專利名稱：用于將內(nèi)部調(diào)節(jié)器連接到外部濾波器/穩(wěn)定電容器且防止其間的電流浪涌的用戶可選引腳的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的集成電路裝置，且更明確地說，涉及內(nèi)部電壓調(diào) 節(jié)器與外部濾波器/穩(wěn)定電容器之間的用戶可選外部觸點(diǎn)(引腳)連接。另外，還實(shí)現(xiàn)防 止電壓均衡期間內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器與外部濾波器/穩(wěn)定電容器之間的電流浪涌。
背景技術(shù)：
目前，大多數(shù)具有內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的集成電路裝置均需要與內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器一起使 用的外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器。內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器到未充電或過充電的外部調(diào)節(jié)器濾 波器/穩(wěn)定電容器的連接(例如)在啟動或電力中斷期間可能導(dǎo)致內(nèi)部調(diào)節(jié)器的輸出下降 /形成峰值，且/或以其它方式使其正常操作中斷。選擇將集成電路裝置的哪一外部連接(例 如引腳)用于連接到外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器的靈活性也是非常合乎需要的。選擇 將哪一外部連接(引腳)用于連接到外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器的能力對外部連接(例 如引腳)具有多個(gè)功能的低引腳數(shù)集成電路裝置來說尤其有利，因?yàn)槭孪戎獣圆⒁?guī)定用 于外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器的特定固定外部連接是非常困難的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要以受控方式來耦合外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器，以便不中斷集成電路 裝置的內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的功能。還需要提供一種便利且靈活的選擇集成電路裝置的外部 連接(例如引腳)以用于耦合到外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器的方式。這在以低引腳數(shù)
7集成電路封裝設(shè)計(jì)時(shí)尤其重要，且仍能夠在需要時(shí)將那些引腳連接中的一者用于外部調(diào) 節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器。
根據(jù)本發(fā)明的教示，集成電路裝置(例如微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器、 專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯陣列(PLA)等)可在集成電路裝置封裝上提供多個(gè) 引腳中的一用戶可選引腳(外部連接)，以用于外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器。在集成 電路裝置的啟動期間， 一旦電力(例如Vdd)被施加到所述集成電路裝置，此引腳選擇 就可發(fā)生，且可根據(jù)存儲在集成電路裝置的非易失性存儲器(例如熔線、EEPROM、快 閃存儲器等)中的引腳分配信息來確定。在引腳選擇過程期間，可能存在以下兩種情況 中的一種，例如1)僅使用電源電壓Vdd來確定引腳選擇，或2)使用內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器電 壓，例如以低電壓電路邏輯來確定引腳選擇。
如果引腳選擇過程中不需要內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器電壓，那么可使用電壓調(diào)節(jié)器來均衡外 部濾波器電容器的電壓(充電或放電)，而在電壓調(diào)節(jié)器就緒確認(rèn)被斷言之前，無需關(guān)于 內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性的任何特殊考慮。在此情況下，在已為外部電容器選擇引腳之 后，內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器耦合到外部電容器以用于其電壓均衡，且最后一旦外部電容器上的 電壓與內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的電壓大體上為相同值，那么內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器就準(zhǔn)備就緒對集成 電路裝置的低電壓電路供電。
然而，如果對外部電容器的引腳選擇是以低電壓邏輯(例如低電壓非易失性存儲器， 其需要來自內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的電壓)進(jìn)行的，那么集成電路裝置的啟動可能要求內(nèi)部電 壓調(diào)節(jié)器最初不連接到外部電容器。內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的輸出到未充電的濾波器電容器(或 到被充電到與內(nèi)部調(diào)節(jié)電壓不同的電壓電平的濾波器電容器)的連接可能導(dǎo)致調(diào)節(jié)電壓 下垂/形成峰值，因?yàn)槠涔?yīng)/吸收電荷以將電容器向上充電/向下放電到內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器 輸出電壓。因此，為了使此下垂/形成峰值最小化，以受控方式將電容器連接到內(nèi)部電壓 調(diào)節(jié)器輸出是重要的。本文進(jìn)一步揭示用于將外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器上的電壓電 荷調(diào)整為與來自內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的電壓大體上相同的電壓，且接著以受控方式將外部調(diào) 節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器耦合到內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的過程。
