KR101224251B1 - 반도체 장치 및 그 검사 방법 - Google Patents

반도체 장치 및 그 검사 방법 Download PDF

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Abstract

반도체 장치가 개시된다. 본 반도체 장치는, PMOS 트랜지스터, 저항 및 인버터로 형성되고, 동작 상태가 소정의 조건을 만족할 때 제1 동작 모드와 제2 동작 모드 사이에서 동작 모드를 전환하기 위한 내부 전환 신호를 출력하는 전환 신호 발생 회로와, 상기 내부 전환 신호에 우선하여, 상기 제1 동작 모드를 선택할 수 있는 외부 전환 신호가 입력되는 모드 선택 패드와, 상기 외부 전환 신호 또는 상기 내부 전환 신호에 기초하여 상기 제1 동작 모드와 상기 제2 동작 모드 간의 동작 모드를 전환하는, OR 회로로 형성된 전환 회로를 포함한다. 전환 신호 발생 회로로부터의 출력은 트리밍 퓨즈를 통하여 모드 선택 패드에 입력된다.

Description

반도체 장치 및 그 검사 방법{SEMICONDUCTOR DEVICE AND TESTING METHOD THEREOF}
본 발명은 일반적으로, 반도체 장치의 사양이 정확히 결정될 수 있고, 반도체 장치의 검사 정밀도가 향상될 수 있는 반도체 장치와 그 검사 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 내부 회로의 검사를 하는 경우는, 반도체 장치의 검사에 필요한 신호를 입력하기 위한 패드 및/또는 외부 단자를 반도체 장치에 설치되어야 한다. 그러나, 패드의 수를 늘리면, 반도체 장치의 칩 면적이 커지고, 또한 외부 단자 수가 더 증가하면, 경우에 따라서는 반도체 장치의 패키지가 커야 하고, 이것은 비용과 반도체 장치를 포함하는 제품의 크기에 큰 영향을 미친다. 즉, 반도체 장치의 검사용으로만 사용되는 신호를 위한 패드수와 외부 단자수가 가능한 작은 것이 바람직하다.
따라서, 패드와 외부 단자에 직접 접속되지 않는 내부 회로의 신호를 검사해야 하는 경우는, 기존의 패드와 단자로부터 출력된 신호를 대신 취득하여, 내부 회로의 신호의 상태를 유추해왔다.
예컨대, 도 3에 도시하는 정전압 회로에서, 출력 전류(Io)에 기초하여 통상 동작 모드와 에너지 절약 동작 모드 간에 동작 모드가 전환된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이 정전압 회로는 항상 동작하고 있는 제1 오차 증폭 회로(11)와 통상 동작 모드에서만 동작하는 제2 오차 증폭 회로(12)를 제공한다.
제1 오차 증폭 회로(11)는, 응답 속도는 느리지만, 소비 전류가 작은 증폭 회로이고, 제2 오차 증폭 회로(12)는, 응답 속도는 빠르지만, 소비 전류가 큰 증폭 회로이다. 제1 및 제2 오차 증폭 회로(11, 12)의 입력 단자는 서로 접속되고, 제1 및 제2 오차 증폭 회로(11, 12)의 출력 단자도 서로 접속된다. 제1 및 제2 오차 증폭 회로(11, 12)에서, 반전 입력 단자에는 기준 전압(Vref)이 인가되고, 비반전 입력 단자에는 출력 전압(Vo)을 저항(R11, R12)로 분합한 전압(Vfb)이 인가되고, 출력 단자는 출력 트랜지스터(M11)의 게이트에 접속되어 있다.
제2 오차 증폭 회로(12)는 또한 제어 입력 단자를 제공한다. 제2 오차 증폭 회로(12)는 자신의 동작 모드를 전환하는 내장형 전환 회로를 제공하고, 전환 회로는 제어 입력 단자에 인가된 신호에 대응하여 제2 오차 증폭 회로(12)의 동작 모드를 제어한다.
제어 입력 단자에는 OR 회로(13)로부터의 출력이 입력된다. 제어 입력 단자에 입력된 신호가 로우 레벨인 경우, 제2 오차 증폭 회로(12)는 동작을 정지하여, 소비 전류는 거의 0 암페어가 된다. 또한, 제어 입력 단자에 입력된 신호가 하이 레벨인 경우, 제2 오차 증폭 회로(12)는 동작을 하여, 소비 전류도 거의 통상의 값이 된다.
