感测放大器制造技术

本发明专利技术公开一种感测放大器，感测放大器包括开关子电路，检测子电路和复位子电路，开关子电路的第一导通端用于连接待测器件，开关子电路的受控端连接于第一使能信号源；检测子电路包括检测电容和反相器，检测电容的第一端连接于开关子电路的第二导通端，检测电容的第二端连接于低电平信号源，反相器的输入端连接于检测电容的第一端，反相器的输出端用于输出检测信号以反馈待测器件的状态；复位子电路的第一导通端连接于检测电容的第一端，复位子电路的第二导通端连接于低电平信号源，复位子电路的受控端连接于第二使能信号源。本发明专利技术技术方案可改善待测器件状态检测的感测效果。

Sensor Amplifier

The invention discloses a sensing amplifier, which comprises a switching sub-circuit, a detection sub-circuit and a reset sub-circuit. The first conduction end of the switching sub-circuit is used to connect the device to be tested, and the controlled end of the switching sub-circuit is connected to the first enabling signal source; the detection sub-circuit includes a detection capacitor and a phase reverser, and the first end of the detection capacitor is connected to the second conduction end of the switching sub-circuit. The second end of the detection capacitor is connected to the low-level signal source, the input end of the inverter is connected to the first end of the detection capacitor, and the output end of the inverter is used to output the detection signal to feedback the state of the device to be tested; the first conduction end of the reset circuit is connected to the first end of the detection capacitor, the second conduction end of the reset circuit is connected to the low-level signal source, and the controlled reset circuit is controlled. The end is connected to the second enabling signal source. The technical scheme of the invention can improve the sensing effect of the state detection of the device to be measured.