根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例實(shí)施例， 一種具有內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器和可選外部連接(其中至 少一者被選擇以用于將內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器耦合到外部電容器)的集成電路裝置包括電壓 調(diào)節(jié)器；多個(gè)外部連接；以及第一電路，其用于選擇所述多個(gè)外部連接中的一者并將電 壓調(diào)節(jié)器耦合到所述多個(gè)外部連接中的所述選定一者，其中所述多個(gè)外部連接中的所述 選定一者耦合到外部電容器。
8根據(jù)本發(fā)明的另一特定實(shí)例實(shí)施例， 一種具有內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器和可選外部連接(其 中至少一者被選擇以用于將內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器耦合到外部電容器)的集成電路裝置包括 電壓調(diào)節(jié)器；多個(gè)外部連接；第一電路，其用于選擇所述多個(gè)外部連接中的一者，所述 多個(gè)外部連接中的所述選定一者耦合到上面具有未知電壓的外部電容器，其中所述第一 電路通過高阻抗路徑將外部電容器上的未知電壓調(diào)整為與電壓調(diào)節(jié)器的電壓大體上為相 同值的電壓；以及第二電路，其用于在其上的電壓與電壓調(diào)節(jié)器的電壓大體上為相同值 時(shí)，通過低阻抗路徑將電壓調(diào)節(jié)器耦合到所述多個(gè)外部連接中的選定一者。
根據(jù)本發(fā)明的又一特定實(shí)例實(shí)施例， 一種具有內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器和可選外部連接(其 中至少一者被選擇以用于將內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器耦合到外部電容器)的集成電路裝置包括 電壓調(diào)節(jié)器；多個(gè)外部連接；以及用于選擇所述多個(gè)外部連接中的一者并調(diào)整其上的電 壓的電路，所述多個(gè)外部連接中的所述選定一者耦合到具有未知電壓的外部電容器，其 中所述電路通過高阻抗路徑將外部電容器上的未知電壓調(diào)整為與電壓調(diào)節(jié)器的電壓大體 上為相同值的電壓，接著通過低阻抗路徑將所述多個(gè)外部連接中的選定一者耦合到電壓 調(diào)節(jié)器。
根據(jù)本發(fā)明的又一特定實(shí)例實(shí)施例， 一種用于選擇外部連接以用于將內(nèi)部電壓調(diào)節(jié) 器耦合到外部電容器的方法包括以下步驟在集成電路裝置中提供電壓調(diào)節(jié)器為集成 電路裝置提供多個(gè)外部連接；以及選擇所述多個(gè)外部連接中的一者以用于耦合到電壓調(diào) 節(jié)器，所述多個(gè)外部連接中的選定一者耦合到外部電容器。


通過參考接合附圖進(jìn)行的以下描述，可獲得對本發(fā)明的更完整的理解，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的教示的具有可選擇以用于耦合到數(shù)字和/或模擬電路，且耦合到
與內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器一起使用的外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器的外部引腳連接的集成電
路裝置的示意性框圖2是根據(jù)本發(fā)明的教示的圖1的集成電路裝置的內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器部分的更詳細(xì)的
示意性框圖，其展示以受控方式將外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器耦合到內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器
的設(shè)備和方法；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例實(shí)施例的圖2的集成電路裝置的一部分的示意圖，其 展示用于將外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器充電到所要電壓，接著以受控方式將外部調(diào)節(jié) 器濾波器/穩(wěn)定電容器耦合到內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的電路；
圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一特定實(shí)例實(shí)施例的圖2的集成電路裝置的一部分的示意圖，
9其展示用于將外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器放電到所要電壓，接著以受控方式將外部調(diào) 節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器耦合到內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的電路；以及
圖5是根據(jù)本發(fā)明的又一特定實(shí)例實(shí)施例的圖2的集成電路裝置的一部分的示意圖， 其展示用于將外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器充電和放電到所要電壓，接著以受控方式將 外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器耦合到內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的電路。
雖然本發(fā)明容易具有各種修改和替代形式，但本發(fā)明的特定實(shí)例實(shí)施例巳在圖中展 示且在本文中詳細(xì)描述。然而，應(yīng)理解，不希望本文對特定實(shí)例實(shí)施例的描述將本發(fā)明 限于本文所揭示的特定形式，而是相反，本發(fā)明將涵蓋如由所附權(quán)利要求書界定的所有 修改和均等物。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參看圖式，其示意性地說明特定實(shí)例實(shí)施例的細(xì)節(jié)。圖中的相同元件將由相同 編號表示，且類似元件將由具有不同小寫字母后綴的相同編號表示。
參看圖1，其描繪具有可選擇以用于耦合到數(shù)字和/或模擬電路，且耦合到與內(nèi)部電 壓調(diào)節(jié)器一起使用的外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器的外部引腳連接的集成電路裝置的 示意性框圖。集成電路裝置102可包括數(shù)字電路104，例如寄存器、存儲器、中央處理 單元、計(jì)數(shù)器、鎖存器、計(jì)時(shí)器、組合邏輯等；模擬電路106，例如模-數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)-模轉(zhuǎn)換器等；以及內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器108。