OR 회로(13)의 제1 입력 단자는 모드 선택 패드(MODE)에 접속되고, 또한 저항(R14)을 통해 접지 전위에 접속되어 있다. 따라서, 모드 선택 패드(MODE)에 신호가 인가되지 않은 경우, OR 회로(13)는 로우 레벨로 되어 있다. 또한, OR 회로(13)의 제2 입력 단자는 인버터(15)의 출력 단자에 접속되어 있다.
전환 신호 발생 회로는 PMOS 트랜지스터(M12), 저항(R13), 및 인버터(14, 15)로 형성된다.
전류 미러 회로는 PMOS 트랜지스터(M12)와 출력 트랜지스터(M11)로 형성되어 있다. 출력 전류(Io)는 PMOS 트랜지스터(M12)의 드레인 전류(Id12)로서 검출되고, PMOS 트랜지스터(M12)의 드레인과 접지 전위 사이에 접속된 저항(R13)이 드레인 전류(Id12)를 전압으로 변환시킨다.
이 변환된 전압이 인버터(14)의 임계 전압보다 작은 경우, 인버터(14)로부터의 출력이 하이 레벨이 되고, 인버터(15)로부터의 출력이 로우 레벨이 되고, OR 회로(13)의 제2 입력 단자로의 입력은 로우 레벨이 된다. 모드 선택 패드(MODE)에 신호가 입력되지 않은 경우는, OR 회로(13)의 제1 입력 단자에 입력된 신호가 로우 레벨이며, 따라서 OR 회로(13)로부터의 출력이 로우 레벨이 되고, 제2 오차 증폭 회로(12)의 제어 입력 단자에 입력된 신호가 로우 레벨이 된다. 그렇게 하면, 제2 오차 증폭 회로(12)는 동작을 정지하고, 에너지 절약 동작 모드로 들어간다.
변환된 전압이 인버터(14)의 임계 전압 이상인 경우, 인버터(15)로부터의 출력이 하이 레벨로 되고, OR 회로(13)를 통하여 제2 오차 증폭 회로(12)의 제어 입력 단자로 입력된 신호는 하이 레벨로 되고, 따라서 제2 오차 증폭 회로(12)가 동작되고, 통상 동작 모드로 들어간다.
인버터(14)로 입력된 전압은 히스테리시스 전압이므로, 에너지 절약 동작 모드가 통상 동작 모드로 전환될 때의 임계 전압은, 통상 동작 모드가 에너지 절약 동작 모드로 전환될 때의 임계 전압보다 높은 것으로 결정된다. 이에 따라 동작 모드를 전환할 때 지터(jitter)가 방지된다.
또한, 이 정전압 회로에서, 모드 선택 패드(MODE)에 하이 레벨의 신호가 입력되면, OR 회로(13)로부터의 출력은 항상 하이 레벨이고, 따라서 인버터(15)로부터의 출력에 관계없이 제2 오차 증폭 회로(12)가 통상 동작 모드에 들어간다.
전환 신호 발생 회로에 의하여 동작 모드가 전환될 때의 출력 전류(Io)는 다음 식 (1)로 나타낸다.
Io = Vth/(K x R13) ...(1)
여기서, Vth는 인버터(14)의 임계 전압이며, "K"는 PMOS 트랜지스터(M12)와 출력 트랜지스터(M11) 간의 미러비(Id12/Io)이고, R13은 저항(R13)의 저항값이다.
식 (1)의 Vth, K, R13의 값은 각각, 반도체 장치가 제조되는 동안 변동되고, 따라서 동작 모드가 전환될 때 출력 전류(Io)의 값을 정확히 결정하기 위하여, 식 (1)에서의 저항값(R13)이 트리밍에 의하여 조정된다. 구체적으로, 출력 전류(Io)가 증가 또는 감소되는 동안 동작 모드가 전환될 때 출력 전류(Io)가 측정되어, 측정된 출력 전류(Io)로부터 저항(R13)의 트리밍량이 산출된다.
