TW201904194A - 電壓切換裝置及方法 - Google Patents
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Abstract
一種電壓切換裝置包括接收器、電壓控制開關、第一電壓產生電路、電壓檢測器與第一開關電路。電壓控制開關連接在輸入數據端與接收器之間，第一電壓產生電路提供第一電壓。當檢測到第一電壓高於一預定電壓時，電壓檢測器輸出第一邏輯信號。第一開關電路連接在第一電壓產生電路與電壓控制開關之間，第一開關電路根據第一邏輯信號接通，使電壓控制開關由第一電壓接通，而數據從輸入數據端發送到接收器。
Description
本發明是有關於電壓切換裝置及電壓切換方法。
閂鎖是在積體電路(IC)中可能發生的一種短路。更具體地說，在MOSFET電路的電源軌之間無意中產生低阻抗路徑，從而觸發破壞部件正常功能的寄生結構，甚至可能導致其由過電流引起的破壞。
在一些方法中，電壓產生器提供泵浦電壓(例如VCCP)，並且接收器使用泵浦電壓來導通MOSFET電路的柵極。如果發生電壓發生器的閉鎖，泵浦電壓將下降，MOSFET電路不能將輸入信號傳遞給接收器。這使得產品工程師難以進行除錯和分析。
本發明提出一種創新的電壓切換裝置及電壓切換方法，以解決先前技術的困境。
在本發明的一實施例中，一種電壓切換裝置包括 接收器、電壓控制開關、第一電壓產生電路、電壓檢測器與第一開關電路。電壓控制開關連接在輸入數據端與接收器之間，第一電壓產生電路提供第一電壓。當檢測到第一電壓高於一預定電壓時，電壓檢測器輸出第一邏輯信號。第一開關電路連接在第一電壓產生電路與電壓控制開關之間，第一開關電路根據第一邏輯信號接通，使電壓控制開關由第一電壓接通，而數據從輸入數據端發送到接收器。
在本發明的另一實施例中，一種電壓切換裝置包括第一電壓產生電路、第一開關電路、第二電壓產生電路、電壓檢測器與電壓檢測器。第一電壓產生電路提供第一電壓。第一開關電路連接在第一電壓產生電路與一電壓控制開關之間，其中電壓控制開關連接在一輸入數據端與一接收器之間。第二開關電路連接在第二電壓產生電路與電壓控制開關之間。在檢測到第一電壓高於一預定電壓時，電壓檢測器向第一開關電路和第二開關電路輸出第一邏輯信號，其中第一開關電路被接通，第二開關電路根據第一邏輯信號而關閉，使電壓控制開關由第一電壓接通，數據從輸入數據端發送到接收器。
在本發明的又一實施例中，一種電壓切換方法包括：檢測從第一電壓產生電路輸出的第一電壓，其中第一開關電路連接在第一電壓產生電路與電壓控制開關之間，電壓控制開關連接在輸入數據端與接收器之間；確定第一電壓是否低於預定電壓；當第一電壓高於預定電壓時，輸出第一邏輯信號以接通第一開關電路，使電壓控制開關由第一電壓接 通，並將數據從輸入數據端發送至接收器。
綜上所述，本發明之技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述，並對本發明之技術方案提供更進一步的解釋。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附符號之說明如下：
100‧‧‧電壓切換裝置
110‧‧‧接收器
120‧‧‧電壓控制開關
130‧‧‧第一電壓產生電路
140‧‧‧第一開關電路
142‧‧‧第一反相器
150‧‧‧第二電壓產生電路
160‧‧‧第二開關電路
162‧‧‧第二反相器
170‧‧‧電壓檢測器
180‧‧‧輸入數據端
190‧‧‧電路裝置
P1‧‧‧第一半導體開關
P2‧‧‧第二半導體開關
VCCP‧‧‧第一電壓
