[发明专利]频率发生装置及其控制电路

说明书

技术领域

本发明有关于一种控制电路，且特别是有关于一种使用电子熔丝来控制频率发生器的启动与否的频率发生装置及其控制电路。

背景技术

随着各样的电子产品与芯片的操作频率的多元化，很多厂商在其所设计的芯片或是电子产品中配置可编设(programmable)的频率发生器，以配合各客户本身所开发的各样的电子产品或芯片的操作频率的需求。例如美国专利公告第6,720,834号专利即公开一种利用激光熔丝(Laser Fuse)来决定压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator)输出频率的频率发生装置。

图1为美国专利公告第6,720,834号专利的频率发生装置。此公知的频率发生装置配置在芯片(chip)中。请参照图1，控制电路102、103、以及104分别具有激光熔丝105、106、以及107。控制电路102具有二极管108，控制电路103具有二个二极管109与110，而控制电路104具有三个二极管111、112、以及113。此公知的频率发生装置所发生的输出频率Fo是以控制电路102、103、以及104中的二极管串两端的电压差来控制，因此二极管数目的多少，决定了输出频率Fo的高低。换句话说，每一个控制电路，均代表一种输出频率Fo的选择。因此，若选择以控制电路102来决定输出频率Fo，则必须将控制电路103中的激光熔丝106、以及控制电路104中的激光熔丝107烧断，使控制电路103与104形成断路。同理，若选择以控制电路103来决定输出频率Fo，则必须分别将控制电路102中的激光熔丝105、以及控制电路104中的激光熔丝107烧断。而若选择控制电路104来决定输出频率Fo，则必须将控制电路102中的激光熔丝105、以及控制电路103中的激光熔丝106烧断。

由于激光熔丝需要用激光束去改变熔丝的状态，因此需要在芯片表面预留足够大的开口以便让激光束可以照射到熔丝。再者，为了防止激光熔丝被烧断时所溅出的杂质污染到激光熔丝周围电路与元件，一般而言会在激光熔丝周围配置有效的保护手段。基于上述缘由，使得激光熔丝需要占据大量的芯片面积。除此之外，由于使用公知的频率发生装置的芯片还需要额外的激光提供设备，增加了公知的频率发生器在使用上不小的困扰。

相较于激光熔丝，电子熔丝(electric fuse)并不需要使用激光束来决定其状态，因此电子熔丝并不需要占用太多芯片面积。电子熔丝有二种状态，分别为编设状态(program state)与非编设状态(non-program state)，并且编设状态与非编设状态呈现出二种不同的阻值。以下经由图2、图3A、以及图3B来说明电子熔丝的构造以及电子熔丝的编设状态与非编设状态。

图2为电子熔丝元件的俯视图、图3A为电子熔丝元件为非编设状态的侧视图、图3B为电子熔丝元件为编设状态的侧视图。请依照说明的需要而参照图2、图3A、以及图3B。图2所示的201、202表示为接点，203表示为熔丝区域，而204、205表示为接点区域。图3A与3B中的301与302，表示为图2中的接点201与202。图3A与3B中皆有硅化物层(Silicide Layer)、多晶硅层(Polysilcon Layer)、氧化物层(Oxide Layer)、以及衬底(Substrate)，而图3A与3B中的标号300所表示的即为图2所示的电子熔丝元件。图3A中的303A与图3B中的303B所表示的即为图2所示的熔丝区域。

当电子熔丝元件300在非编设状态时，电子熔丝元件300中的熔丝区域未熔断而仍呈现图3A中的303A的状态。因此接点301与302之间仍可经由硅化物层与多晶硅层导通，故此时电子熔丝元件300的阻值较小(一般约为5Ω)。而当电子熔丝元件300在编设状态时，电子熔丝元件300中的熔丝区域会因为接点301与302之间的大量电流而熔断(即呈现图3B中303B的状态)。因此，电子熔丝元件300在编设状态时，接点301与302之间只能经由多晶硅层导通，故此时电子熔丝元件300的阻值较大(一般约为300Ω)。

然而，由于电子熔丝在编设状态与非编设状态二者的阻值很接近，而不像激光熔丝在编设状态与非编设状态二者的阻值差异非常大(理想上激光熔丝在非编设状态的阻值可视为0Ω，而在编设状态的阻值可视为无限大)，使得公知技术中并无法直接以电子熔丝取代激光熔丝。因此，公知振荡器的控制技术中并不能使用电子熔丝来提供编设功能。

发明内容