压VREF。因此，比较器110的比较结果COMP可以较高。代码生成器120可以再次调整上调代码UP_CODE[7:1]以增大反馈电压VFB。在实施例中，代码生成器120可以将上调代码UP_CODE[4]设置为“1”(操作S131)。反馈电压VFB可以从第四电压电平V4增大到第五电压电平V5。
从时间点T5到时间点T6，通过调整代码生成器120，反馈电压VFB可以大于参考电压VREF。因此，比较器110的比较结果COMP可以较低。代码生成器120可以再次调整下调代码DN_CODE[7:1]以减小反馈电压VFB。在实施例中，代码生成器120可以将下调代码DN_CODE[3]设置为“1”(操作S132)。反馈电压VFB可以从第五电压电平V5减小到第六电压电平V6。
从时间点T6到时间点T7，通过调整代码生成器120，反馈电压VFB可以小于参考电压VREF。因此，比较器110的比较结果COMP可以较高。代码生成器120可以再次调整上调代码UP_CODE[7:1]以增大反馈电压VFB。在实施例中，代码生成器120可以将上调代码UP_CODE[2]设置为“1”(操作S131)。反馈电压VFB可以从第六电压电平V6增大到第七电压电平V7。
从时间点T7到时间点T8，通过调整代码生成器120，反馈电压VFB可以大于参考电压VREF。因此，比较器110的比较结果COMP可以较低。代码生成器120可以再次调整下调代码DN_CODE[7:1]以减小反馈电压VFB。在实施例中，代码生成器120可以将下调代码DN_CODE[1]设置为“1”(操作S132)。反馈电压VFB可以从第七电压电平V7减小到参考电压电平。
从时间点T1到时间点T8，代码生成器120可以调整上调代码UP_CODE[7:1]和下调代码DN_CODE[7:1]。在时间点T8之后，上调代码UP_CODE[7:1]“1001010b”和下调代码DN_CODE[7:1]“0110101b”可以被存储在非易失性存储设备130中。
如上所述，非易失性存储设备130可以包括反熔丝阵列。可以将上调代码UP_CODE[7:1]和下调代码DN_CODE[7:1]编程到反熔丝阵列中。这里，编程操作可以包括反熔丝从高电阻状态变为低电阻状态的断裂操作。
具体地，与上调代码UP_CODE[7:1]和下调代码DN_CODE[7:1]中的具有“1”的每一个代码相对应的反熔丝可以断裂，并且与上调代码UP_CODE[7:1]和下调代码DN_CODE[7:1]中的具有“0”的每一个代码相对应的反熔丝可以不断裂。在时间点T8之后，与上调代码UP_CODE[7]、UP_CODE[4]和UP_CODE[2]以及下调代码DN_CODE[6]、DN_CODE[5]、DN_CODE[3]和DN_CODE[1]相对应的七个反熔丝可以断裂,以将上调代码DN_CODE[7:1]“1001010b”和下调代码DN_CODE[7:1]“0110101b”编程到反熔丝阵列中。以下，将参考图4和图5描述代码生成器120的用来减少断裂的反熔丝的数量的操作。
图4是示出了图1所示的代码生成器的微调操作的流程图。将参考图1描述图4。在图4中，假设上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]中的每一个的初始值是“0000000b”。
在操作S210中，代码生成器120可以从比较器110接收比较结果COMP。
在操作S220中，代码生成器120确定反馈电压VFB是否小于参考电压VREF。如果在操作S220中反馈电压VFB小于参考电压VREF(是)，则代码生成器120可以执行操作S231。如果在操作S220中反馈电压VFB大于参考电压VREF(否)，则代码生成器120可以执行操作S241。
在操作S231中，代码生成器120可以将上调代码UP_CODE[N]设置为“1”。如果在操作S232中反馈电压VFB小于参考电压VREF(是)，则在操作S231中设置的上调代码UP_CODE[N]的值可以维持在“1”不变。然而，当在操作S232中反馈电压VFB大于参考电压VREF(否)的情况下，在操作S233中，代码生成器120可以将上调代码UP_CODE[N]设置为“0”。也就是说，当在操作S231中调整了上调代码UP_CODE[N:1]中的一个之后，如果反馈电压VFB大于参考电压VREF，则代码生成器120可以将调整后的上调代码的值改变为调整之前的值(即，初始值“0”)。
因为在操作S231和操作S233中设置了第N个上调代码UP_CODE[N]，因此在操作S234中，代码生成器120可以准备设置第(N-1)个上调代码UP_CODE[N-1]。