그러나, 동작 모드를 전환하기 위한 내부 전환 신호를 출력하는 인버터(15)로부터의 출력은 패드 및/또는 외부 단자에 접속되지 않는다. 따라서, 동작 모드가 전환되는 지의 여부를 획득하기 위하여, 제2 오차 증폭 회로(12)의 동작에 의하여 반도체 장치의 소비 전류가 약간 증가하는 것이 검출된다. 그러나, 소비 전류의 증가는, 전체의 소비 전류에 대하여 상당히 작은 양이고, 따라서 동작 모드가 전환될 때 출력 전류(Io)를 측정하기 어려워, 정밀도가 높은 비싼 검사 장치가 필요하다.
인버터(15)로부터 출력된 내부 전환 신호만을 획득하기 위한 패드 및/또는 외부 단자가 제공되면, 동작 모드의 전환이 논리 레벨 신호로서 추출되어 검사될 수 있으므로, 동작 모드를 전환할 때 출력 전류(Io)는 저렴한 장치를 사용하여 정확하게 측정될 수 있다. 그러나, 상술된 바와 같이, 내부 전환 신호는 검사 동안만 사용되기 때문에, 검사 전용의 패드 및/또는 외부 단자가 비용과 제품의 크기에 영향을 미치므로 바람직하지 않다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 종래 검사 단자 수를 감소하기 위한 노력이 행해져 왔다. 예컨대, 특허 문헌 1의 방법에는, 제1 회로의 출력이 접속되어 있는 패드에, 반도체 장치의 내부 회로의 신호가 출력되고, 그 출력을 검사할 필요가 있는 제2 회로로부터의 출력을 퓨즈를 통해 패드에 접속한다. 제2 회로의 검사중, 제1 회로로부터의 출력을 하이 임피던스이도록 하고, 제2 회로의 검사가 종료될 때 퓨즈가 커트된다.
일본 특허 공개 공보 제2006-313797호
그러나, 특허 문헌 1에서, 제1 회로와 제2 회로가 동시에 동작하지 않고, 제2 회로의 동작 중에 제1 회로로부터의 출력을 하이 임피던스이도록 할 수 있는 경우에만, 본 방법이 동작될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 내부 전환 신호와 외부 전환 신호가 입력된 반도체 장치와, 내부 전환 신호의 동작을 정확히 검출함으로써 모드 전환 조건이 정확하게 검출될 수 있는 반도체 장치의 검사 방법을 제공한다.
이들 및 다른 이점 중 하나 이상을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 태양에 따르면, 제1 동작 모드와 제2 동작 모드를 갖는 반도체 장치를 제공한다. 본 반도체 장치는, 동작 상태가 소정의 조건을 만족할 때, 상기 제1 동작 모드와 상기 제2 동작 모드 간에 동작 모드를 전환하기 위한 내부 전환 신호를 출력하는 전환 신호 발생 회로와, 상기 내부 전환 신호에 우선하여, 상기 제1 동작 모드를 선택할 수 있는 외부 전환 신호가 입력되는 모드 선택 패드와, 상기 외부 전환 신호 또는 상기 내부 전환 신호에 기초하여, 상기 제1 동작 모드와 상기 제2 동작 모드 간의 동작 모드를 전환하는 전환 회로를 포함한다. 전환 신호 발생 회로로부터의 출력은 트리밍 퓨즈를 통해 상기 모드 선택 패드에 입력된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 제1 동작 모드와 제2 동작 모드를 갖는 반도체 장치의 검사 방법을 제공한다. 본 반도체 장치는, 동작 상태가 소정의 조건을 만족할 때, 상기 제1 동작 모드와 상기 제2 동작 모드 간에 동작 모드를 전환하기 위한 내부 전환 신호를 출력하는 전환 신호 발생 회로와, 상기 내부 전환 신호에 우선하여, 상기 제1 동작 모드를 선택할 수 있는 외부 전환 신호가 입력되는 모드 선택 패드와, 상기 외부 전환 신호 또는 상기 내부 전환 신호에 기초하여, 상기 제1 동작 모드와 상기 제2 동작 모드 간의 동작 모드를 전환하는 전환 회로를 포함한다. 전환 신호 발생 회로로부터의 출력은 트리밍 퓨즈를 통해 상기 모드 선택 패드에 입력된다. 본 검사 방법은 모드 선택 패드에서 내부 전환 신호의 상태를 검사한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 통상 동작 모드와 에너지 절약 동작 모드 간의 전환은 모드 선택 패드로부터의 논리 레벨의 신호로서 검사될 수 있다. 따라서, 출력 전류의 값은, 동작 모드가 전환될 때 정확히 측정될 수 있다. 결과적으로, 전류를 결정하기 위한 저항의 저항값은 트리밍에 의하여 정확하게 결정될 수 있고, 동작 모드가 전환될 때 출력 전류의 값이 정확하게 결정될 수 있다. 또한, 저비용의 검사 장치가 사용될 수 있으므로, 제조 공정의 비용이 감소될 수 있다.