【技术实现步骤摘要】
感测放大器
本专利技术涉及电学检测
，特别涉及一种感测放大器。
技术介绍
在电学设备的运行过程中，器件状态可能会发生变化，为了保障电学设备的正常运行，也就需要对器件状态进行检测，而状态变化往往可通过阻值的变化反映出来。例如，反熔丝(Anti-fuse)是一种一次性可编程非挥发性内存(OTPMemory)，广泛应用于各种集成电路芯片(IC)中，如传感器IC、显示驱动器IC、电源管理IC、无线射频辨识芯片组(RFID)等，从而提高IC产量，确保高效能，且具有一定的设计弹性。通常，未经编程(program)的反熔丝具有极高的阻抗(>1GΩ)，而一旦经编程高电压(VPP>6.6V)编程之后，反熔丝的阻抗大幅降低(约为10KΩ左右)，因此可以利用反熔丝阻抗在编程前后变化很大的特点，设计相应的电路，以储存逻辑0或逻辑1数字信号。相应的，在反熔丝形成的内存数组的外部电路中，有必要通过感测放大器(Senseamplifier)侦测内存数组中各个反熔丝的阻抗，从而确定该反熔丝是否已经被编程，进而读取出被储存在该反熔丝内的数字信号。如图1(a)所示，IC中的反熔丝通常由金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)制成，在正常状况下，MOSFET的栅氧化层为绝缘体，具有很高的阻抗，可等效为如图1(b)所示的电容C0；而栅氧化层在经过编程高电压VPP的编程之后，发生栅氧击穿(GateOxideBreakdown)，即栅氧化层的结构被破坏，其阻抗降低，反熔丝可等效成如图1(c)所示的电阻R0。然而，栅氧化层的击穿具有不确定性，由于编程高电压VPP、编程时间等击穿条件的不同，使击穿后反熔丝的阻抗存在差异。具体的，根据栅氧化层的击穿程度，可分为：完全击穿的硬击穿(Hardbreakdown)以及不完全击穿的软击穿(Softbreakdown)。当反熔丝发生硬击穿时，其阻抗约为10KΩ；而当反熔丝发生软击穿时，其阻抗约为1MΩ。可见，由于软击穿情况下反熔丝的阻抗依然较大，因此很容易被误判为该反熔丝处于未编程状态。如图2所示，在现有的感测放大器100’中，当工作电平信号源输出工作电平VDD’后，若第一使能信号EN’处于高电平状态，相应的，与第一使能信号EN’反相的第二使能信号ENB’处于低电平状态，感测放大器100’开始运行。第三负型金属氧化物半导体场效应管MN3’导通，反熔丝200’的电流ICELL’流至感测放大器100’中，经过MN3’流至第一负型金属氧化物半导体场效应管MN1’，MN1’转换反熔丝200’的电流ICELL’为第一偏压V1’。第一偏压V1’输出至第二负型金属氧化物半导体场效应管MN2’的栅电极，通常，MN2’的数目为MN1’的n倍，故流经MN2’的电流为n*ICELL’。图2中所示的第一正型金属氧化物半导体场效应管MP1’、第二正型金属氧化物半导体场效应管MP2’、第三正型金属氧化物半导体场效应管MP3’、第四正型金属氧化物半导体场效应管MP4’、第五正型金属氧化物半导体场效应管MP5’为MN2’的负载，且MP3’、MP4’、MP5’可在第一触发信号TR1’、第二触发信号TR2’和第三触发信号TR3’的控制下导通或关断，从而作为实现微调的负载。通过对第二偏压V2’进行微调，使第二偏压V2’作为第六正型金属氧化物半导体场效应管MP6’的栅电极电压，决定MP6’的导通能力。同时，第六负型金属氧化物半导体场效应管MN6’的栅电极连接于一参考电平VREF’，以决定MN6’的导通能力。当MP6’的导通能力大于MN6’的导通能力时，第三偏压V3’处于高电平状态；反之，当MN6’的导通能力大于MP6’的导通能力时，第三偏压V3’处于低电平状态。在图2所示的感测放大器中，通过感测ICELL’决定V3’是处于高电平状态或是低电平状态，而ICELL’又与反熔丝200’的阻抗成反比，从而得到反熔丝200’的状态。但是，这种感测放大器100’存在以下缺点：第一，感测放大器100’中存在的电流ICELL’及n*ICELL’会导致直流功率的损耗；第二，由于MN2’上方堆栈了多个正型金属氧化物半导体场效应管(MP1’～MP5’)以实现微调，所以所需的工作电平VDD’较高；第三，参考电平VREF’的产生需要设置额外的电路；第四、用于实现微调的MP1’～MP5’中，栅源电压各不相同，制备可靠性低，成本高；第五，当电流ICELL’较小时，该感测放大器100’的感测时间将会增加。综上所述，现有的感测放大器检测可靠性低、能耗高、且感测时间较长。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种感测放大器，旨在解决上述感测放大器中可靠性低、能耗高、且感测时间较长的技术问题，改善感测效果。为实现上述目的，本专利技术提出的感测放大器，包括开关子电路，检测子电路和复位子电路，所述开关子电路的第一导通端用于连接待测器件，所述开关子电路的受控端连接于第一使能信号源；所述检测子电路包括检测电容和反相器，所述检测电容的第一端连接于所述开关子电路的第二导通端，所述检测电容的第二端连接于低电平信号源，所述反相器的输入端连接于所述检测电容的第一端，所述反相器的输出端用于输出检测信号以反馈所述待测器件的状态；所述复位子电路的第一导通端连接于所述检测电容的第一端，所述复位子电路的第二导通端连接于所述低电平信号源，所述复位子电路的受控端连接于第二使能信号源。可选地，所述感测放大器还包括抗干扰子电路，所述抗干扰子电路的输入端连接于所述反相器的输出端，所述抗干扰子电路的输出端用于输出所述检测信号。可选地，所述抗干扰子电路包括施密特触发器，所述施密特触发器的输入端连接于所述反相器的输出端，所述施密特触发器的第一电源端连接于工作电平信号源，所述施密特触发器的第二电源端连接于低电平信号源，所述施密特触发器的输出端用于输出所述检测信号。可选地，所述反相器包括第一开关器件和第二开关器件，所述第一开关器件为正型金属氧化物半导体场效应管，所述第一开关器件的栅电极为所述反相器的输入端，所述第一开关器件的漏电极为所述反相器的输出端，所述第一开关器件的源电极连接于反相信号源；所述第二开关器件为负型金属氧化物半导体场效应管，所述第二开关器件的栅电极为所述反相器的输入端，所述第二开关器件的漏电极连接于所述第一开关器件的漏电极，所述第二开关器件的源电极连接于所述低电平信号源。可选地，所述反相信号源包括第三开关器件，所述第三开关器件为正型金属氧化物半导体场效应管，所述第三开关器件的栅电极连接于所述第三开关器件的漏电极，所述第三开关器件的漏电极连接于所述第一开关器件的源电极，所述第三开关器件的源电极连接于工作电平信号源。可选地，所述第一开关器件、所述第二开关器件和所述第三开关器件的工作电平均小于1.2V。可选地，所述开关子电路包括第四开关器件，所述第四开关器件为负型金属氧化物半导体场效应管，所述第四开关器件的栅电极为所述开关子电路的受控端，所述第四开关器件的漏电极为所述开关子电路的第一导通端，所述第四开关器件的源电极为所述开关子电路的第二导通端。可选地，所述复位子电路包括第五开关器件，所述第五开关器件为负型金属氧化物半导体场效应管，所述第五开关器件的栅电极为所述复位子电路的受控端，所述第五开关器件的漏电极为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种感测放大器，其特征在于，所述感测放大器包括：开关子电路，所述开关子电路的第一导通端用于连接待测器件，所述开关子电路的受控端连接于第一使能信号源；检测子电路，所述检测子电路包括检测电容和反相器，所述检测电容的第一端连接于所述开关子电路的第二导通端，所述检测电容的第二端连接于低电平信号源，所述反相器的输入端连接于所述检测电容的第一端，所述反相器的输出端用于输出检测信号以反馈所述待测器件的状态；复位子电路，所述复位子电路的第一导通端连接于所述检测电容的第一端，所述复位子电路的第二导通端连接于所述低电平信号源，所述复位子电路的受控端连接于第二使能信号源。