在操作S235中，代码生成器120可以确定是否使用了所有上调代码UP_CODE[N:1](即，N＝“0”)。如果确定使用了所有上调代码UP_CODE[N:1](是)，则微调操作可以在上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]被存储在非易失性存储设备130中之后结束。如果确定未使用上调代码UP_CODE[N:1]中的至少一个(否)，则可以重复微调操作。也即是说，代码生成器120可以重复地执行操作S231至操作S235。
在操作S241中，代码生成器120可以将下调代码DN_CODE[N]设置为“1”。如果在操作S242中反馈电压VFB大于参考电压VREF(是)，则在操作S241中设置的下调代码DN_CODE[N]的值可以维持在“1”不变。然而，当在操作S241中反馈电压VFB小于参考电压VREF(否)的情况下，在操作S243中，代码生成器120可以将下调代码DN_CODE[N]设置为“0”。也就是说，当在操作S241中调整了下调代码DN_CODE[N:1]中的一个之后，如果反馈电压VFB小于参考电压VREF，则代码生成器120可以将调整后的下调代码的值改变为这样的值(例如，初始值“0”)，即，该值可以是调整之前的值。
因为在操作S241和操作S243中设置了第N个下调代码DN_CODE[N]，因此在操作S244中，代码生成器120可以准备设置第(N-1)个下调代码DN_CODE[N-1]。
在操作S245中，代码生成器120可以确定是否使用了所有下调代码DN_CODE[N:1](即，N＝“0”)。如果确定使用了所有下调代码DN_CODE[N:1](是)，则微调操作可以在上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]被存储在非易失性存储设备130中之后结束。如果在操作S245中确定未使用下调代码DN_CODE[N:1]中的至少一个(否)，则可以重复微调操作。也就是说，代码生成器120可以重复地执行操作S241至操作S245。
图4的流程图可以指代根据本发明构思的实施例的代码生成器120根据最小融合算法操作的情况。如果反馈电压VFB小于参考电压VREF，则代码生成器120可以调整上调代码UP_CODE[N:1]，并且可以维持下调代码DN_CODE[N:1]的初始值，使得与下调代码DN_CODE[N:1]相对应的反熔丝不断裂。如果反馈电压VFB大于参考电压VREF，则代码生成器120可以调整下调代码DN_CODE[N:1]，并且可以维持上调代码UP_CODE[N:1]的初始值，使得与上调代码UP_CODE[N:1]相对应的反熔丝不断裂。下面将描述根据图4的流程图的代码生成器120的时序图。
图5是示出了图1所示的代码生成器的时序图的图。将参考图1和图4来描述图5。这里，横轴指示时间。假设上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]中的每一个的“N”是“7”。此外，假设用于增大反馈电压VFB的上调代码UP_CODE[N:1]的增量中的每一个与2N成正比，并且类似地，假设用于减小反馈电压VFB的下调代码DN_CODE[N:1]的减量中的每一个与2N成正比。
从时间点T1到时间点T2，反馈电压VFB的初始电压电平是第一电压电平V1。反馈电压VFB小于参考电压VREF。因此，比较器110的比较结果COMP可以较高。代码生成器120可以将与最高有效位相对应的MSB上调代码UP_CODE[7]设置为“1”(操作S231)。反馈电压VFB可以从第一电压电平V1增大到第二电压电平V2。
从时间点T2到时间点T3，通过调整代码生成器120，反馈电压VFB可以大于参考电压VREF。因此，比较器110的比较结果COMP可以较低。代码生成器120可以将先前调整的上调代码UP_CODE[7]设置为“0”(操作S233)，而不是调整下调代码DN_CODE[7:1]，并可以将下一个上调代码UP_CODE[6]设置为“1”(操作S234、操作S235和操作S231)。反馈电压VFB可以从第二电压电平V2直接减小到第三电压电平V3，或者可以在重置到第一电压电平V1之后增大到第三电压电平V3。
从时间点T3到时间点T4，反馈电压VFB可以仍然大于参考电压VREF。因此，比较器110的比较结果COMP可以较低。代码生成器120可以将先前调整的上调代码UP_CODE[7]设置为“0”(操作S233)，而不是调整下调代码DN_CODE[6:1]，并可以将下一个上调代码UP_CODE[5]设置为“1”(操作S234、操作S235和操作S231)。反馈电压VFB可以从第三电压电平V3直接减小到第四电压电平V4或者可以在被重置到第一电压电平V1之后增大到第四电压电平V4。