集成電路裝置102可在集成電路封裝(未圖示)中封裝，其中引腳(封裝上的外部 連接)可選擇性地耦合到集成電路裝置102的數(shù)字電路104和/或模擬電路106中的指定 電路。這在以低引腳數(shù)集成電路封裝設(shè)計(jì)時(shí)尤其有利，然而，任一引腳數(shù)的集成電路封 裝均可受益于本發(fā)明的教示。根據(jù)本發(fā)明的所要應(yīng)用，可使用多個(gè)切換和電壓均衡電路 110 (為論證清楚性而展示三個(gè))來將引腳116、 118和120耦合到集成電路裝置102的 數(shù)字電路104、模擬電路106和/或內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器108中的選定電路。以下情況是預(yù)期 的且在本發(fā)明的范圍內(nèi)所述多個(gè)切換和電壓均衡電路110可為一個(gè)多輸入/輸出信號切 換和電壓均衡電路，例如具有電壓均衡組件的交叉點(diǎn)切換矩陣。以下情況也是預(yù)期的且 在本發(fā)明的范圍內(nèi)電壓均衡組件可與內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器相關(guān)聯(lián)，且所述多個(gè)信號切換電 路保持與之獨(dú)立。數(shù)字電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的受益于本發(fā)明的教示的一般技術(shù)人員將容易理解 如何在設(shè)計(jì)集成電路裝置時(shí)實(shí)施信號切換和電壓均衡組件的最佳組合。
電源電壓Vdd可耦合到引腳122,且共用電源Vss可耦合到引腳124。集成電路裝置 102可為混合信號裝置，例如具有模擬和數(shù)字電路兩者，且還可包含中央處理單元(CPU)、接口邏輯和存儲器(例如易失性和/或非易失性存儲器)。集成電路裝置102可為(例如， 但不限于)微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器、專用集成電路(ASIC)、可編程邏 輯陣列(PLA)等。
參看圖2，其描繪根據(jù)本發(fā)明的教示的圖1的集成電路裝置的內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器部分 的更詳細(xì)的示意性框圖，其展示以受控方式將外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器耦合到內(nèi)部 電壓調(diào)節(jié)器的設(shè)備和方法。如果外部引腳選擇依靠需要來自內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器108的電壓 的邏輯，那么將具有未知電壓電荷的外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230直接耦合到電壓 調(diào)節(jié)器108的輸出可能對其導(dǎo)致不穩(wěn)定性，例如不合意的電壓下沖或過沖。因此，優(yōu)選 在外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230耦合到電壓調(diào)節(jié)器108的輸出之前，外部調(diào)節(jié)器濾 波器/穩(wěn)定電容器230上的電壓電荷與來自電壓調(diào)節(jié)器108的經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓為大體上 相同的值。如果邏輯電路確定外部引腳選擇不需要來自內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的電壓，那么不 需要這些步驟，且外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230可通過外部引腳118直接耦合到電 壓調(diào)節(jié)器108，且外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230上的電壓直接由內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器108 通過低阻抗路徑243來調(diào)整。
將電壓調(diào)節(jié)器108耦合到外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230可以若干方式來實(shí)現(xiàn)。 舉例來說，如果外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230上具有很少或沒有電壓電荷，那么可 將受控電壓施加到濾波器/穩(wěn)定電容器230，直到達(dá)到所要電壓值為止。如果外部調(diào)節(jié)器 濾波器/穩(wěn)定電容器230具有大于所要電壓電荷的電壓電荷，那么可使外部調(diào)節(jié)器濾波器 /穩(wěn)定電容器230放電，直到達(dá)到所要電壓值為止。 一旦已達(dá)到所要電壓值(例如與電壓 調(diào)節(jié)器108的輸出大體上相同的電壓)，濾波器/穩(wěn)定電容器230就可耦合到電壓調(diào)節(jié)器 108的輸出，而不會對其造成電壓不穩(wěn)定性。
可使用切換和電壓均衡電路110b來使外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230充電和/或 放電，同時(shí)將電壓調(diào)節(jié)器108的輸出與外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230隔離，直到外 部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230已達(dá)到所要電壓值(與電壓調(diào)節(jié)器108的輸出大體上相 同的電壓)為止，如本文更全面地揭示。
