[發明專利]用于壓控振蕩器的內置自檢測電路

有效

• 申請號: 201110349020.6
• 申請日: 2011-11-07
• 公開（公告）號: CN102780487A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 謝協宏;蔡銘憲;葉子禎;周淳樸;薛福隆
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099;H03L7/08
• 代理公司: 北京德恒律師事務所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

技術領域

本發明涉及用于壓控振蕩器的內置自檢測電路。

背景技術

在射頻電路中，例如，接收器或收發器，將壓控振蕩器(VCO)用于頻率合成器，從而對射頻信號進行降頻變換或升頻變換。頻率合成器可以包括：振蕩器，被設計為由接收到的電壓來控制頻率，該電壓由頻率合成器控制系統所生成，該控制系統由分頻器、頻率和相位檢測器、充電泵、以及低通濾波器形成。在頻率合成器控制系統中，將分頻器的輸出與在頻率和相位檢測器處的參考信號進行比較。將頻率和相位檢測器的輸出連接至低通濾波器，并且進一步連接至振蕩器。結果，響應于來自低通濾波器的電壓，振蕩器生成期望的信號。

在制造半導體芯片的工藝中，可以在晶圓上建立多個VCO電路。為了檢測晶圓的故障壓控振蕩器，在制造半導體器件的不同階段期間，采用各種檢測電路檢測壓控振蕩器。存在兩種主要類型：在晶圓級所實施的半導體檢測和在封裝級所實施的半導體檢測。晶圓級測試的有利特征是：晶圓級產品測試有助于降低封裝成本和改善成品率。

可以使用探針測試卡或者內置自檢測電路來實施晶圓級檢測。探針測試卡可以包括：各種探針?？梢詫⒏鞣N探針中的每個連接至要檢測的晶圓上的測試焊盤。探針測試卡生成測試信號，并且從連接至晶圓上的測試焊盤的探針讀取檢測結果。如果晶圓上的一個電路模塊不工作或者其結果超出電路模塊規定的限制，則探針測試卡可以通過來自連接至故障電路模塊的探針的結果找到該故障。通過采用探針測試卡，可以找到故障電路模塊，從而使得在將該晶圓傳送到半導體制造工藝的接下來的階段以前，篩選出這些故障電路模塊。結果，節省了封裝故障芯片的成本。

可以將內置自檢測電路設置在繪制劃片槽的區域中。雖然傳統內置自檢測電路可能僅檢測開路、短路、以及有源器件的直流特征，但因為VCO的直流特征是確定VCO的射頻性能是否在VCO規定的限制內的關鍵因素，所以傳統內置自檢測電路可能沒有充分評估VCO。結果，盡管通過了開路、短路、以及直流特征的晶圓級測試，但是一些VCO電路可能仍不能通過最后的封裝芯片測試。

發明內容

為了解決上述問題，根據本發明的一個方面，提供了一種電路，包括：射頻峰值檢測器，被配置為從壓控振蕩器接收交流信號，并且在射頻峰值檢測器的輸出端處生成與交流信號成比例的直流值；以及緩沖器，位于射頻峰值檢測器和壓控振蕩器之間。

其中，射頻峰值檢測器包括：n型金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管，在弱反轉區中運行；以及第一濾波器，連接在NMOS晶體管的漏極端和射頻峰值檢測器的輸出端之間。

其中，第一濾波器被配置為：第一濾波器的截止頻率小于壓控振蕩器生成的最小頻率。

其中，NMOS晶體管的柵極連接至固定電壓電勢。

其中，該電路進一步包括：第二濾波器，與第一濾波器串聯連接；以及極間耦合電容器，位于射頻峰值檢測器的輸入端與NMOS晶體管的漏極端之間。

其中，緩沖器包括：串聯連接的p型金屬氧化物半導體(PMOS)晶體管和NMOS晶體管；以及極間耦合電容器，位于緩沖器的輸入端和柵極結點之間，柵極結點連接至PMOS晶體管的柵極和NMOS晶體管的柵極；

其中，壓控振蕩器為交叉連接的振蕩器。

其中，壓控振蕩器與射頻峰值檢測器形成在相同的晶圓上。

根據本發明的另一方面，提供了一種系統，包括：壓控振蕩器；緩沖器，具有輸入端，輸入端連接至壓控振蕩器的輸出端；以及射頻峰值檢測器，被配置為接收來自壓控振蕩器的交流信號，并且在射頻峰值檢測器的輸出端處生成與交流信號成比例的直流值。

其中，壓控振蕩器為交叉連接振蕩器，包括：L-C儲能電路，由第一電感器、第二電感器、以及電容器形成；交叉連接的晶體管對，其中，晶體管對中的第一晶體管的柵極連接至晶體管對的第二晶體管的漏極，并且第二晶體管的柵極連接至第一晶體管的漏極；以及偏置電流源，連接在交叉連接的晶體管對和地之間。

其中，緩沖器被配置為將壓控振蕩器與射頻峰值檢測器隔離。

其中，射頻峰值檢測器包括：n型金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管，在弱反轉區中運行；第一濾波器，連接至NMOS晶體管的漏極端；以及第二濾波器，連接在第一濾波器和射頻峰值檢測器的輸出端之間。

其中，第一濾波器和第二濾波器的截止頻率小于壓控振蕩器生成的最小頻率。

其中，射頻峰值檢測器包括：極間耦合電容器，位于緩沖器的輸出端和射頻峰值檢測器的輸入端之間。

其中，壓控振蕩器、緩沖器、以及射頻峰值檢測器形成在相同晶圓上。