또한, PWM 동작 모드와 PFM 동작 모드를 갖는 스위칭 조절기 회로를 포함하는 반도체 장치에서, 동작 모드가 전환될 때 출력 전류의 전류값이 정확히 측정될 수 있고, 전류 결정 전압원의 전압값은 트리밍에 의하여 정확하게 변경될 수 있고, 출력 전류의 값은, 동작 모드가 전환될 때 정확하게 결정될 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 주어진 바람직한 실시예의 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전압 회로를 도시하는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스위칭 조절기 회로를 도시하는 회로도이다.
도 3은 종래의 정전압 회로를 도시하는 회로도이다.
도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
[제1 실시예]
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전압 회로를 도시하는 회로도이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전압 회로와 도 3에 도시된 종래의 정전압 회로와 비교하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전압 회로는 OR 회로(13)의 제1 입력 단자와 제2 입력 단자 사이에 트리밍 퓨즈(F11)를 포함한다. 정전압 회로의 동작은 [배경 기술]의 항목에 상술되었기 때문에, 트리밍 퓨즈(F11)의 동작을 주로 설명한다.
또한, 도 1에서, 소자가 도 3에 도시된 것과 유사하거나 동일하면, 도 3에 도시된 것과 동일한 도면 부호(기호)가 이 소자에 대하여 사용된다.
에너지 절약 동작 모드와 통상 동작 모드 간에 동작 모드가 전환될 때 출력 전류(Io)가 검사되는 경우는, 모드 선택 패드(MODE)에는 어떤 신호도 입력되지 않고, 모드 선택 패드(MODE)에는 전압계가 접속되고, 출력 전류(Io)가 증가되거나 감소된다.
전환 신호 발생 회로는 PMOS 트랜지스터(M12), 저항(R13), 및 인버터(14, 15)로 형성된다. 전환 신호 발생 회로로부터의 출력이며, 내부 전환 신호인 인버터(15)로부터의 출력은 트리밍 퓨즈(F11)를 통하여 모드 선택 패드(MODE)에 입력된다. 따라서, 동작 모드의 전환은 모드 선택 패드(MODE)의 전압을 측정함으로써 검출될 수 있다. 또한, 모드 선택 패드(MODE)의 전압 변화는 논리 레벨이므로, 전압 변화는 저비용 전압계에 의하여 확실하게 측정될 수 있다. 결과적으로, 동작 모드가 전환될 때의 출력 전류(Io)가 정확하게 측정될 수 있어, 동작 모드를 전환하는 출력 전류(Io)의 값을 결정하기 위한 저항(R13)의 트리밍량이 정확하게 계산될 수 있다.
출력 전류(Io)가 저항(R13)의 저항값을 트리밍함으로써 동작 모드를 전환할 때 소정값이 되는 것을 확인하는 경우, 트리밍 퓨즈(F11)는 레이저 빔을 조사 등을 함으로써 절단(cut off)된다.
트리밍 퓨즈(F11)를 절단한 후, 본 실시예의 정전압 회로는 도 3에 도시된 종래의 정전압 회로와 동일하게 되며, 따라서 모드 선택 패드(MODE)로부터의 신호에 의하여 동작 모드가 선택될 수 있다. 즉, 모드 선택 패드(MODE)에 어떠한 신호도 입력되지 않을 때 또는 모드 선택 패드(MODE)에 입력된 외부 전환 신호가 로우 레벨일 때, 내부 전환 신호에 대응하여 자동으로 통상 동작 모드와 에너지 절약 모드가 전환되는 자동 전환 모드가 선택되고, 외부 전환 신호가 하이 레벨일 때, 내부 전환 신호의 상태에 상관없이 통상 동작 모드가 선택된다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 통상 동작 모드와 에너지 절약동작 모드 간의 전환을 모드 선택 패드(MODE)로부터의 논리 레벨의 신호로서 검사할 수 있다. 따라서, 동작 모드가 전환될 때 출력 전류(Io)의 값을 정확히 측정할 수 있다. 그 결과, 저항(R13)의 저항값이 트리밍에 의하여 정확하게 결정될 수 있고, 동작 모드가 전환될 때 출력 전류(Io)의 값이 정확히 결정될 수 있다. 또한, 저비용의 검사 장치가 사용될 수 있으므로, 제조 공정의 비용이 감소될 수 있다.
