用于半导体器件的具有降低的电阻的电源电压分配系统技术方案

技术编号:3081797 阅读:252 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种用于在半导体器件(100)中分配电源电压的电源电压分配系统,包括:第一电源电压分配线布置(115a)和第二电源电压分配线布置(115b),它们适于从该半导体器件的外部接收半导体器件电源电压(VDD_ext)并且把电源电压(VDDI,VDDE_IO)分配给该半导体器件的相应的第一(120;132)和第二部分(125;132);连接到第一电源电压分配线布置的电压到电压转换电路(130),其适于把该半导体器件电源电压传输到第一电源电压分配线布置上,或者把其值不同于该半导体器件电源电压的转换后的电源电压放置在第一电源电压分配线上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件和集成电路UC)的领域.更具体而言,本专利技术涉及支持不同的电源电压的半导体器件和ic.诸如半导体存储器器件之类的半导体器件可以被设计成能够取决 于预定应用而支持不同的电源电压.例如,双电源供电的半导体器件(比如闪存IC)可以利用较高的第一电源电压(例如3V)或者较低的 第二电源电压(例如1.8V)进行操作.在较低的电源电压下的操作例如是电池供电的系统的特征,并且 允许降低功率消耗.在所述两种情况下,所述(较低的或较高的)电源电压通过电源 电压分配线被馈送到所述半导体器件的内部电路,所述分配线适于在 该器件中分配电源电压.特别地, 一种已知的设计规则规定具有用于把电源电压分配给所 述器件的核心电路的电源电压分配线,这种分配线不同于用来把电源 电压分配给输入/输出电路(比如输入/输出緩冲器)的电源电压分配 线,其中所述核心电路包括适于执行所期望的任务的关键电路结构(比 如在存储器器件的情况下是存储器单元行与列选择器、读出放大器、 控制该存储器器件的操作的控制逻辑).通过这一措施,有可能降低 所述核心电路的操作受到电源电压上的噪声的影响的风险,其中所述 噪声是由于所述输入/输出电路的开关而产生的.换句话说,专用的电 源电压分配线被用于所述核心电路和所述输入/输出电路,以用于把在 输入/输出緩冲器操作期间发生的干扰与所述半导体器件的剩余电路 去耦合.为了降低功率消耗,所述内部电路(特别是双电源供电的器件的 核心电路)典型地被设计成利用低于所述较高的第一电源电压的电源 电压进行操作(例如,所述半导体器件的内部电路可以被设计成利用 2. 3V的内部电源电压进行操作,该内部电源电压介于较高的第一电源 电压与较低的第二电源电压之间).为了把所述较高的外部电源电压 下变换成所述(较低的)内部电压,提供一个能够降低电压的电压下变换器VDC(例如该VDC从3V的外部电压开始来生成2. 3V的内部电压)。该VDC还具有稳定所述半导体器件的内部电源电压的功能.另一方面,所述半导体器件的诸如输入/输出緩冲器之类的那些电路部件被用来把该半导体器件与外部环境(典型地是系统总线)进行接口,所述这些部件需要在较高的笫一电源电压或者较低的第二电源电压下被供电,这取决于该半导体器件被插入的环境.电压电平适配器(移位器)被提供来将所述核心电路与所述输入/输出电路进行接 卩。当所述半导体器件被采用在低电源电压应用中时,应当通过一个 等于外部电源电压的电源电压来为该半导体器件的内部电路供电.对 于在(从所述半导体器件端子)接收所述外部提供的电源电压的电源 电压分配线与把该电源电压分配给所述核心电路的电源电压分配线之 间的电连接提供一个电压开关;在这种情况下所述VDC被保持关断, 并且用该电压开关来旁路该VDC。在测试期间通常把所述双电源供电的半导体器件配置用于低电压 应用或高电压应用,这例如是通过燃烧控制结构中的一条熔丝,所述 控制结构控制所述VDC的激活或者替代地所述电压开关的激活.一般而言,所述电压开关通过MOS晶体管、特別是p型导电性的 M0S晶体管(即PM0S)来实现,其被连接在所述半导体器件端子之间, 所述半导体器件端子在操作中被连接到接收所述外部提供的电源电压 的电源电压分配线以及把该电源电压分配给所述核心电路的电源电压 分配线,并且所述M0S晶体管具有一个接收控制信号的控制(即栅极) 端子。作为测试期间的半导体器件配置的结果,当所述PMOS晶体管被 接通时,从所述电源电压分配线接收的所述低电源电压被馈送到所述 核心电路。所述电压开关的电阻(PM0S晶体管接通电阻)不可避免地导致其 两端的电压降。因此,被馈送到所述核心电路的实际的内部电源电压 低于所述外部低电源电压.
技术实现思路
上述解决方案的一个缺点在于,为了减小所述电压开关两端的电压降,所述M0S晶体管的电阻应当被保持得尽可能低.然而,这对于 所述半导体器件的尺寸(从而对于IC芯片尺寸)具有不利影响,这是 因为M0S晶体管的接通电阻随着该M0S晶体管的尺寸增大而减小.此外,当所述M0S晶体管的尺寸增大时,与其相连的电源电压分 配线的尺寸也增大.这导致IC芯片面积的进一步增大,并且同时对于 所述电源电压分配线的电阻具有不利影响(这是因为其电阻随着它们 变长而增大).上述解决方案的另一个问題在于,为了减小由于所述电压开关和 电源电压分配线所导致的总电阻,提高了平面图(即IC布局的设计) 的复杂度.一般而言,本专利技术是基于这样的思想在低电源电压应用中,用 于所述半导体器件的核心电路的电源电压也可以从专用于为该半导体 器件的输入/输出电路供电的(多条)电源电压分配线得到.特别地,本专利技术提供一种如在独立权利要求中所述的解决方案.在从属权利要求中提供了本专利技术的有利实施例.详细地,本专利技术一方面提出一种用于在半导体器件内分配电源电 压的电源电压分配系统。该电源电压分配系统包括第一电源电压分 配线布置(arrangement)和第二电源电压分配线布置,所述第一电源 电压分配线布置和所述第二电源电压分配线布置适于从该半导体器件 的外部接收半导体器件电源电压并且把电源电压分配给该半导体器件 的相应的第一和第二部分;连接到第一电源电压分配线布置的电压到 电压转换电路,其中该电压到电压转换电路适于把从该半导体器件的 外部接收的该半导体器件电源电压传输到第一电源电压分配线布置 上,或者把其值不同于该半导体器件电源电压的转换后的电源电压放 置在第一电源电压分配线上.所述电压到电压转换电路还包括可以选 择性地激活来把第 一 电源电压分配线布置电耦合到所述第二电源电压 分配线布置的装置.附图说明图1示意性地示出根据本专利技术一个实施例的半导体器件;图2示意性地示出根据本专利技术一个实施例的用于困1的半导体器件的电源电压分配线的布局;以及图3示出一个示例性电子系统,其中采用了根据本专利技术一个实施 例的半导体器件。具体实施方式参考困l,示出根据本专利技术一个实施例的半导体器件100.该半导 体器件100被集成在一个半导体材料(典型地是硅)的芯片中.例如 但不是限制性的,该半导体器件100可以是诸如非易失性存储器(例 如闪存)之类的半导体存储器.半导体器件100是一个双电源供电的器件,即它被设计成能够取 决于预定应用而利用不同的电源电压进行操作.例如,该半导体器件 100可以利用较高的第一电源电压(例如标称地是3V)进行操作或者 利用较低的第二电源电压(例如标称地是1.8V)进行操作.应当指出, 更一般而言,该半导体器件100可以被设计成能够利用多于两个不同 的电源电压进行操作.半导体器件100具有笫一端子105a和笫二端子105b (典型地是 IC的金属焊盘),其打算用于连接到该半导体器件IOO必须被插入其 中的电子系统的外部电源电压分配线110.笫一端子105a被连接到笫一电源电压分配线布置115a,以及笫 二端子105b被连接到第二电源电压分配线步骤115b,所述笫一电源 电压分配线布置和笫二电源电压分配线布置被提供在所述半导体器件 IC的内部,以用于分配在使用中通过外部电源电压分配线UO从外部 接收的电源电压.特别地,第一电源电压分配线布置115a被提供来把所述电源电压 分配给半导体器件1本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于在半导体器件(100)中分配电源电压的电源电压分配系统,该电源电压分配系统包括:    第一电源电压分配线布置(115a)和第二电源电压分配线布置(115b),所述第一电源电压分配线布置和所述第二电源电压分配线布置适于从该半导体器件的外部接收半导体器件电源电压(VDD_ext)并且把电源电压(VDDI,VDDE_IO)分配给该半导体器件的相应的第一(120;132)和第二部分(125;132);    连接到第一电源电压分配线布置的电压到电压转换电路(130),其中该电压到电压转换电路适于把从该半导体器件的外部接收的该半导体器件电源电压传输到第一电源电压分配线布置上,或者把其值不同于该半导体器件电源电压的转换后的电源电压放置在第一电源电压分配线上,    其特征在于,该电压到电压转换电路还包括可以选择性地激活来把第一电源电压分配线布置电耦合到所述第二电源电压分配线布置的装置。

