CN103675633B

CN103675633B - 半导体装置及其检测方法

Info

Publication number: CN103675633B
Application number: CN201210334880.7A
Authority: CN
Inventors: 张智翔
Original assignee: Winbond Electronics Corp
Current assignee: Winbond Electronics Corp
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2032-09-11
Also published as: CN103675633A

Abstract

本发明公开了一种半导体装置及其检测方法。半导体装置包括电阻端、模仿拉升驱动器、比较器以及检测状态器。电阻端用来连接外部电阻。模仿拉升驱动器提供2⁰级至2^N+1-1级的驱动动作，其中N为自然数。比较器反应于测试电压与参考电压以输出比较信号。测试电压产生于电阻端与模仿拉升驱动器的耦接之处。检测状态器控制模仿拉升驱动器的驱动动作，并且根据比较信号来产生及输出检测信号。检测信号用来表示电阻端的电性连接状态为连接工作电压或浮置的状态、连接外部电阻的状态或是连接接地电压的状态。本发明可判别半导体装置的电阻端是否存在外接电阻。

Description

半导体装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种半导体装置及其检测方法，且特别涉及一种可检测本身电阻端的电性连接状态的半导体装置及其检测方法。

背景技术

具有电阻端的半导体装置(例如动态存储器装置(dynamicmemorydevice))需检测电阻端是否有耦接外接电阻。一般半导体装置的检测机制可判别外接电阻是否存在，但并未考虑到未接外接电阻的情况为如何。因此，在未接外接电阻的情况，电阻端是否有耦接工作电压或接地电压、或是浮置，目前并没有这样的检测机制。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种半导体装置及其检测方法，藉以解决现有技术所述及的问题。

本发明提出一种半导体装置，其包括电阻端、模仿拉升驱动器、比较器以及检测状态器。电阻端用以连接外部电阻。模仿拉升驱动器耦接至工作电压与电阻端，模仿拉升驱动器提供2⁰级至2^N+1-1级的驱动动作，其中N为自然数。比较器反应于测试电压与参考电压以输出比较信号。测试电压产生于电阻端与模仿拉升驱动器的耦接之处。检测状态器耦接至比较器的输出端与模仿拉升驱动器。检测状态器控制模仿拉升驱动器的驱动动作，并且根据比较信号来产生及输出检测信号。检测信号可用来表示电阻端的电性连接状态为连接工作电压或浮置的状态、连接外部电阻的状态或是连接接地电压的状态。

本发明另提出一种半导体装置的检测方法，用以检测半导体装置的电阻端的电性连接状态，检测方法包括步骤：提供模仿拉升驱动器、比较器与检测状态器，其中模仿拉升驱动器提供2⁰级至2^N+1-1级的驱动动作，N为自然数，比较器反应于测试电压与参考电压以输出比较信号，其中测试电压产生于电阻端与模仿拉升驱动器的耦接之处；以及检测状态器控制模仿拉升驱动器的驱动动作，并且根据比较信号来产生及输出检测信号，其中检测信号用以表示电性连接状态为连接工作电压或浮置的状态、连接外部电阻的状态或是连接接地电压的状态。

本发明的有益效果在于，基于上述，本发明可判别半导体装置的电阻端是否存在外接电阻，而在未接外接电阻的情况还可判别电阻端的电性连接状态是否为连接工作电压或浮置的状态、或是连接接地电压的状态。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明一实施例的半导体装置的示意图。

图2至图4是依照本发明一实施例的电性连接状态示意图。

图5是图1的半导体装置的检测方法的流程图。

图6是依照本发明另一实施例的半导体装置的示意图。

其中，附图标记说明如下：

10：电阻端

20、620：模仿拉升驱动器

30：比较器

40、640：检测状态器

100、600：半导体装置

110：外部电阻

200～205：驱动单元

300～305：电阻

650：模式寄存器组

660：输出驱动器

670：输入/输出端

CMPOUT：比较信号

DOUT<1:0>：检测信号

D1：耦接之处

GND：接地电压

P<5:0>、P<N:0>：控制信号

P1：金属氧化物半导体晶体管

S501～S513：本发明一实施例的半导体装置的检测方法的各步骤

VDD：工作电压

VREF：参考电压

VZQ：测试电压

具体实施方式

现将详细参考本发明的实施例，并在附图中说明所述实施例的实例。另外，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。

应理解，当元件被称为在另一元件“上”、“连接至”或“耦接至”另一元件时，其可直接在另一元件上、连接至或耦接至另一元件，或可存在介入元件。对比而言，当元件被称为“直接”在另一元件“上”、“直接连接至”或“直接耦接至”另一元件时，不存在介入元件。

图1是依照本发明一实施例的半导体装置的示意图。请参阅图1。半导体装置100包括电阻端10、模仿拉升驱动器(dummypullupdriver)20、比较器30以及检测状态器(detectionstatemachine)40。模仿拉升驱动器20耦接至工作电压VDD与电阻端10。检测状态器40耦接至比较器30的输出端与模仿拉升驱动器20。电阻端10可用来连接外部电阻110，而在电阻端10与模仿拉升驱动器20的耦接之处D1可产生测试电压VZQ。比较器30的正输入端耦接测试电压VZQ，比较器30的负输入端耦接参考电压VREF。参考电压VREF的值可以为工作电压VDD的一半。