[제2 실시예]
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스위칭 조절기 회로를 도시하는 회로도이다. 스위칭 조절기 회로는 PWM(Pulse \idth Modulation) 시스템의 PWM 동작 모드와 PFM(Pulse Frequency Modulation) 시스템의 PFM 동작 모드를 제공한다.
PWM 동작 모드에서, 소정의 주기로 스위칭 트랜지스터(M21)의 온 및 오프가 반복되고, 출력 전압(Vo)의 변화에 대응하여 스위칭 트랜지스터(M21)의 온 시간이 제어된다. PWM 시스템에서, 스위칭 손실이 커지지만, 고속 응답을 수행할 수 있고, 출력 전류(Io)가 큰 경우에 전원 효율을 고효율로 유지할 수 있다.
PFM 동작 모드에서, 스위칭 트랜지스터(M21)의 온 및 오프를 제어하는 주파수를 변경하는 것으로 출력 전압(Vo)을 안정화시키고 있다. 본 실시예에서, PWM 동작 모드 동안 온 주기를 임의로 간헐적인 것으로 하여, PFM 시스템이 수행된다. 스위칭 트랜지스터(M1)의 온 및 오프 횟수가 감소되므로, 온/오프시 발생되는 스위칭 손실이 감소될 수 있고, 출력 전류(Io)가 작아도 전원 효율을 상승시킬 수 있지만, 부하가 변동될 때 응답 속도는 늦어진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스위칭 조절기 회로는, 기준 전압원(Vref), 오차 증폭 회로(21), PWM 비교기(22), 발진 회로(23)(OSC), 출력 제어 회로(24), 스위칭 트랜지스터(M21), 동기 정류 트랜지스터(M22), 인덕터(L21), 출력 커패시터(C21), 저항(R21, R22, R23), 비교기(25), 전압원(Vs)(전류 결정 전압원), OR 회로(26), PWM/PFM 전환 회로(27), 트리밍 퓨즈(F21), 전원 단자(Vdd), 접지 전위 단자(Vss), 출력 단자(OUT), 및 모드 선택 패드(MODE)를 포함한다.
오차 증폭 회로(21)의 비반전 입력 단자에는 기준 전압원(Vref)의 전압이 입력되고, 오차 증폭 회로(21)의 반전 입력 단자에는 출력 전압(Vo)을 저항(R21, R22)으로 분압한 전압(Vfb)이 입력된다.
오차 증폭 회로(21)로부터의 출력은 PWM 비교기(22)의 반전 입력 단자와, 비교기(25)의 비반전 입력 단자에 입력된다. PWM 비교기(22)의 비반전 입력 단자에는 OSC(23)로부터 출력된 삼각 펄스 신호가 입력된다. PWM 비교기(22)로부터의 출력은 출력 제어 회로(24)에 입력된다. 출력 제어 회로(24)는 스위칭 트랜지스터(M21)와 동기 정류 트랜지스터(M22)에 게이트 제어 신호를 출력한다.
스위칭 트랜지스터(M21)는 PMOS 트랜지스터로, 그 소스는 전원 단자(Vdd)에 접속되고, 그 드레인은 NMOS 트랜지스터인 동기 정류 트랜지스터(M22)의 드레인과 인덕터(L21) 일단과의 접속점에 접속되어 있다. 동기 정류 트랜지스터(M22)의 소스는 접지 전위 단자(Vss)에 접속되어 있다.
인덕터(L21)의 타단은 출력 단자(OUT)에 접속되어 있다. 출력 단자(OUT)와 접지 전위 단자(Vss) 사이에 출력 커패시터(C21)가 접속되어 있다. 비교기(25)와 전압원(Vs)은 전환 신호 발생 회로를 형성한다. 비교기(25)의 반전 입력 단자에는 전압원(Vs)의 전압이 인가되어 있다. 비교기(25)는 내부 전환 신호를 출력하고, 내부 전환 신호는 OR 회로(26)의 제1 입력 단자에 입력된다.