从时间点T4到时间点T5，通过调整代码生成器120，反馈电压VFB可以小于参考电压VREF。因此，比较器110的比较结果COMP可以较高。代码生成器120可以将先前调整的上调代码UP_CODE[5]维持在“1”并且可以将下一个上调代码UP_CODE[4]设置为“1”(操作S234、操作S235和操作S231)。反馈电压VFB可以从第四电压电平V4增大到第五电压电平V5。
从时间点T5到时间点T6，通过调整代码生成器120，反馈电压VFB可以大于参考电压VREF。因此，比较器110的比较结果COMP可以较低。代码生成器120可以将先前调整的上调代码UP_CODE[7]设置为“0”(操作S233)，而不是调整下调代码DN_CODE[4:1]，并可以将下一个上调代码UP_CODE[3]设置为“1”(操作S234、操作S235和操作S231)。反馈电压VFB可以从第五电压电平V5直接减小到第六电压电平V6，或者可以在被重置到第四电压电平V4之后增大到第六电压电平V6。
从时间点T6到时间点T7，通过调整代码生成器120，反馈电压VFB可以小于参考电压VREF。因此，比较器110的比较结果COMP可以较高。代码生成器120可以将先前调整的上调代码UP_CODE[3]维持在“1”并且可以将下一个上调代码UP_CODE[2]设置为“1”(操作S234、操作S235和操作S231)。反馈电压VFB可以从第六电压电平V6增大到第七电压电平V7。
从时间点T7到时间点T8，通过调整代码生成器120，反馈电压VFB可以大于参考电压VREF。因此，比较器110的比较结果COMP可以较低。代码生成器120可以将先前调整的上调代码UP_CODE[7]设置为“0”(操作S233)，而不是调整下调代码DN_CODE[2:1]，并可以将下一个上调代码UP_CODE[1]设置为“1”(操作S234、操作S235和操作S231)。反馈电压VFB可以从第七电压电平V7直接减小到参考电压电平，或者可以在被重置到第六电压电平V6之后增大到参考电压电平。
从时间点T1到时间点T8，代码生成器120可以仅调整上调代码UP_CODE[7:1]。在时间点T8之后，上调代码UP_CODE[7:1]“0010101b”和下调代码DN_CODE[7:1]“0000000b”可以被存储在非易失性存储设备130中。与上调代码UP_CODE[5]、UP_CODE[3]和UP_CODE[1]相对应的三个反熔丝可以由于图5的微调操作而断裂。如果代码生成器120根据最小融合算法而不是二分搜索算法操作，则可以减少要断裂的反熔丝的数量。
在图2至图5中，上调代码UP_CODE[N:1]或下调代码DN_CODE[N:1]的初始值是“0000000b”。如果代码生成器120调整上调代码UP_CODE[N:1]或下调代码DN_CODE[N:1]，则与上调代码UP_CODE[7:1]和下调代码DN_CODE[7:1]中的具有“1”的每一个代码相对应的反熔丝可以断裂。然而，上述值对应于一个示例。在另一实施例中，上调代码UP_CODE[7:1]或下调代码DN_CODE[7:1]的初始值可以是“1111111b”。在这种情况下，与上调代码UP_CODE[7:1]和下调代码DN_CODE[7:1]中的具有“0”的每一个代码相对应的反熔丝可以断裂。
如上所述，代码生成器120可以仅调整上调代码UP_CODE[N:1]或下调代码DN_CODE[N:1]中的一些，并且可以将其他代码维持在初始值。如果上调代码UP_CODE[N:1]或下调代码DN_CODE[N:1]维持在初始值，则相应的反熔丝可以不断裂。
当代码生成器120根据最小融合算法操作时断裂的反熔丝的数量可以小于当代码生成器120根据二分搜索算法操作时断裂的反熔丝的数量。因此，可以减少对反熔丝阵列进行编程所需的时间。此外，如果代码生成器120根据最小融合算法操作，则即使在执行微调操作之后，电压微调电路100也可以再次执行微调操作。
根据实施例，如果电压微调电路100先前已经被用于通过微调上调代码UP_CODE[N:1]来调整反馈电压VFB，则电压微调电路100可以通过使用先前未使用的代码来重新调整反馈电压VFB。可以通过选择未断裂的反熔丝来访问先前未使用的代码，以调整上调代码UP_CODE[N:1]或下调代码DN_CODE[N:1]中包括的反馈电压。类似地，如果电压微调电路100先前通过使用下调代码DN_CODE[N:1]调整了反馈电压VFB，则电压微调电路100可以通过使用先前未使用的任何代码来重新调整反馈电压VFB。可以通过选择未断裂的反熔丝来访问先前未使用的代码，以调整上调代码UP_CODE[N:1]或下调代码DN_CODE[N:1]中包括的反馈电压。