【技术特征摘要】
1.一种感测放大器，其特征在于，所述感测放大器包括：开关子电路，所述开关子电路的第一导通端用于连接待测器件，所述开关子电路的受控端连接于第一使能信号源；检测子电路，所述检测子电路包括检测电容和反相器，所述检测电容的第一端连接于所述开关子电路的第二导通端，所述检测电容的第二端连接于低电平信号源，所述反相器的输入端连接于所述检测电容的第一端，所述反相器的输出端用于输出检测信号以反馈所述待测器件的状态；复位子电路，所述复位子电路的第一导通端连接于所述检测电容的第一端，所述复位子电路的第二导通端连接于所述低电平信号源，所述复位子电路的受控端连接于第二使能信号源。2.如权利要求1所述的感测放大器，其特征在于，所述感测放大器还包括：抗干扰子电路，所述抗干扰子电路的输入端连接于所述反相器的输出端，所述抗干扰子电路的输出端用于输出所述检测信号。3.如权利要求2所述的感测放大器，其特征在于，所述抗干扰子电路包括：施密特触发器，所述施密特触发器的输入端连接于所述反相器的输出端，所述施密特触发器的第一电源端连接于工作电平信号源，所述施密特触发器的第二电源端连接于低电平信号源，所述施密特触发器的输出端用于输出所述检测信号。4.如权利要求1至3中任一项所述的感测放大器，其特征在于，所述反相器包括：第一开关器件，所述第一开关器件为正型金属氧化物半导体场效应管，所述第一开关器件的栅电极为所述反相器的输入端，所述第一开关器件的漏电极为所述反相器的输出端，所述第一开关器件的源电极连接于反相信号源；第二开关器件，所述第二开关器件为负型金属氧化物半导体场效应管，所述第二开关器件的栅电极为所述反相器的输入端，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖怡璋，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37