OR 회로(26)의 제2 입력 단자는 모드 선택 패드(MODE)에 접속되고, 또한 저항(R23)를 통해 접지되어 있다. 따라서, 모드 선택 패드(MODE)에 어떤 신호도 입력되지 않을 때, 모드 선택 패드(MODE)가 로우 레벨에 있다. 또한, OR 회로(26)의 제1 입력 단자와 제2 입력 단자 사이에 트리밍 퓨즈(F21)가 접속되어 있다. OR 회로(26)로부터의 출력은 PWM/PFM 전환 회로(27)에 입력된다. PWM/PFM 전환 회로(27)로부터의 출력은 출력 제어 회로(24)에 입력된다.
다음, 도 2에 도시된 스위칭 조절기 회로의 동작을 설명한다. 우선, 트리밍 퓨즈(F21)가 절단되어 있지 않은 경우를 설명한다. 이 상태에서, 모드 선택 패드(MODE)에는 외부 신호가 입력되지 않았다. 오차 증폭 회로(21)는, 기준 전압원(Vref)과, 저항(R21, R22)을 사용하여 출력 전압(Vout)을 분압한 전압(Vfb) 간의 차압을 증폭한다. PWM 비교기(22)는 오차 증폭 회로(21)로부터의 출력된 전압과, OSC(23)로부터 출력된 삼각 펄스 신호의 전압을 비교하여, 오차 증폭 회로(21)로부터의 출력 전압에 대응하는 펄스 폭의 펄스 신호를 출력한다. 출력 제어 회로(24)는 입력된 펄스신호에 대응하여, 스위칭 트랜지스터(M21)과 동기 정류 트랜지스터(M22)를 상보적으로 온/오프 전환하기 위한 제어 신호를 출력한다.
스위칭 트랜지스터(M21)가 온이고, 동기 정류 트랜지스터(M22)가 오프될 때, 출력 단자(OUT)에 접속된 부하 회로(미도시)에 전력을 공급하고, 또한 인덕터(L21)와 출력 커패시터(C21)에 에너지를 축적한다. 스위칭 트랜지스터(M21)가 오프이고, 동기 정류 트랜지스터(M22)가 온인 경우, 인덕터(L21)과 출력 커패시터(C21)에 축적된 에너지가 부하 회로에 공급된다.
비교기(25)는, 오차 증폭 회로(21)로부터 출력된 전압과 전압원(Vs)으로부터의 전압을 비교한다. 오차 증폭 회로(21)로부터 출력된 전압은, 스위칭 조절기 회로의 출력 전압(Vo)이 높은 경우 저하되고, 스위칭 조절기 회로의 출력 전압(Vo)이 낮은 경우 증가된다. 출력 전류(Io)가 작을 때는, 스위칭 조절기 회로의 출력 전압(Vo)이 높기 때문에, 오차 증폭 회로(21)로부터 출력된 전압이 저하된다. 오차 증폭 회로(21)로부터 출력된 전압이 전압원(Vs) 이하의 전압일 때, 비교기(25)로부터의 출력은 로우 레벨이다. 출력 전류(Io)가 증가하면, 스위칭 조절기 회로의 출력 전압(Vo)은 저하하고, 따라서 오차 증폭 회로(21)로부터 출력된 전압이 상승한다. 오차 증폭 회로(21)로부터 출력된 전압이 전압원(Vs)의 전압을 넘으면, 비교기(25)로부터의 출력은 반전하여 하이 레벨이 된다.
비교기(25)로부터 출력된 내부 전환 신호는, OR 회로(26)를 통하여 PWM/PFM 스위칭 회로(27)에 입력된다. PWM/PFM 전환 회로(27)에의 입력 신호가 로우 레벨일 때, PWM/PFM 전환 회로(27)는 출력 제어 회로(24)에 전환 신호를 출력하여, 출력 제어 회로(24)가 PWM 제어를 하고, PWM/PFM 전환 회로(27)에의 입력 신호가 하이 레벨이면, PWM/PFM 전환 회로(27)은 출력 제어 회로(24)에 전환 신호를 출력하여, 출력 제어 회로(24)가 PFM 제어를 행한다.