图6是示出了图1所示的非易失性存储设备的框图。参考图6，非易失性存储设备130可以包括多个锁存器131、自动断裂电路132和反熔丝阵列133。
如果图1的代码生成器120的操作完成，则多个锁存器131可以存储上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]。为此，多个锁存器131可以从图1的代码生成器120接收转换结束(EOC)信号。代码生成器120可以在生成上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]之后生成转换结束信号。锁存器131的数量可以是与上调代码UP_CODE[N:1]的数量和下调代码DN_CODE[N:1]的数量之和相对应的“2N”。
自动断裂电路132可以使反熔丝阵列133的反熔丝断裂，所述反熔丝分别对应于锁存在多个锁存器131中的上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]。具体地，自动断路电路132可以向相应的反熔丝施加高电压。
反熔丝阵列133可以包括位于至少一行或多行(未示出)和至少一列或多列(未示出)的交叉处的多个反熔丝(未示出)。可以通过多个微调代码(即，上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1])分别使多个反熔丝断裂以调整反馈电压VFB。反熔丝阵列133可以向图1的开关电路140提供编程的上调代码UP_CODE[N:1]和编程的下调代码DN_CODE[N:1]。
图7是示出了图1所示的电压生成器的结构的图。参考图7，电压生成器150可以包括第一电阻器R1、第二电阻器R2、比较器151、驱动器152、上调电阻器串153和下调电阻器串154。
第一电阻器R1和第二电阻器R2可以生成内部参考电压INT_VREF。这里，可以通过(VDD×(R2/(R1+R2)))来计算参考电压INT_VREF。这里，“VDD”是指电源电压。
比较器151可以接收内部参考电压INT_VREF和节点电压VN。具体地，比较器151可以通过反相输入端子接收内部参考电压INT_VREF，并且可以通过非反相输入端子接收节点电压VN。比较器151可以将内部参考电压INT_VREF与节点电压VN进行比较，并且可以输出比较信号VC。在实施例中，比较器151可以是运算放大器，并且比较信号VC可以是模拟信号。
驱动器152可以向上调电阻器串153、下调电阻器串154和连接到反馈电压VFB的负载(未示出)供应电流。从驱动器152供应的电流量可以由比较信号VC确定。在实施例中，驱动器152可以包括p沟道金属氧化物半导体(PMOS)。驱动器152可以通过调整电流量来稳定地控制反馈电压VFB。
上调电阻器串153可以包括彼此串联连接的电阻器RUP1至RUPN，并且下调电阻器串154可以包括彼此串联连接的电阻器RDN1至RDNN。上调电阻器串153的值可以由上调代码UP_CODE[N:1]确定，并且下调电阻器串154的值可以由下调代码DN_CODE[N:1]确定。
参考图7描述的电压生成器150的结构仅是一个示例。能够响应于上调代码UP_CODE[N:1]而增大反馈电压VFB并且响应于下调代码DN_CODE[N:1]而减小反馈电压VFB的其他结构可以应用于本发明构思。
图8是示出了根据本发明构思的另一实施例的电压微调电路的框图。参考图8，电压微调电路200可以包括比较器210、代码生成器220、非易失性存储设备230、开关电路240、电压生成器250和累积电路260。图8的电压微调电路200还可以包括累积电路260。如果电压微调电路200包括累积电路260，则代码生成器220可以基于累积电路260的比较结果COMP2而不是比较器210的比较结果COMP1来调整上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]。
累积电路260可以累积比较器210的比较结果COMP1。累积电路260可以基于所累积的比较结果来确定反馈电压VFB是大于还是小于参考电压VREF。在没有累积电路260的情况下，比较器210可能输出由于以下各项引起的异常比较结果COMP1：可能由操作电压的变化引起的噪声、外围电路的不恒定功耗等。如果代码生成器220基于异常比较结果COMP1操作，则反馈电压VFB可能不会被准确地设置为参考电压VREF。累积电路260可以防止上述问题。下面将更全面地描述电压微调电路200的操作。