分別使用開關(guān)246和248將外部引腳耦合到數(shù)字電路104或模擬電路106。在以下 闡釋中，開關(guān)246和248保持?jǐn)嚅_，因?yàn)橥獠恳_118僅用于連接到外部調(diào)節(jié)器濾波器/ 穩(wěn)定電容器230。假如外部引腳118或任一其它引腳116、 120等用于數(shù)字電路104或模 擬電路106，那么開關(guān)246或248相應(yīng)地將閉合，且其它開關(guān)234、 238、 240和244將 保持?jǐn)嚅_。將外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230充電到所要電壓值可通過閉合開關(guān)244同時(shí)開 關(guān)240、 238和234保持?jǐn)嚅_來實(shí)現(xiàn)。外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230因此依靠電源 端子122 (Vdd)充電，直到到達(dá)所要電壓值為止。高阻抗路徑242限制此電壓充電操作 期間的電流的量值。 一旦外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230已充電到所要電壓值，開關(guān) 244就斷開，且開關(guān)240閉合。當(dāng)開關(guān)240閉合時(shí)，外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230 通過低阻抗路徑243耦合到電壓調(diào)節(jié)器108的輸出。其后，電壓調(diào)節(jié)器108可與外部調(diào) 節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230 —起正常操作。
使外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230放電到所要電壓值也可通過閉合開關(guān)234同時(shí) 開關(guān)240、 238和244保持?jǐn)嚅_來實(shí)現(xiàn)。外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230因此被放電 到共用電力端子124 (Vss)中，直到達(dá)到所要電壓值為止。高阻抗路徑232限制此電壓 放電操作期間的電流的量值。 一旦外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230已被放電到所要電 壓值，開關(guān)234就斷開，且開關(guān)240閉合。當(dāng)開關(guān)240閉合時(shí)，外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定 電容器230通過低阻抗路徑243耦合到電壓調(diào)節(jié)器108的輸出。其后，電壓調(diào)節(jié)器108 可與外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230 —起正常操作。
將外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230充電/放電到所要電壓值也可通過閉合開關(guān)238 同時(shí)開關(guān)240、 234和244保持?jǐn)嚅_來完成。外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230因此通 過經(jīng)由高阻抗路徑236耦合到電壓調(diào)節(jié)器108的輸出而充電/放電，直到達(dá)到所要電壓值 為止。高阻抗路徑236限制此電壓充電/放電操作期間的電流的量值。 一旦外部調(diào)節(jié)器濾 波器/穩(wěn)定電容器230己放電/放電到所要電壓值，開關(guān)238就斷開，且開關(guān)240閉合。當(dāng) 開關(guān)240閉合時(shí)，外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230通過低阻抗路徑243耦合到電壓調(diào) 節(jié)器108的輸出。其后，電壓調(diào)節(jié)器108可與外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230 —起正 常操作。
參看圖3，其圖2的集成電路裝置的一部分的示意圖，其展示用于將外部調(diào)節(jié)器濾 波器/穩(wěn)定電容器充電到所要電壓，接著以受控方式將外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器耦合 到內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的電路。使用開關(guān)244和240 (例如金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管 (MOSFET))來在開關(guān)244閉合且開關(guān)240斷開時(shí)通過高阻抗路徑242在引腳122處將 外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230耦合到電源Vdd，或在開關(guān)244斷開且開關(guān)240閉合 時(shí)將外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230耦合到內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器108的輸出。因此通過低 阻抗路徑243將外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230和內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器108的輸出耦合在 一起。當(dāng)外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230上的電壓小于內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器108的輸出上的 電壓時(shí)，可有效地使用此電路。當(dāng)開關(guān)244閉合且開關(guān)240打開時(shí)，外部調(diào)節(jié)器濾波器/ 穩(wěn)定電容器230上的較低電壓將以由高阻抗路徑242確定的電流充電到平衡電壓，其與 電壓調(diào)節(jié)器的輸出處的電壓為大體上相同的值(例如在50毫伏到IOO毫伏內(nèi))。 一旦外 部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230上的電壓與電壓調(diào)節(jié)器108的輸出處的電壓為大體上相 同的值(與之平衡)，開關(guān)244將斷開，且開關(guān)240將閉合?，F(xiàn)在電壓調(diào)節(jié)器108的輸出 通過低阻抗路徑243耦合到外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230。高阻抗路徑242和低阻 抗路徑243可分別為開關(guān)244和240的設(shè)計(jì)中固有的，因?yàn)镸OSFET晶體管開關(guān)的物理 大小決定了其接通電阻。
當(dāng)外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230上的電壓小于電壓調(diào)節(jié)器108的輸出處的電壓 時(shí)，可使用電壓比較器348來控制開關(guān)244接通?？墒褂秒妷罕容^器350來監(jiān)視電壓調(diào) 節(jié)器108的輸出以及外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230處的電壓，使得當(dāng)兩個(gè)電壓為大 體上相同的值時(shí)，如上文所述發(fā)生開關(guān)244和240的自動控制。僅出于說明性目的而展 示NAND門352和554，如數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)方面的受益于本發(fā)明的教示的一般技術(shù)人員將 已知，可使甩許多其它邏輯設(shè)計(jì)而具有同等效果。比較器348和350可內(nèi)建有滯后現(xiàn)象， 且/或?qū)㈡i存以在輸入電壓正接近大體上相同值時(shí)防止輸出振動(output chatter)。