즉, 출력 전류(Io)가 소정의 전류값보다 작고, 비교기(25)로부터의 출력 신호가 로우 레벨인 경우에는, 출력 제어 회로(24)는 PFM 동작 모드에 의하여 전환을 행하고, 출력 전류(Io)가 소정의 전류값 이상이 되면, 비교기(25)로부터의 출력 신호가 하이 레벨이 되어, 출력 제어 회로(24)는 PWM 동작 모드에 의하여 전환을 행한다.
또한, 내부 전환 신호(비교기(25)로부터의 출력 신호)는 트리밍 퓨즈(F21)를 통하여 모드 선택 패드(MODE)에도 출력되고, 따라서 모드 선택 패드(MODE)의 전압이 획득되면, 내부 전환 신호의 상태를 획득할 수 있다.
즉, 반도체 장치의 검사에 있어서, 스위칭 조절기 회로의 동작 모드가 전환될 때 출력 전류(Io)가 측정되는 경우는, 모드 선택 패드(MODE)에 접속된 전압계는, 모드 선택 패드(MODE)의 전압이 논리 레벨에서 변화되는 것을 취득한다. 이로써, 출력 전류(Io)를 정확히 측정할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에서, PFM 동작 모드와 PWM 동작 모드 간에 동작 모드가 전환될 때 출력 전류(Io)의 전류값을 정확하게 결정하기 위하여, 전압원(Vs)의 전압이 트리밍에 의하여 변경될 수 있다는 것이 판정된다. 전압원(Vs)의 전압을 트리밍에 의하여 변경한 후, 출력 전류(Io)의 측정된 전류값이 소정값 이내이면, 본 발명의 제1 실시예에서의 경우와 유사하게 트리밍 퓨즈(F21)가 절단된다.
트리밍 퓨즈(F21)를 절단한 후, 모드 선택 패드(MODE)에 입력된 외부 전환 신호의 레벨에 의하여 동작 모드가 선택될 수 있다. 즉, 하이 레벨의 외부 전환 신호가 입력되면, 비교기(25)로부터 출력된 내부 전환 신호에 무관하게 PWM 동작 모드를 선택할 수 있다. 또한, 로우 레벨의 외부 전환 신호가 입력되거나, 외부 전환 신호가 입력되지 않을 때, 내부 전환 신호에 대응하여 PWM 동작 모드와 PFM 동작 모드 간에 동작 모드가 자동 전환되는 자동 전환 모드가 선택된다.
비교기(25)에 입력된 전압은 히스테리시스 전압이다. 그 결과, PFM 동작 모드로부터 PWM 동작 모드로 동작 모드가 전환할 때의 오차 증폭 회로(21)로부터 출력된 전압은, PWM 동작 모드로부터 PFM 동작 모드로 동작 모드가 전환될 때 오차 증폭 회로(21)로부터 출력된 전압보다 높도록 결정된다. 이에 따라, 동작 모드가 전환될 때 지터가 방지된다.
이상과 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 반도체 장치의 검사에 있어서, PWM 동작 모드와 PFM 동작 모드 간의 전환 결과가 모드 선택 패드(MODE)에서의 전압을 획득함으로써 논리 레벨 신호로서 검사될 수 있다. 따라서, 출력 전류(Io)의 전류값은, 동작 모드가 전환될 때 정확하게 측정될 수 있다. 그 결과, 동작 모드가 전환될 때 출력 전류(Io)가 결정되는 전압원(Vs)의 전압의 조정을 정확하게 행할 수 있다. 또한, 모드 선택 패드(MODE)의 전압이 측정될 때 저렴한 전압계가 사용될 수 있고, 따라서 제조 공정의 비용 절감도 가능해졌다.
또한, 본 발명은 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 수정이 행해질 수도 있다.
본 발명은 일본 특허청에 2008년 1월 11일 출원된 일본 우선권 특허 출원 제2008-004146호에 기초하고, 여기서 그 전체 내용이 참조용으로 사용되었다.