图9是示出了图8所示的累积电路的操作的时序图。在图9中，横轴指示时间。假设比较器210在时钟CK的上升沿执行比较操作。在另一实施例中，比较器210可以在时钟CK的下降沿执行比较操作。
因为反馈电压VFB在时间点T1、T3和T4小于参考电压VREF，所以比较器210可以输出与高电平相对应的比较结果COMP1。相反，在时间点T2，比较器210可输出由于噪声引起的异常比较结果COMP1。
累积电路260可以不立即向代码生成器220传送比较器210的比较结果COMP1，而是可以累积比较结果COMP1。在实施例中，例如，在检查(即，确认)比较结果COMP1具有相同值四次或更多次之后，累积电路260可以改变累积电路260的比较结果COMP2。因此，由于噪声而生成的异常比较结果COMP1可以不由累积电路260传送到代码生成器220。
图10是示出了根据本发明构思的实施例的集成电路的框图。集成电路1000可以包括比较器1100、代码生成器1200、非易失性存储设备1300、开关电路1410至1430、电压生成器1510至1530、累积电路1600、开关电路1700、输入焊盘(pad)1810、输出焊盘1820和监测电路1900。这里，比较器1100、代码生成器1200、非易失性存储设备1300、开关电路1410至1430、电压生成器1510至1530和累积电路1600可以执行与参考图1和图8所述的功能基本相同的功能。
集成电路1000可以是各种存储设备(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、NAND闪存、NOR闪存、MRAM、PRAM、RRAM、FRAM、TRAM、固态驱动器(SSD)、硬盘驱动器(HDD)等)、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、专用集成电路(ASIC)、片上系统(SoC)等。也即是说，集成电路1000可以通过使用驱动电压来生成至少一个内部电压。实施例在图10中被举例说明为集成电路1000生成三个内部电压VINTA、VINTB和VINTC。除了图8的电压微调电路200之外，集成电路1000还可以包括开关电路1420和1430、电压生成器1520和1530以及开关电路1700。在图10中，内部电压的数量、开关电路1410至1430的数量以及电压生成器1510至1530的数量仅仅是示例。
在实施例中，开关电路1700可以选择内部电压VINTA作为反馈电压VFB。如果对所选择的内部电压VINTA进行微调的操作完成，则用于调整内部电压VINTA的上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]可以被存储在非易失性存储设备1300中。之后，开关电路1700可以选择所选择的内部电压VINTB作为反馈电压VFB。如果对内部电压VINTB进行微调的操作完成，则用于调整内部电压VINTB的上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]可以被存储在非易失性存储设备1300中。集成电路1000可以以相同的方式对内部电压VINTC进行微调。
输入焊盘1810可以接收参考电压VREF。参考电压VREF可以具有取决于内部电压VINTA、VINTB和VINTC的不同值。
输出焊盘1820可以用于将集成电路1000中的参考电压VREF或内部电压VINTA、VINTB和VINTC输出到集成电路1000的外部。监测电路1900可以选择参考电压VREF或内部电压VINTA、VINTB和VINTC中的任何一个。
在实施例中，集成电路1000的外部测试设备(未示出)可以从输出焊盘1820接收内部电压VINTA、VINTB和VINTC或参考电压VREF。测试设备可以监测施加到集成电路1000的参考电压VREF的电平是否合适或者经调节的内部电压VINTA、VINTB和VINTC是否合适(监测)。
图11是示出了根据本发明构思的实施例的与电压微调电路的操作相关联的流程图的图。将参考图8描述图11。
在操作S310中，可以执行比较器210的偏移消除操作。如果不执行偏移消除操作，则在比较器210的操作期间可能发生错误。
在操作S320中，比较器210可以将反馈电压VFB与参考电压VREF进行比较。
在操作S330中，累积电路260可以累积比较器210的比较结果COMP1。在操作S330中，可以移除由于噪声引起的比较器210的异常比较结果。累积电路260可以基于所累积的比较器210的比较结果来确定反馈电压VFB是大于还是小于参考电压VREF。