模仿拉升驱动器20包括驱动单元200～205，而每一驱动单元包括金属氧化物半导体晶体管及/或电阻。例如驱动单元205之中，金属氧化物半导体晶体管P1的第一端耦接工作电压VDD，金属氧化物半导体晶体管P1的控制端接收来自模仿拉升驱动器20的控制信号P<5:0>。此外，金属氧化物半导体晶体管P1的第二端还可耦接电阻303。请注意，驱动单元205中的金属氧化物半导体晶体管P1以P型MOS晶体管来实施，但是本领域技术人员应理解，亦可以依实际设计需求将驱动单元205中金属氧化物半导体晶体管P1改以N型MOS晶体管来实施。

在驱动单元200、201、202、203、204与205中，可包括电阻300～305或者不包括电阻300～305，因此电阻300～305的存在关系可有可无。

值得一提的是，倘若以Ra表示驱动单元200中从工作电压VDD至耦接之处D1的内阻值，类似地，可以将Rb、Rc、Rd、Re及Rf分别表示驱动单元201、202、203、204及205的内阻值。此时，各内阻值的相对关系为Ra≧Rb≧Rc≧Rd≧Re≧Rf。

此外，电阻300～305可以是金属导线本身的寄生电阻(parasiticalresistance)。

驱动单元200、201、202、203、204与205可分别提供2⁰级(×1)、2¹级(×2)、2²级(×4)、2³级(×8)、2⁴级(×16)与2⁵级(×32)的驱动动作。亦即，模仿拉升驱动器20可提供2⁰级至2^N+1-1级的驱动动作，此处的N为5(自然数)。请注意，本发明对于驱动单元的数量并不局限于此实施例。

半导体装置100的电阻端10的电性连接状态可能如图1所示为连接外部电阻110的状态，也可能如图2所示为浮置的(floating)状态，也可能如图3所示为连接工作电压VDD的状态，也可能如图4所示为连接接地电压GND的状态。关于检测状态器40的检测机制将于下文详述。

图5是图1的半导体装置的检测方法的流程图。请合并参阅图1和图5。检测状态器40可输出控制信号P<5:0>来控制模仿拉升驱动器20的驱动动作。当执行模仿拉升驱动器20的驱动动作时，测试电压VZQ将反应出电阻端10与模仿拉升驱动器20之间的电压变化及/或电压比例。

如步骤S501所示，检测状态器40输出控制信号(P<5:0>＝111110)来控制模仿拉升驱动器20的驱动动作，使得模仿拉升驱动器20进行2⁰级(×1)的驱动动作。由于只有开启2⁰级驱动器，其他级驱动器关闭，故驱动能力为最弱。

接着如步骤S503所示，若检测状态器40接收到的比较信号CMPOUT表示测试电压VZQ大于参考电压VREF为是时，进入步骤S505，检测状态器40判别电性连接状态为连接工作电压VDD或浮置的状态，输出检测信号(DOUT<1>＝1)。若否，进入步骤S507。

如步骤S507所示，检测状态器40输出控制信号(P<5:0>＝000000)来控制模仿拉升驱动器20的驱动动作，使得模仿拉升驱动器进行2^N+1-1级(×63)的驱动动作。由于各级驱动器中的金属氧化物半导体晶体管均导通，故驱动能力为最强。

接着如步骤S509所示，若检测状态器40接收到的比较信号CMPOUT表示测试电压VZQ大于参考电压VREF为是时，进入步骤S511，检测状态器40判别电性连接状态为连接外部电阻110的状态，输出检测信号(DOUT<0>＝1)。若否，进入步骤S513，检测状态器40判别电性连接状态为连接接地电压GND的状态，输出检测信号(DOUT<0>＝0)。

综上步骤S501至步骤S513，检测状态器40在确定连接外部电阻的状态之前需使用两次循环程序。在第一循环程序中设定模仿拉升驱动器的驱动能力为最弱，而在第二循环程序中设定模仿拉升驱动器的驱动能力为最强。汇整后的检测机制如表1所示。

表1

图6是依照本发明另一实施例的半导体装置的示意图。请参阅图6。半导体装置600类似于图1的半导体装置100。模仿拉升驱动器620可以增加驱动单元的数量，其中图示的虚线圆圈表示可使用电阻或者不使用电阻。如图6所示为N个驱动单元，因此可提供2⁰级至2^N+1-1级的驱动动作，其中此处的N可以为大于3的自然数。相应地，检测状态器640可输出控制信号P<N:0>来控制模仿拉升驱动器620的驱动动作。