MOSFET開關(guān)240、 244、 346和348可用于多路復(fù)用器功能?？砂瑔⒂每刂凭€356, 以在相關(guān)聯(lián)的外部連接(引腳)不在用于將電壓調(diào)節(jié)器108耦合到外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn) 定電容器230時(shí)(例如，在外部引腳118用于數(shù)字電路104或模擬電路106時(shí))，通過分 別閉合開關(guān)346或348來啟用/停用此控制電路的操作。在所述情況下，開關(guān)346將在受 控制線358控制時(shí)將數(shù)字電路104耦合到外部引腳118，且開關(guān)348將在受控制線360 控制時(shí)將模擬電路106耦合到外部引腳118。
參看圖4，其描繪圖2的集成電路裝置的一部分的示意圖，其展示用于使外部調(diào)節(jié) 器濾波器/穩(wěn)定電容器放電到所要電壓，接著以受控方式將外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器 耦合到內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的電路。開關(guān)234和240 (例如金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管 (MOSFET))用以在開關(guān)234閉合且開關(guān)240斷開時(shí)通過高阻抗路徑232將外部調(diào)節(jié)器 濾波器/穩(wěn)定電容器230耦合到共用電源(表示為共用連接250)，或在開關(guān)234斷開且開 關(guān)240閉合時(shí)將外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230耦合到內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器108的輸出。 因此通過低阻抗路徑243將外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230與內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器108的 輸出耦合在一起。
13當(dāng)外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230上的電壓大于內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器108的輸出上的 電壓時(shí)，可有效地使用此電路。當(dāng)開關(guān)234閉合且開關(guān)240斷開時(shí)，外部調(diào)節(jié)器濾波器/ 穩(wěn)定電容器230上的較高電壓將以由高阻抗路徑232確定的電流放電到平衡電壓，其與 電壓調(diào)節(jié)器的輸出處的電壓為大體上相同的值。 一旦外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230 上的電壓與電壓調(diào)節(jié)器108的輸出處的電壓為大體上相同的值(例如，在50毫伏到100 毫伏內(nèi))(與之平衡)，開關(guān)234將斷開，且開關(guān)240將閉合?，F(xiàn)在電壓調(diào)節(jié)器108的輸 出通過低阻抗路徑243耦合到外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230。高阻抗路徑232和低 阻抗路徑243可分別為開關(guān)234和240的設(shè)計(jì)中固有的，因?yàn)镸OSFET晶體管開關(guān)的物 理大小決定了其接通電阻。
當(dāng)外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230上的電壓小于電壓調(diào)節(jié)器108的輸出處的電壓 時(shí)，可使用電壓比較器458來控制開關(guān)234接通?？墒褂秒妷罕容^器350來監(jiān)視電壓調(diào) 節(jié)器108的輸出以及外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230處的電壓，使得當(dāng)兩個(gè)電壓為大 體上相同的值時(shí)，如上文所述發(fā)生開關(guān)234和240的自動控制。僅出于說明性目的而展 示NAND門352和454，如數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)方面的受益于本發(fā)明的教示的一般技術(shù)人員將 已知，可使用許多其它邏輯設(shè)計(jì)而具有同等效果。比較器458和350可內(nèi)建有滯后現(xiàn)象， 且/或?qū)㈡i存以在輸入電壓正接近大體上相同值時(shí)防止輸出振動。
MOSFET開關(guān)234、 240、 346和348可用于多路復(fù)用器功能?？砂瑔⒂每刂凭€456， 以在相關(guān)聯(lián)的外部連接(引腳)不在用于將電壓調(diào)節(jié)器108耦合到外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn) 定電容器230時(shí)(例如，在外部引腳118用于數(shù)字電路104或模擬電路106時(shí))，通過分 別閉合開關(guān)346或348來啟用/停用此控制電路的操作。在所述情況下，開關(guān)346將在受 控制線358控制時(shí)將數(shù)字電路104耦合到外部引腳118，且開關(guān)348將在受控制線360 控制時(shí)將模擬電路106耦合到外部引腳118。
參看圖5，其描繪圖2的集成電路裝置的一部分的示意圖，其展示用于將外部調(diào)節(jié) 器濾波器/穩(wěn)定電容器充電和放電到所要電壓，接著以受控方式將外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定 電容器耦合到內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的電路。使用開關(guān)238和240 (例如金屬氧化物半導(dǎo)體場 效晶體管(MOSFET))來選擇內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器108的輸出與外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容 器230之間的高阻抗或低阻抗路徑。