VPOP‧‧‧第二電壓
200‧‧‧電壓切換方法
S210、S220、S230、S240‧‧‧步驟
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖是依照本發明實施例繪示之一種電壓切換裝置的方塊圖；以及第2圖是依照本發明實施例繪示之一種電壓切換方法的流程圖。
為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。
於實施方式與申請專利範圍中，涉及『電性連接』之描述，其可泛指一元件透過其他元件而間接電氣耦合至另一元件，或是一元件無須透過其他元件而直接電氣連結至另一元件。
於實施方式與申請專利範圍中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或 複數個。
第1圖是依照本發明實施例繪示之一種電壓切換裝置100的方塊圖。如第1圖所示，電壓切換裝置100包括接收器110、電壓控制開關120、第一電壓產生電路130、第一開關電路140、第二電壓產生電路150、第二開關電路160、電壓檢測器170以及輸入數據端180。
在結構上，第一開關電路140連接在第一電壓產生電路130和電壓控制開關120之間，電壓控制開關120連接在輸入數據端180和接收器110之間，第二開關電路120連接在第二電壓產生電路150和電壓控制開關120之間。接收器110連接到電路裝置190(例如，DRAM電路)。
在使用中，第一電壓產生電路130提供第一電壓VCCP。電壓檢測器170檢測從第一電壓產生電路130輸出的第一電壓，並確定第一電壓VCCP是否低於預定電壓。當第一電壓VCCP(例如，3.2V)高於預定電壓時，這意味著第一電壓產生電路130在沒有閉鎖的情況下正常運行。當第一電壓VCCP低於預定電壓時，這意味著發生第一電壓產生電路130的閂鎖，因此第一電壓(例如，1.6V)下降。
電壓檢測器170在檢測到高於預定電壓的第一電壓VCCP時，將第一邏輯信號(例如，邏輯高位準信號)輸出到第一開關電路140和第二開關電路160，其中第一開關電路140被接通，並且第二開關電路150根據第一邏輯信號被關斷，使得電壓控制開關120可以被第一電壓VCCP接通，並且數據可以是從輸入數據端180發送到接收器110。
否則，電壓檢測器170在檢測到低於預定電壓的第一電壓VCCP時，將第二邏輯信號(例如，邏輯低位準信號)輸出到第一開關電路140和第二開關電路160，其中第一開關電路140被關閉，並且第二開關電路160根據第二邏輯信號導通，使得第二電壓產生電路150能夠被提供第二電壓VPOP(例如，3.2V)時，可以通過第二電壓VPOP接通電壓控制開關120，並且數據可以從輸入數據端180發送到接收器110。
在第1圖中，第一開關電路140包括第一半導體開關P1和第一反相器142。在結構上，第一半導體開關140連接在第一電壓產生電路130和電壓控制開關120之間，第一反相器142連接在電壓檢測器170和第一開關140之間。
當電壓檢測器170輸出第一邏輯信號時，第一反相器142將第一邏輯信號轉換為第二邏輯信號以接通第一半導體開關140，使得第一電壓產生電路130輸出第一電壓VCCP通過第一半導體開關P1以接通電壓控制開關120。
在第1圖中，第二開關電路160包括第二半導體開關P2和第二反相器162。在結構上，第二半導體開關P2連接在第二電壓產生電路150和電壓控制開關120之間，第二反相器162連接在電壓檢測器170和第二電壓產生電路160之間。