半导体装置600还可包括模式寄存器组(moderegisterset)650、输出驱动器660及输入/输出端(input/outputterminal，I/Oterminal)670。模式寄存器组650耦接检测状态器640，而输出驱动器660耦接于模式寄存器组650与输入/输出端670之间。检测状态器640可将检测信号DOUT存储至模式寄存器组650。另外，可通过输出驱动器660的驱动能力将存储在模式寄存器组650的检测信号DOUT通过输入/输出端670输出至外部。

综上所述，本发明实施例通过两次循环程序来设定模仿拉升驱动器的驱动能力，如此一来可以判别半导体装置的电阻端是否存在外接电阻，而在未接外接电阻的情况还可判别电阻端的电性连接状态是否为连接工作电压或浮置的状态、或是连接接地电压的状态。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种半导体装置，其特征在于，包括：

一电阻端，用以连接一外部电阻；

一模仿拉升驱动器，耦接至一工作电压与所述电阻端，所述模仿拉升驱动器提供2⁰级至2^N+1-1级的驱动动作，其中N为自然数；

一比较器，反应于一测试电压与一参考电压以输出一比较信号，其中所述测试电压产生于所述电阻端与所述模仿拉升驱动器的耦接之处；以及

一检测状态器，耦接至所述比较器的输出端与所述模仿拉升驱动器，其中所述检测状态器控制所述模仿拉升驱动器的驱动动作，并且根据所述比较信号来产生及输出一检测信号，所述检测信号用以表示所述电阻端的一电性连接状态为连接所述工作电压或浮置的状态、连接所述外部电阻的状态或是连接一接地电压的状态，所述检测状态器在检测所述电性连接状态时，控制所述模仿拉升驱动器进行2⁰级的驱动动作，若所述检测状态器接收到的所述比较信号表示所述测试电压大于所述参考电压时，所述检测状态器判别所述电性连接状态为连接所述工作电压或浮置的状态。

2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述模仿拉升驱动器包括多个驱动单元，每一所述驱动单元包括：

一金属氧化物半导体晶体管，其第一端耦接所述工作电压，其控制端接收来自所述模仿拉升驱动器的一控制信号。

3.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，每一所述驱动单元还包括耦接所述金属氧化物半导体晶体管的第二端的一电阻。

4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述检测状态器在控制所述模仿拉升驱动器为2⁰级的驱动动作而得知所述测试电压小于所述参考电压之后，所述检测状态器控制所述模仿拉升驱动器改为进行2^N+1-1级的驱动动作，所述检测状态器根据随后接收到的所述比较信号，若随后的所述比较信号表示所述测试电压大于所述参考电压时，所述检测状态器判别所述电性连接状态为连接所述外部电阻的状态，否则为连接所述接地电压的状态。

5.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置还包括一模式寄存器组，耦接所述检测状态器，所述模式寄存器组用以存储所述检测信号。

6.如权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置还包括：

一输出驱动器，耦接所述模式寄存器组；以及

一输入/输出端，耦接所述输出驱动器，其中通过所述输出驱动器的驱动能力将存储在所述模式寄存器组的所述检测信号通过所述输入/输出端输出至外部。

7.一种半导体装置的检测方法，用以检测所述半导体装置的一电阻端的一电性连接状态，其特征在于，所述检测方法包括步骤：

提供一模仿拉升驱动器、一比较器与一检测状态器，其中所述模仿拉升驱动器提供2⁰级至2^N+1-1级的驱动动作，N为自然数，所述比较器反应于一测试电压与一参考电压以输出一比较信号，其中所述测试电压产生于所述电阻端与所述模仿拉升驱动器的耦接之处；以及

所述检测状态器控制所述模仿拉升驱动器的驱动动作，并且根据所述比较信号来产生及输出一检测信号，其中所述检测信号用以表示所述电性连接状态为连接一工作电压或浮置的状态、连接一外部电阻的状态或是连接一接地电压的状态，所述检测状态器控制所述模仿拉升驱动器的驱动动作的步骤包括：控制所述模仿拉升驱动器进行2⁰级的驱动动作，若所述检测状态器接收到的所述比较信号表示所述测试电压大于所述参考电压时，判别所述电性连接状态为连接所述工作电压或浮置的状态。

8.如权利要求7所述的半导体装置的检测方法，其特征在于，所述检测状态器在控制所述模仿拉升驱动器为2⁰级的驱动动作而得知所述测试电压小于所述参考电压之后，还包括所述检测状态器控制所述模仿拉升驱动器改为进行2^N+1-1级之驱动动作，所述检测状态器根据随后接收到的所述比较信号，若随后的所述比较信号表示所述测试电压大于所述参考电压时，判别所述电性连接状态为连接所述外部电阻的状态，否则为连接所述接地电压的状态。

9.如权利要求7所述的半导体装置的检测方法，其特征在于，所述模仿拉升驱动器耦接至一工作电压。

10.如权利要求7所述的半导体装置的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括将所述检测信号存储至一模式寄存器组。

11.如权利要求10所述的半导体装置的检测方法，其特征在于，所述半导体装置还包括：一输出驱动器与一输入/输出端，通过所述输出驱动器的驱动能力将存储在所述模式寄存器组的所述检测信号通过所述输入/输出端输出至外部。