在操作S340中，代码生成器220可以调整上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]。根据本发明构思的实施例，代码生成器220可以根据最小融合算法来操作。在这种情况下，如果上调代码UP_CODE[N:1]被调整，则可以维持下调代码DN_CODE[N:1]的初始值；相反，如果下调代码DN_CODE[N:1]被调整，则可以维持上调代码DN_CODE[N:1]的初始值。这里，在操作S350中，与维持在初始值的上调代码UP_CODE[N:1]相对应的反熔丝或者与维持在初始值的下调代码DN_CODE[N:1]相对应的反熔丝可以不断裂。
在操作S350中，非易失性存储设备230可以存储上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]。具体地，非易失性存储设备230可以根据上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]来对反熔丝阵列进行编程。具体地，如果当反馈电压VFB小于参考电压VREF时，与上调代码UP_CODE[N:1]相对应的反熔丝断裂，则与下调代码DN_CODE[N:1]相对应的反熔丝可以不断裂。相反，如果当反馈电压VFB大于参考电压VREF时，与下调代码DN_CODE[N:1]相对应的反熔丝断裂，则与上调代码UP_CODE[N:1]相对应的反熔丝可以不断裂。
图12是示出了与电压微调电路在微调操作之后的操作相关联的流程图的图。将参考图8描述图12。
在操作S410中，可以从反熔丝阵列读取微调信息(即，上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1])。
在操作S420中，开关电路240可以将从反熔丝阵列读取的上调代码UP_CODE[N:1]和下调代码DN_CODE[N:1]传送到电压生成器250。
在操作S430中，电压生成器250可以根据传送的上调代码UP_CODE[N:1]和传送的下调代码DN_CODE[N:1]来生成反馈电压VFB。
根据本发明构思的实施例的电压微调电路及其操作方法可以在使用少量反熔丝的同时将反馈电压准确地调整为参考电压。
根据本发明构思的实施例的集成电路可以通过减少微调内部电压所需的时间来缩短测试时间。
虽然已经参考实施例描述了本发明构思，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下进行各种改变和修改。因此，应该理解，上述实施例不是限制性的，而是说明性的。

Claims (20)

1.一种电压微调电路，包括：
比较器，被配置为将参考电压与反馈电压进行比较；
代码生成器，被配置为基于所述比较器的比较结果生成用于对所述反馈电压进行微调的多个微调代码，其中，当所述比较结果指示要增大所述反馈电压时，所述代码生成器调整所述多个微调代码中的上调代码以增大所述反馈电压并将所述多个微调代码中的下调代码维持在初始值，并且当所述比较结果指示要减小所述反馈电压时，所述代码生成器调整所述多个微调代码中的所述下调代码并将所述上调代码维持在初始值；
非易失性存储设备，被配置为存储由所述代码生成器调整的多个最终微调代码；
开关电路，被配置为在微调模式期间选择所述多个微调代码，并且在所述微调模式之后选择所述多个最终微调代码；以及
电压生成器，被配置为基于由所述开关电路选择的所述多个微调代码来生成所述反馈电压。
2.根据权利要求1所述的电压微调电路，其中，用于对所述上调代码的每次调整的反馈电压的增量的量彼此不同，以及
所述代码生成器按从最大增量到最小增量的顺序调整所述上调代码。
3.根据权利要求2所述的电压微调电路，其中，所述代码生成器被配置为，在调整所述上调代码中的一个后，
当所述比较结果继续指示要增大所述反馈电压时，调整后续上调代码，并且
当所述比较结果指示要减小所述反馈电压时，不调整所述后续上调代码。
4.根据权利要求1所述的电压微调电路，其中，用于对所述下调代码的每次调整的反馈电压的减量的量是彼此不同的，以及
所述代码生成器按从最大减量到最小减量的顺序调整所述下调代码。
5.根据权利要求4所述的电压微调电路，其中，所述代码生成器被配置为，在调整所述下调代码中的一个后，
当所述比较结果继续指示要减小所述反馈电压时，调整后续下调代码，并且
当所述比较结果指示要增大所述反馈电压时，不调整所述后续下调代码。
6.根据权利要求1所述的电压微调电路，其中，所述非易失性存储设备包括包含多个反熔丝的反熔丝阵列，并将所述多个最终微调代码编程到所述反熔丝阵列中。
7.根据权利要求6所述的电压微调电路，其中，当所述反馈电压大于所述参考电压时，与维持在所述初始值的所述上调代码相对应的反熔丝不断裂，以及