當電壓檢測器170將第二邏輯信號輸出到第一反相器142時，第二反相器162和第二半導體開關P2，其中第一反相器142將第二邏輯信號反相轉換成第一邏輯信號以關閉第一半導體開關P1，第二反相器162將第二邏輯信號反相轉換為第一邏輯信號，以啟用第二電壓產生電路150。第二半導體開 關P2通過第二邏輯信號導通，使得第二電壓產生電路150輸出第二電壓VPOP通過第二半導體開關P2以接通電壓控制開關120。
在一些實施例中，第一電壓產生電路130是VCCP泵，以提供泵浦電壓作為第一電壓VCCP，並且第二電壓產生電路150是VPOP泵，以提供高電壓作為第二電壓VPOP。VPOP泵可以是DRAM電路的一部分。通常，該高電壓用於反熔絲編程，亦稱為編程電壓。
在一些實施例中，第一半導體開關P1是PMOS電晶體，其中第一半導體開關P1的閘極連接到第一反相器142的輸出端，第一反相器142的輸入端連接到電壓檢測器170，第一半導體開關P1的源極接到第一電壓產生電路130，第一半導體開關P1的汲極連接到電壓控制開關120(例如，NMOS電晶體)。
在一些實施例中，第二半導體開關P2是PMOS電晶體，其中第二半導體開關P2的閘極連接到電壓檢測器170，第二半導體開關P2的源極連接到第二電壓產生電路150，第二半導體開關P2的汲極連接到電壓控制開關120的閘極(例如，NMOS電晶體)。第二反相器162的輸入端連接到電壓檢測器170，第二反相器162的輸出端連接到第二電壓產生電路150.當接收到第二邏輯信號(例如：邏輯低位準信號)，則第二電壓產生電路150未被啟用。當接收到第一邏輯信號(例如：邏輯高位準信號)時，第二電壓產生電路150被啟用。
為了對上述電壓切換裝置100所執行的電壓切 換方法做更進一步的闡述，參照第2圖，第2圖是依照本發明實施例繪示之一種電壓切換方法200的流程圖。如第2圖所示，電壓切換方法200包含步驟S210、S220、S230、S240(應瞭解到，在本實施例中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行)。以下將搭配第1、2圖來說明本發明之技術方案。
在步驟S210中，檢測從第一電壓產生電路130輸出的第一電壓VCCP。在步驟S220中，判斷第一電壓VCCP是否低於預定電壓。在步驟S230中，當第一電壓高於預定電壓時，第一邏輯信號(例如，邏輯高位準信號)被輸出以接通第一開關電路140，從而電壓控制開關120可以通過第一電壓VCCP被接通，並且數據可以從輸入數據端180發送到接收器110。
在步驟S240中，輸出第二邏輯信號(例如，邏輯低位準信號)以關閉第一開關電路140，並且當第一電壓VCCP低於第二開關電路140時，接通第二開關電路160，使得第二電壓產生電路150能夠提供第二電壓VPOP，電壓控制開關120可以被第二電壓VPOP導通，並且數據可以從輸入數據端180發送到接收器110。
在電壓切換方法200中，第一反相器142用於將第一邏輯信號反相為第二邏輯信號，以接通第一半導體開關P1，使得第一電壓產生電路130輸出第一電壓VCCP通過第一半導體開關P1打開電壓控制開關120。
或者，第一反相器142用於將第二邏輯信號反轉為第一邏輯信號以關閉第一半導體開關P1，使得第一電壓產生電路130與電壓電隔離。此外，第二反相器162用於將第二邏輯信號反轉為第一邏輯信號，以啟用第二電壓產生電路150，並接通第二半導體開關P2，使得第二電壓產生電路150通過第二半導體開關P2輸出第二電壓VPOP以接通電壓控制開關120。