11 : 제1 오차 증폭 회로 12 : 제2 오차 증폭 회로
13 : OR 회로 21 : 오차 증폭 회로
22 : PWM 비교기 23 : 발진 회로
24 : 출력 제어 회로 25 : 비교기
26 : OR 회로 27 : PWM/PFM 전환 회로
M11 : 출력 트랜지스터 M12 : PMOS 트랜지스터
M21 : 스위칭 트랜지스터 M22 : 동기 정류 트랜지스터

Claims (10)

  1. 제1 동작 모드와 제2 동작 모드를 갖는 반도체 장치로서,
    동작 상태가 미리 결정된 조건을 만족할 때, 상기 제1 동작 모드와 상기 제2 동작 모드 사이에서 동작 모드를 전환하기 위한 내부 전환 신호를 출력하는 전환 신호 발생 회로;
    외부 전환 신호가 입력되는 모드 선택 패드;
    상기 전환 신호 발생 회로로부터의 출력을 상기 모드 선택 패드에 입력하는 트리밍 퓨즈; 및
    상기 트리밍 퓨즈를 절단(cut off)한 후에, 상기 제1 동작 모드와 상기 제2 동작 모드 사이에서 동작 모드를 전환하는 전환 회로
    를 포함하고,
    상기 외부 전환 신호가 하이(high) 레벨인 경우, 상기 전환 회로는 제1 동작 모드를 선택하고,
    상기 외부 전환 신호가 로우(low) 레벨이거나 또는 입력되지 않은 경우, 상기 전환 회로는 상기 내부 전환 신호에 대응하여 상기 제1 동작 모드와 상기 제2 동작 모드 사이에서 동작 모드가 자동적으로 전환되는 자동 전환 모드를 선택하는 것인, 반도체 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 장치는, 상기 제1 동작 모드로서 통상 동작 모드와, 상기 제2 동작 모드로서 에너지 절약 동작 모드를 갖는 정전압 회로이고,
    상기 정전압 회로는, 상기 정전압 회로로부터 출력된 전류가 미리 결정된 값 이상을 갖는 지의 여부를 검출하는 전류 검출 회로를 포함하고,
    상기 전환 신호 발생 회로는 상기 전류 검출 회로로부터 출력된 신호에 기초하여, 상기 통상 동작 모드와 상기 에너지 절약 동작 모드 사이에서 동작 모드를 전환하기 위한 내부 전환 신호를 출력하는 것인 반도체 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 장치는, 상기 제1 동작 모드로서 PWM 동작 모드와, 상기 제2 동작 모드로서 PFM 동작 모드를 갖는 스위칭 조절기 회로이며,
    상기 스위칭 조절기 회로는, 상기 스위칭 조절기 회로로부터 출력된 전류가 미리 결정된 값 이상을 갖는 지의 여부를 검출하는 전류 검출 회로를 포함하고,
    상기 전환 신호 발생 회로는, 상기 전류 검출 회로로부터 출력된 신호에 기초하여, 상기 PWM 동작 모드와 상기 PFM 동작 모드 사이에서 동작 모드를 전환하기 위한 내부 전환 신호를 출력하는 것인 반도체 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    트리밍 유닛을 더 포함하고,
    상기 제1 동작 모드와 상기 제2 동작 모드 사이에서의 동작 모드의 전환 조건은 상기 트리밍 유닛을 트리밍함으로써 조절되는 것인 반도체 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    트리밍 유닛을 더 포함하고,
    상기 통상 동작 모드와 상기 에너지 절약 동작 모드 사이에서의 동작 모드의 전환 조건은 상기 트리밍 유닛을 트리밍함으로써 조절되는 것인 반도체 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    트리밍 유닛을 더 포함하고,
    상기 PWM 동작 모드와 상기 PFM 동작 모드 사이에서의 동작 모드의 전환 조건은 상기 트리밍 유닛을 트리밍함으로써 조절되는 것인 반도체 장치.
  7. 제 1 항에 기재된 반도체 장치의 검사 방법으로서,
    상기 전환 신호 발생 회로로부터의 출력을 상기 트리밍 퓨즈를 통해 상기 모드 선택 패드에 입력하는 단계; 및
    상기 모드 선택 패드에서의 상기 내부 전환 신호의 상태를 검사하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 검사 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 내부 전환 신호의 상태를 검사하는 단계 후에, 상기 트리밍 퓨즈를 절단하는 단계를 더 포함하는 반도체 장치의 검사 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 동작 모드와 상기 제2 동작 모드 사이에서의 동작 모드의 전환 조건을 조절하기 위하여, 상기 반도체 장치의 트리밍 유닛을 트리밍하는 단계를 더 포함하는 반도체 장치의 검사 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 트리밍 유닛을 트리밍하는 단계 후에, 상기 트리밍 퓨즈를 절단하는 단계를 더 포함하는 반도체 장치의 검사 방법.
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