当所述反馈电压小于所述参考电压时，与维持在所述初始值的所述下调代码相对应的反熔丝不断裂。
8.根据权利要求1所述的电压微调电路，其中，所述比较器在将所述参考电压与所述反馈电压进行比较之前执行偏移消除。
9.根据权利要求1所述的电压微调电路，还包括：
累积电路，被配置为累积所述比较器的比较结果并基于所累积的比较结果来确定所述反馈电压是大于还是小于所述参考电压，
其中，所述代码生成器基于所述累积电路的比较结果来调整所述多个微调代码。
10.一种电压微调电路的操作方法，所述方法包括：
通过使用比较器将参考电压与反馈电压进行比较；
调整上调代码以增大所述反馈电压，以及调整下调代码以减小所述反馈电压；以及
在调整所述上调代码和所述下调代码之后，将所述上调代码和所述下调代码编程到包括多个反熔丝的反熔丝阵列中，
其中，所述调整包括：
当比较结果指示要增大所述反馈电压时，设置所述上调代码的值以使所述反馈电压增大，以及当所述比较结果指示要减小所述反馈电压时，设置所述下调代码的值以使所述反馈电压减小。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述比较包括：
执行所述比较器的偏移消除；
累积所述比较器的比较结果；以及
基于所累积的比较结果，确定所述反馈电压是大于还是小于所述参考电压。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，用于对所述上调代码的每次调整的反馈电压的增量的量彼此不同，
其中所述代码生成器按从最大增量到最小增量的顺序调整所述上调代码，并且所述代码生成器还被配置为
当所述比较结果继续指示要增大所述反馈电压时，调整后续上调代码，并且
当所述比较结果指示要减小所述反馈电压时，不调整所述后续上调代码。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，
用于对所述下调代码的每次调整的反馈电压的减量的量彼此不同，
其中，所述代码生成器按从最大减量到最小减量的顺序调整所述下调代码，并且所述代码生成器还被配置为
当所述比较结果继续指示要减小所述反馈电压时，调整后续下调代码，并且
当所述比较结果指示要增大所述反馈电压时，不调整所述后续下调代码。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述编程包括：
对所述上调代码和所述下调代码进行锁存；以及
基于锁存的上调代码和锁存的下调代码的值，使与所述锁存的上调代码和所述锁存的下调代码相对应的反熔丝断裂。
15.根据权利要求10所述的方法，还包括：
根据存储在所述反熔丝阵列中的上调代码和下调代码来生成所述反馈电压。
16.一种集成电路，包括：
第一开关电路，被配置为选择所述集成电路的多个内部电压；
比较器，被配置为将由所述第一开关电路从所述多个内部电压中选择的内部电压与参考电压进行比较；
代码生成器，被配置为基于所述比较器的比较结果来调整用于对所述多个内部电压中的每一个进行微调的多个微调代码；
非易失性存储设备，被配置为存储由所述代码生成器调整的多个最终微调代码；
第二开关电路，被配置为在微调模式期间选择所述多个微调代码，并且在所述微调模式之后选择所述多个最终微调代码；以及
多个电压生成器，被配置为基于由所述第二开关电路选择的多个微调代码来生成所述多个内部电压，
其中，所述多个微调代码中的每一个包括用于增大所述多个内部电压的上调代码和用于减小所述多个内部电压的下调代码，
其中，当所述代码生成器调整所述上调代码和所述下调代码中的任何一个时，所述代码生成器将所述上调代码和所述下调代码中的其他代码维持在初始值。
17.根据权利要求16所述的集成电路，其中，所述代码生成器在所选择的内部电压小于所述参考电压时调整用于对所选择的内部电压进行微调的微调代码中的上调代码，并且在所选择的内部电压大于所述参考电压时调整用于对所选择的内部电压进行微调的所述微调代码中的下调代码。
18.根据权利要求17所述的集成电路，其中，在调整所述上调代码中的一个后，所述代码生成器在所选择的内部电压大于所述参考电压时将所述上调代码中的所述一个改变为所述调整之前的值。
19.根据权利要求17所述的集成电路，其中，在调整所述下调代码中的一个后，所述代码生成器在所选择的内部电压小于所述参考电压时将所述下调代码中的所述一个改变为所述调整之前的值。
20.根据权利要求16所述的集成电路，其中，所述非易失性存储设备包括包含多个反熔丝的反熔丝阵列，并根据所述多个最终微调代码对所述反熔丝阵列进行编程。
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