綜上所述，無論是否發生第一電壓產生電路130的閂鎖，電壓切換裝置100和電壓切換方法200讓接收器110始終得到正確的數據。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (20)
- 一種電壓切換裝置，包括：一接收器；一電壓控制開關，連接在輸入數據端與該接收器之間；一第一電壓產生電路，提供第一電壓；一電壓檢測器，當檢測到該第一電壓高於一預定電壓時，輸出第一邏輯信號；以及一第一開關電路，連接在該第一電壓產生電路與該電壓控制開關之間，該第一開關電路根據該第一邏輯信號接通，使該電壓控制開關由該第一電壓接通，而數據從該輸入數據端發送到該接收器。
- 如請求項1所述之電壓切換裝置，還包括：一第二電壓產生電路，在該電壓檢測器輸出一第二邏輯信號之後，當檢測到該第二電壓高於該預定電壓時，提供第二電壓；以及一第二開關電路，連接在該第二電壓產生電路與該電壓控制開關之間，其中該第一開關電路根據該第二邏輯信號而關閉，並且該第二開關電路根據該第二邏輯信號而接通，使該電壓控制開關由該第二電壓接通，該數據從該輸入數據端發送到該接收器。
- 如請求項2所述之電壓切換裝置，其中該第一開關電路包括：一第一半導體開關，連接於該第一電壓產生電路與該 電壓控制開關之間；以及一第一反相器，連接在該電壓檢測器和該第一開關之間，其中當該電壓檢測器輸出該第一邏輯信號時，該第一反相器將該第一邏輯信號反相轉換成該第二邏輯信號以接通該第一半導體開關，使該第一電壓產生電路輸出該第一電壓，通過該第一半導體開關打開該電壓控制開關。
- 如請求項3所述之電壓切換裝置，其中該第一邏輯信號是一邏輯高位準信號，該第二邏輯信號是一邏輯低位準信號，並且該第一半導體開關是PMOS電晶體。
- 如請求項3所述之電壓切換裝置，其中該第二開關電路包括：一第二半導體開關，連接在該第二電壓產生電路與該電壓控制開關之間；以及一第二反相器，連接在該電壓檢測器與該第二電壓產生電路之間，其中當該電壓檢測器將該第二邏輯信號輸出到該第一反相器時，該第二反相器及該第二半導體開關，其中該第一反相器將該第二邏輯信號反轉為該第一邏輯信號以關閉該第一半導體開關，該第二反相器將該第二邏輯信號反轉為該第一邏輯信號，以啟用該第二電壓產生電路，並且該第二半導體開關由該第二個邏輯信號打開，使得該第二電壓產生電路輸出該第二電壓以通過該第二半導體開關打開該電壓控制開關。
- 如請求項5所述之該電壓切換裝置，其中該第一邏輯信號是一邏輯高位準信號，該第二邏輯信號是一邏輯低位準信號，並且該第二半導體開關是PMOS電晶體。
- 如請求項6所述之電壓切換裝置，其中該電壓控制開關是NMOS電晶體。
- 一種電壓切換裝置，包括：一第一電壓產生電路，提供第一電壓；一第一開關電路，連接在該第一電壓產生電路與一電壓控制開關之間，其中該電壓控制開關連接在一輸入數據端與一接收器之間；一第二電壓產生電路；一第二開關電路，連接在該第二電壓產生電路與該電壓控制開關之間；以及一電壓檢測器，在檢測到該第一電壓高於一預定電壓時，向該第一開關電路和該第二開關電路輸出第一邏輯信號，其中該第一開關電路被接通，該第二開關電路根據該第一邏輯信號而關閉，使該電壓控制開關由該第一電壓接通，數據從該輸入數據端發送到該接收器。
- 如請求項8所述之電壓切換裝置，其中在檢測到該第一電壓低於該預定電壓時，該電壓檢測器向該第一開關電路和該第二開關電路輸出第二邏輯信號，其中 該第一開關電路為關閉，該第二開關電路根據該第二邏輯信號而接通，使該第二電壓產生電路能夠提供一第二電壓，該電壓控制開關由該第二電壓接通，該數據從該輸入數據端傳送到該接收器。