當(dāng)開關(guān)238閉合且開關(guān)240斷開時(shí)，電壓調(diào)節(jié)器108的輸出通過高阻抗路徑236和 外部引腳118耦合到外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230。借此將使外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn) 定電容器230上的電壓電荷與電壓調(diào)節(jié)器108的輸出處的電壓平衡。舉例來說，當(dāng)外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230上的電壓小于電壓調(diào)節(jié)器108的輸出處的電壓時(shí)，外部調(diào) 節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230將以由高阻抗路徑236的值確定的電流充電到平衡電壓。當(dāng) 外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230上的電壓大于電壓調(diào)節(jié)器108的輸出處的電壓時(shí)，外 部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230將以由高阻抗路徑236的值確定的電流放電到平衡電 壓。
一旦外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器230上的電壓與電壓調(diào)節(jié)器108的輸出處的電壓 為大體上相同的值(例如在50毫伏到IOO毫伏內(nèi))(與之平衡)，開關(guān)238將斷開，且開 關(guān)240將閉合?，F(xiàn)在電壓調(diào)節(jié)器108的輸出通過低阻抗路徑243耦合到外部調(diào)節(jié)器濾波 器/穩(wěn)定電容器230?？墒褂秒妷罕容^器350來監(jiān)視電壓調(diào)節(jié)器108的輸出以及外部調(diào)節(jié) 器濾波器/穩(wěn)定電容器230處的電壓，使得當(dāng)兩個(gè)電壓為大體上相同的值時(shí)，如上文所述 發(fā)生開關(guān)238和240的自動控制。僅出于說明性目的而展示NAND門352、 OR門354 和反相器355，如數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)方面的受益于本發(fā)明的教示的一般技術(shù)人員將會知曉， 可使用許多其它邏輯設(shè)計(jì)且具有同等效果。比較器350可內(nèi)建有滯后現(xiàn)象，且/或?qū)㈡i存 以在輸入電壓正接近大體上相同值時(shí)防止輸出振動。
MOSFET開關(guān)238、 240、 346和348可用于多路復(fù)用器功能?？砂瑔⒂每刂凭€556， 以在相關(guān)聯(lián)的外部連接(引腳)不在用于將電壓調(diào)節(jié)器108耦合到外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn) 定電容器230時(shí)(例如，在外部引腳118用于數(shù)字電路104或模擬電路106時(shí))，通過分 別閉合開關(guān)346或348來啟用/停用此控制電路的操作。在所述情況下，開關(guān)346將在受 控制線358控制時(shí)將數(shù)字電路104耦合到外部引腳118，且開關(guān)348將在受控制線360 控制時(shí)將模擬電路106耦合到外部引腳118。
以下情況是預(yù)期的且在本發(fā)明的范圍內(nèi)可使用在外部電源電壓Vdd下操作的邏輯 來執(zhí)行外部引腳選擇，而無需外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器的受控電壓均衡。于是，外 部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器的均衡可直接由內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器執(zhí)行，但是要在集成電路裝 置的低電壓電路付諸使用從而需要來自內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定低電壓之前(例如在內(nèi)部 電壓調(diào)節(jié)器指示其準(zhǔn)備就緒供應(yīng)穩(wěn)定電壓之前)執(zhí)行。
雖然已參考本發(fā)明的實(shí)例實(shí)施例描繪、描述并界定了本發(fā)明的實(shí)施例，但此些參考 并不暗示對本發(fā)明的限制，且不應(yīng)推斷有此限制。如所屬領(lǐng)域的且受益于本發(fā)明的一般 技術(shù)人員將想到，所揭示的標(biāo)的物能夠在形式和功能上具有相當(dāng)大的修改、更改和均等 物。所描繪并描述的本發(fā)明的實(shí)施例只是實(shí)例，且并非本發(fā)明的范圍的窮舉。
1權(quán)利要求
1.一種集成電路裝置，其具有內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器和可選外部連接，其中所述可選外部連接中的至少一者被選擇以用于將所述內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器耦合到外部電容器，所述集成電路裝置包括電壓調(diào)節(jié)器；多個(gè)外部連接；以及第一電路，其用于選擇所述多個(gè)外部連接中的一者并將所述電壓調(diào)節(jié)器耦合到所述多個(gè)外部連接中的所述選定一者，其中所述多個(gè)外部連接中的所述選定一者耦合到外部電容器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其中所述電容器為與所述電壓調(diào)節(jié)器組合使 用的外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其進(jìn)一步包括第二電路，所述第二電路用于 將數(shù)字電路耦合到所述多個(gè)外部連接中的另一者。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其進(jìn)一步包括第三電路，所述第三電路用于 將模擬電路耦合到所述多個(gè)外部連接中的另 者。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其中所述集成電路裝置為微控制器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的集成電路裝置，其中所述集成電路裝置選自由微處理器、數(shù) 字信號處理器、專用集成電路(ASIC)和可編程邏輯陣列(PLA)組成的群組中的 任一者。
