[發(fā)明專利]測(cè)量電容器電容的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110215627.5
• 申請(qǐng)日: 2011-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN102445603A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉明達(dá);張志強(qiáng);陳居富;黃炳祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): G01R27/26
• 分類號(hào): G01R27/26
• 代理公司: 北京德恒律師事務(wù)所 11306
• 代理人: 陸鑫;高雪琴

1.一種用于測(cè)量測(cè)試電容器電容的電容器測(cè)量電路，所述電容器測(cè)量電路包括：

第一晶體管，具有第一源極-漏極路徑，所述第一源極-漏極路徑連接到所述測(cè)試電容器的第一電容器極板和地電位之間；

第二晶體管，具有第二源極-漏極路徑，所述第二源極-漏極路徑連接到所述測(cè)試電容器的第二電容器極板和所述地電位之間；以及

電流測(cè)量器件，配置為測(cè)量所述測(cè)試電容器的第一充電電流和第二充電電流，其中，所述第一充電電流和所述第二充電電流以相反方向流到所述測(cè)試電容器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器測(cè)量電路，進(jìn)一步包括：

控制電路，配置為將時(shí)鐘周期信號(hào)提供到所述第一晶體管的柵極和所述第二晶體管的柵極。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容器測(cè)量電路，其中，所述第一晶體管是第一NMOS晶體管，所述第二晶體管是第二NMOS晶體管，以及其中，所述電容器測(cè)量電路進(jìn)一步包括：

第一PMOS晶體管，包括：源極，連接到所述電流測(cè)量器件；漏極，連接到所述第一NMOS晶體管的漏極；以及柵極，連接到所述控制電路；以及

第二PMOS晶體管，包括：源極，連接到所述電流測(cè)量器件；漏極，連接到所述第二NMOS晶體管的漏極，以及柵極，連接到所述控制電路，

其中，所述控制電路進(jìn)一步配置為將第一非疊加時(shí)鐘周期信號(hào)提供到所述第一PMOS晶體管的柵極和所述第一NMOS晶體管的柵極，并且將第二非疊加時(shí)鐘周期信號(hào)提供到所述第二PMOS晶體管的柵極和所述第二NMOS晶體管的柵極。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器測(cè)量電路，其中，所述電流測(cè)量器件連接到電源電壓節(jié)點(diǎn)和所述第一晶體管的所述第一源極-漏極路徑之間，并且連接到所述電源電壓節(jié)點(diǎn)和所述第二晶體管的所述第二源極-漏極路徑之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器測(cè)量電路，其中，所述第一晶體管的漏極和所述第二晶體管的漏極連接到所述測(cè)試電容器的相對(duì)的電容器極板，并且通過(guò)所述測(cè)試電容器相互隔開。

6.一種用于測(cè)量測(cè)試電容器電容的電容器測(cè)量電路，所述電容器測(cè)量電路包括：

電源電壓節(jié)點(diǎn)；

電流測(cè)量器件，連接到所述電源電壓節(jié)點(diǎn)；

第一PMOS晶體管，包括：源極，連接到所述電流測(cè)量器件；以及漏極，連接到所述測(cè)試電容器的第一電容器極板；

第一NMOS晶體管，包括：源極，接地；以及漏極，連接到所述測(cè)試電容器的所述第一電容器極板；

第二PMOS晶體管，包括：源極，連接到所述電流測(cè)量器件；以及漏極，連接到所述測(cè)試電容器的第二電容器極板；以及

第二NMOS晶體管，包括：源極，接地；以及漏極，連接到所述測(cè)試電容器的所述第二電容器極板。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容器測(cè)量電路，進(jìn)一步包括：控制電路，連接到所述第一PMOS晶體管的柵極和所述第二PMOS晶體管的柵極以及所述第一NMOS晶體管的柵極和所述第二NMOS晶體管的柵極。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電容器測(cè)量電路，其中，所述控制電路配置為：

將第一非疊加時(shí)鐘周期信號(hào)提供到所述第一PMOS晶體管的柵極和所述第一NMOS晶體管的柵極；以及

將第二非疊加時(shí)鐘周期信號(hào)提供到所述第二PMOS晶體管的柵極和所述第二NMOS晶體管的柵極，

其中，所述控制電路配置為：當(dāng)所述控制電路提供所述第一非疊加時(shí)鐘周期信號(hào)時(shí)，將邏輯高信號(hào)提供到所述第二PMOS晶體管的柵極和所述第二NMOS晶體管的柵極。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容器測(cè)量電路，進(jìn)一步包括：多個(gè)單元，每個(gè)所述單元都包括：

附加的測(cè)試電容器，包括：第一電容器極板，連接到所述第一NMOS晶體管的漏極；

附加的PMOS晶體管，包括：源極，連接到所述電流測(cè)量器件；以及漏極，連接到所述附加的測(cè)試電容器的第二電容器極板；以及

附加的NMOS晶體管，包括：源極，接地；以及漏極，連接到所述附加的測(cè)試電容器的所述第二電容器極板，

其中，所述多個(gè)單元的所述測(cè)試電容器和所述附加的測(cè)試電容器形成電容器陣列。

10.一種測(cè)量測(cè)試電容器電容的方法，所述方法包括以下步驟：

在所述測(cè)試電容器上實(shí)施第一充電，其中，連接到所述測(cè)試電容器的第一寄生電容器連同所述測(cè)試電容器一起被充電，連接到所述測(cè)試電容器的第二寄生電容器沒(méi)有連同所述測(cè)試電容器一起被充電，以及其中，所述第一寄生電容器和所述第二寄生電容器連接到所述測(cè)試電容器的相對(duì)的電容器極板；

測(cè)量所述第一充電的第一平均電流；

在所述測(cè)試電容器上實(shí)施第二充電，其中，所述第二寄生電容器連同所述測(cè)試電容器一起被充電，所述第一寄生電容器沒(méi)有連同所述測(cè)試電容器一起被充電；

測(cè)量所述第二充電的第二平均電流；

在所述第一寄生電容器和所述第二寄生電容器上實(shí)施第三充電，其中，所述測(cè)試電容器沒(méi)有連同所述第一寄生電容器和所述第二寄生電容器一起被充電；

測(cè)量所述第三充電的第三平均電流；以及

由所述第一平均電流、所述第二平均電流、和所述第三平均電流計(jì)算所述測(cè)試電容器的電容，

其中，實(shí)施所述第一充電、實(shí)施所述第二充電、以及實(shí)施所述第三充電的每個(gè)步驟都包括：在多個(gè)時(shí)鐘周期中實(shí)施多個(gè)充電-放電周期，

其中，所述測(cè)試電容器的電容通過(guò)以下表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算：

Cdut＝(Ivdd0+Ivdd1-Ivdd2)/(2×Vdd×f)

其中，Cdut是所述測(cè)試電容器的電容，Ivdd0是所述第一平均電流，Ivdd1是所述第二平均電流，Ivdd2是所述第三平均電流，Vdd是用于對(duì)所述測(cè)試電容器、所述第一寄生電容器、和所述第二寄生電容器進(jìn)行充電的電源電壓，以及f是所述多個(gè)時(shí)鐘周期的頻率。