- 如請求項9所述之電壓切換裝置，其中該第一開關電路包括：一第一個半導體開關，連接於該第一電壓產生電路與該電壓控制開關之間；以及一第一反相器，連接在該電壓檢測器和該第一開關之間，其中當該電壓檢測器輸出該第一邏輯信號時，該第一反相器將該第一邏輯信號反相轉換成該第二邏輯信號以接通該第一半導體開關，使該第一電壓產生電路輸出該第一電壓，通過該第一半導體開關打開該電壓控制開關。
- 如請求項10所述之電壓切換裝置，其中該第一邏輯信號是一邏輯高位準信號，該第二邏輯信號是一邏輯低位準信號，並且該第一半導體開關是PMOS電晶體。
- 如請求項10所述之電壓切換裝置，其中該第二開關電路包括：一第二半導體開關，連接在該第二電壓產生電路與該電壓控制開關之間；以及一第二反相器，連接在該電壓檢測器與該第二電壓產 生電路之間，其中當該電壓檢測器將該第二邏輯信號輸出到該第一反相器時，該第二反相器及該第二半導體開關，其中該第一反相器將該第二邏輯信號反轉為該第一邏輯信號以關閉該第一半導體開關，該第二反相器將該第二邏輯信號反轉為該第一邏輯信號，以啟用該第二電壓產生電路，並且該第二半導體開關由該第二個邏輯信號打開，使得該第二電壓產生電路輸出該第二電壓以通過該第二半導體開關打開該電壓控制開關。
- 如請求項12所述之電壓切換裝置，其中該第一邏輯信號是一邏輯高位準信號，該第二邏輯信號是一邏輯低位準信號，並且該第二半導體開關是PMOS電晶體。
- 如請求項13所述之電壓切換裝置，其中該電壓控制開關是NMOS電晶體。
- 一種電壓切換方法，包括：檢測從一第一電壓產生電路輸出的一第一電壓，其中一第一開關電路連接在該第一電壓產生電路與一電壓控制開關之間，該電壓控制開關連接在輸入數據端與一接收器之間；以及確定該第一電壓是否低於一預定電壓；以及當該第一電壓高於該預定電壓時，輸出一第一邏輯信號以接通該第一開關電路，使該電壓控制開關由該第一電 壓接通，並將該數據從該輸入數據端發送至該接收器。
- 如請求項15所述之電壓切換方法，其中該第二開關電路連接在第二電壓產生電路與該電壓控制開關之間，該電壓切換方法還包括：輸出一第二邏輯信號以關閉該第一開關電路，並在該第一電壓低於該預定電壓時，接通該第二開關電路，使得該第二電壓產生電路能夠提供一第二電壓，該電壓控制開關由該第二電壓接通，數據從該輸入數據端發送到該接收器。
- 如請求項16所述之電壓切換方法，其中該第一開關電路包括一第一反相器以及一第一半導體開關，該第一半導體開關連接在該第一電壓產生電路與該電壓控制開關之間，該電壓切換方法還包括：使用該第一反相器將該第一邏輯信號轉換成該第二邏輯信號以打開該第一半導體開關，使該第一電壓產生電路輸出該第一電壓以通過該第一半導體開關開啟該電壓控制開關。
- 如請求項17所述之電壓切換方法，還包括：使用該第一反相器將該第二邏輯信號轉換成該第一邏輯信號以關閉該第一半導體開關，使該第一電壓產生電路與該電壓控制開關電隔離。
- 如請求項18所述的電壓切換方法，其中該第二開關電路包括一第二反相器和一第二半導體開關，該第二半導體開關連接在該第二電壓產生電路與該電壓控制開關之間，該電壓切換方法還包括：使用該第二反相器將該第二邏輯信號反轉為該第一邏輯信號，以啟用該第二電壓產生電路，並且該第二半導體開關由該第二個邏輯信號打開，使得該第二電壓產生電路輸出該第二電壓以通過該第二半導體開關打開該電壓控制開關。
- 如請求項19所述的電壓切換方法，其中該第一邏輯信號是一邏輯高位準信號，該第二邏輯信號是一邏輯低位準信號，該第一半導體開關是PMOS電晶體，該第二半導體開關為PMOS電晶體，該電壓控制開關是NMOS電晶體。
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