7. —種集成電路裝置，其具有內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器和可選外部連接，其中所述可選外部連 接中的至少一者被選擇以用于將所述內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器耦合到外部電容器，所述集成 電路裝置包括電壓調(diào)節(jié)器； 多個(gè)外部連接；第一電路，其用于選擇所述多個(gè)外部連接中的一者，所述多個(gè)外部連接中的所述 選定一者耦合到上面具有未知電壓的外部電容器，其中所述第一電路通過高阻抗路 徑將所述外部電容器上的所述未知電壓調(diào)整為與所述電壓調(diào)節(jié)器的電壓為大體上 相同值的電壓；以及第二電路，其用于在其上的所述電壓與所述電壓調(diào)節(jié)器的所述電壓為大體上相同 值時(shí)，通過低阻抗路徑將所述電壓調(diào)節(jié)器耦合到所述多個(gè)外部連接中的所述選定一者。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路裝置，其中所述第一電路在其上的電壓小于所述電 壓調(diào)節(jié)器的所述電壓時(shí)，通過所述高阻抗路徑將電源電壓耦合到所述多個(gè)外部連接 中的所述選定一者。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路裝置，其中所述第一電路在其上的電壓大于所述電 壓調(diào)節(jié)器的所述電壓時(shí)，通過所述高阻抗路徑將共用電源耦合到所述多個(gè)外部連接 中的所述選定一者。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路裝置，其中所述第-一電路在其上的電壓與所述電壓 調(diào)節(jié)器的所述電壓并非為大體上相同的值時(shí)，通過高阻抗將所述電壓調(diào)節(jié)器耦合到 所述多個(gè)外部連接中的所述選定一者。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路裝置，其中所述電容器為與所述電壓調(diào)節(jié)器組合使 用的外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路裝置，其進(jìn)一步包括第三電路，所述第三電路用于 將數(shù)字電路耦合到所述多個(gè)外部連接中的另一者。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路裝置，其進(jìn)一步包括第四電路，所述第四電路用于 將模擬電路耦合到所述多個(gè)外部連接中的另一者。
14. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路裝置，其中所述集成電路裝置為微控制器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路裝置，其中所述集成電路裝置選自由微處理器、數(shù) 字信號處理器、專用集成電路(ASIC)和可編程邏輯陣列(PLA)組成的群組中的 任一者。
16. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路裝置，其中所述第二電路鎖存以維持所述低阻抗路 徑。
17. —種集成電路裝置，其具有內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器和可選外部連接，其中所述可選外部連 接中的至少一者被選擇以用于將所述內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器耦合到外部電容器，所述集成 電路裝置包括電壓調(diào)節(jié)器； 多個(gè)外部連接；以及用于選擇所述多個(gè)外部連接中的一者并調(diào)整其上的電壓的電路，所述多個(gè)外部連 接中的所述選定一者耦合到具有未知電壓的外部電容器，其中所述電路通過高阻抗 路徑將所述外部電容器上的所述未知電壓調(diào)整為與所述電壓調(diào)節(jié)器的電壓為大體 上相同值的電壓，接著通過低阻抗路徑將所述多個(gè)外部連接中的所述選定一者耦合到所述電壓調(diào)節(jié)器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的集成電路裝置，其中所述電路包括第-一開關(guān)，其具有低阻抗路徑，所述第一開關(guān)在其上的電壓與所述電壓調(diào)節(jié)器的 所述電壓為大體上相同值時(shí)，將所述電壓調(diào)節(jié)器耦合到所述多個(gè)外部連接中的所述 選定一者；第二開關(guān)，其具有高阻抗路徑，其中如果所述外部電容器上的所述未知電壓小于 所述電壓調(diào)節(jié)器的所述電壓，那么所述第二開關(guān)將電源電壓耦合到所述多個(gè)外部連 接中的所述選定一者，直到其上的所述電壓與所述電壓調(diào)節(jié)器的所述電壓為大體上 相同值為止；以及第三開關(guān)，其具有高阻抗路徑，其中如果所述外部電容器上的所述未知電壓大于 所述電壓調(diào)節(jié)器的所述電壓，那么所述第二開關(guān)將共用電源耦合到所述多個(gè)外部連 接中的所述選定一者，直到其上的所述電壓與所述電壓調(diào)節(jié)器的所述電壓為大體上 相同值為止。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的集成電路裝置，其中所述第一、第二和第三開關(guān)分別為第 一、第二和第三金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管(MOSFET)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的集成電路裝置，其中所述第一MOSFET經(jīng)設(shè)計(jì)以在接通時(shí) 具有低阻抗路徑，且所述第二和第三MOSFET經(jīng)設(shè)計(jì)以在接通時(shí)具有高阻抗路徑。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的集成電路裝置，其中所述電路包括第一開關(guān)，其具有低阻抗路徑，所述第一開關(guān)在其上的電壓與所述電壓調(diào)節(jié)器的 所述電壓為大體上相同值時(shí)，將所述電壓調(diào)節(jié)器耦合到所述多個(gè)外部連接中的所述 選定一者；第二開關(guān)，其具有高阻抗路徑，其中如果所述外部電容器上的所述未知電壓與所 述電壓調(diào)節(jié)器的所述電壓并非為大體上相同的值，那么所述第二開關(guān)通過所述高阻 抗路徑將所述電壓調(diào)節(jié)器耦合到所述多個(gè)外部連接中的所述選定一者，直到其上的 所述電壓與所述電壓調(diào)節(jié)器的所述電壓為大體上相同值為止。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的集成電路裝置，其中所述第一、第二和第三開關(guān)分別為第 一、第二和第三金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管(MOSFET)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的集成電路裝置，其中所述第一 MOSFET經(jīng)設(shè)計(jì)以在接通時(shí) 具有低阻抗路徑，且所述第二 MOSFET經(jīng)設(shè)計(jì)以在接通時(shí)具有高阻抗路徑。
24. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的集成電路裝置，其中所述電容器為與所述電壓調(diào)節(jié)器組合 使用的外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器。
25. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的集成電路裝置，其進(jìn)一步包括第四開關(guān)，所述第四開關(guān)用 于將數(shù)字電路耦合到所述多個(gè)外部連接中的另一者。
26. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的集成電路裝置，其進(jìn)一步包括第五開關(guān)，所述第五開關(guān)用 于將模擬電路耦合到所述多個(gè)外部連接中的另一者。
27. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的集成電路裝置，其中所述集成電路裝置為微控制器。
28. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的集成電路裝置，其中所述集成電路裝置選自由微處理器、 數(shù)字信號處理器、專用集成電路(ASIC)和可編程邏輯陣列(PLA)組成的群組中 的任一者。
29. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的集成電路裝置，其中所述電路鎖存以維持所述低阻抗路徑。
30. —種用于選擇外部連接以用于將內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器耦合到外部電容器的方法，所述方 法包括以下步驟在集成電路裝置中提供電壓調(diào)節(jié)器； 為所述集成電路裝置提供多個(gè)外部連接；以及選擇所述多個(gè)外部連接中的一者以用于耦合到所述電壓調(diào)節(jié)器，所述多個(gè)外部連 接中的所述選定一者耦合到外部電容器。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其進(jìn)一步包括將數(shù)字電路耦合到所述多個(gè)外部連接 中的另一者的步驟。
32. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其進(jìn)一步包括將模擬電路耦合到所述多個(gè)外部連接 中的另一者的步驟。
33. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述選擇所述多個(gè)外部連接中的一者以用于耦 合到所述電壓調(diào)節(jié)器的步驟包含將所述電壓調(diào)節(jié)器耦合到所述多個(gè)外部連接中的 所述選定一者的步驟。
34. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述選擇所述多個(gè)外部連接中的-一者以用于耦 合到所述電壓調(diào)節(jié)器的步驟包括以下步驟將所述外部電容器上的電壓調(diào)整為與所述電壓調(diào)節(jié)器大體上相同的電壓；以及 在所述外部電容器與所述電壓調(diào)節(jié)器處于大體上相同的電壓之后，將所述電壓調(diào) 節(jié)器耦合到所述多個(gè)外部連接中的所述選定一者。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中通過高阻抗路徑來進(jìn)行所述將所述外部電容器 上的所述電壓調(diào)整為與所述電壓調(diào)節(jié)器大體上相同的電壓的步驟。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述將所述外部電容器上的所述電壓調(diào)整為與 所述電壓調(diào)節(jié)器大體上相同的電壓的步驟包括以下步驟當(dāng)所述外部電容器上的電壓小于所述電壓調(diào)節(jié)器的所述電壓時(shí)，通過所述高阻抗路徑將電源電壓耦合到所述 多個(gè)外部連接中的所述選定一者。
37. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述將所述外部電容器上的所述電壓調(diào)整為與 所述電壓調(diào)節(jié)器大體上相同的電壓的步驟包括以下步驟當(dāng)所述外部電容器上的電 壓大于所述電壓調(diào)節(jié)器的所述電壓時(shí)，通過所述高阻抗路徑將共用電源耦合到所述 多個(gè)外部連接中的所述選定一者。
38. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述將所述外部電容器上的所述電壓調(diào)整為與 所述電壓調(diào)節(jié)器大體上相同的電壓的步驟包括以下步驟當(dāng)所述外部電容器上的電 壓與所述電壓調(diào)節(jié)器的所述電壓并非為大體上相同的值時(shí)，通過所述高阻抗將所述 電壓調(diào)節(jié)器耦合到所述多個(gè)外部連接中的所述選定一者。
全文摘要
一種集成電路裝置提供外部引腳(連接)的選擇，所述外部引腳可由用戶選擇以用于將外部濾波器/穩(wěn)定電容器耦合到內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器。然而，如果內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器嘗試將電容器向上充電/向下放電到與調(diào)節(jié)器輸出電壓平衡，那么通過低阻抗路徑將內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的輸出連接到未充電的外部濾波器/穩(wěn)定電容器(或連接到被充電到與內(nèi)部調(diào)節(jié)電壓不同的電壓電平的電容器)可能導(dǎo)致所述調(diào)節(jié)器輸出電壓下垂/形成峰值。為了使此潛在下垂/形成峰值最小化，可以受控方式將外部濾波器/穩(wěn)定電容器上的電壓調(diào)整為大體上與所述內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的所述輸出上的電壓相同的電壓，且接著將所述內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器在操作上通過低阻抗耦合到所述外部調(diào)節(jié)器濾波器/穩(wěn)定電容器。
文檔編號G05F1/46GK101675395SQ200880014704
公開日2010年3月17日 申請日期2008年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月4日
發(fā)明者扎卡賴亞斯·馬蒂納斯·斯米特, 杰羅爾德·S·茲德內(nèi)克, 理查德·赫爾, 維維安·德爾波特, 肖恩·斯蒂德曼, 邁克爾·查爾斯, 魯安·勞倫斯 申請人:密克羅奇普技術(shù)公司