【技术特征摘要】
EP 2006-7-27 06117949.51、 一种用于在半导体器件(ioo)中分配电源电压的电源电压分 配系统,该电源电压分配系统包括笫一电源电压分配线布置(115a)和第二电源电压分配线布置 (115b),所述第一电源电压分配线布置和所述笫二电源电压分配线 布置适于从该半导体器件的外部接收半导体器件电源电压(VDD-ext ) 并且把电源电压(VDDI, VDDE—IO)分配给该半导体器件的相应的笫一 (120; 132)和第二部分(125; 132);连接到第一电源电压分配线布置的电压到电压转换电路(130), 其中该电压到电压转换电路适于把从该半导体器件的外部接收的该半 导体器件电源电压传输到第一电源电压分配线布置上,或者把其值不 同于该半导体器件电源电压的转换后的电源电压放置在第一电源电压 分配线上,其特征在于,该电压到电压转换电路还包括可以选择性地激活来 把笫一电源电压分配线布置电耦合到所述第二电源电压分配线布置的 装置,2、 根据权利要求l所述的电源电压分配系统,其中 第一电源电压分配线布置包括笫一段(115a-l )和第二段(115a-2),其中第一段从所述半导体器件的至少一个端子(105a) 延伸到所述电压到电压转换电路的输入(135),并且所述第二段从该 电压到电压转换电路的输出(140)延伸到该半导体器件的所述第一部 分,其中该半导体器件的该至少一个端子(105a)在使用中适于被连 接到在该半导体器件的外部并传送所述半导体器件电源电压的外部电 源电压分配线(110),以及其中该电压到电压转换电路包括连接在所述电压到电压转换电路的输入与输出之间的笫一电压开 关装置(155),该笫一电压开关装置可以被选择性地激活来把所述半 导体器件电源电压传输到第一电源电压分配线布置的第二段上;以及连接在所述电压到电压转换电路的输入与输出之间的电压下变换 器(150),该电压下变换器(150)适于生成转换后的电源电压,并 ...

【专利技术属性】
技术研发人员:D苏J查
申请(专利权)人:意法半导体亚太私人有限公司海力士半导体有限公司
类型:发明
国别省市:SG[新加坡]

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