[发明专利]应用在集成电路实现多功能脚位的电路及方法

说明书

技术领域

本发明是有关一种应用在集成电路(IC)实现多功能脚位的电路，特别是关于一种利用单一脚位实现芯片使能及电源良好(power good)功能的电路。

背景技术

随着电路功能的增加，IC需要越来越多的脚位来实现这些功能，为了减少脚位的数量，目前已提出很多利用单一脚位实现多种功能的技术。电源良好信号在IC上是常见的输出信号，供系统判断IC功能是否准备完成，一般IC的电源良好输出多是用开漏极(open drain)或开集极(open collector)的架构实现，并利用接线或闸(wire-or)来和其他IC相互连接，系统端会有一个上拉电阻连接所有IC的电源良好输出，当所有IC的电源良好输出皆为开路时，则触发电源良好信号以通知系统所有IC皆准备完成，当任一个IC的电源良好输出为短路时，则电源良好信号不被触发，因此系统将得知还有IC未准备完成。

图1显示现有的电源转换器，其包括IC 10用以控制功率开关M1及M2的切换而将输入电压Vin转换为输出电压Vout。此IC 10利用多功能脚位POK/EN来实现芯片使能及电源良好功能。图2显示图1的IC 10中利用多功能脚位POK/EN实现芯片使能及电源良好功能的电路，其中上拉电阻Rpull连接在电源电压端VCC及多功能脚位POK/EN之间，开关Q2连接在多功能脚位POK/EN及接地端GND之间，受控于芯片使能信号EN，二极管D2与开关Q1串联在多功能脚位POK/EN及接地端GND之间，比较器12将多功能脚位POK/EN的电压与临界值Vth1比较产生信号CE以启动或关闭IC 10，比较器14比较回授脚位FB的电压及临界值Vth2产生信号PG控制开关Q1。当芯片使能信号EN使开关Q2为闭路时，多功能脚位POK/EN的电压被拉到GND，因此比较器12输出低准位的信号CE使IC 10关闭。当开关Q2为开路时，通过上拉电阻Rpull的电流Iok将从多功能脚位POK/EN经二极管D2及开关Q1流向接地端GND，由于开关Q1为闭路时其上跨压很小，故需要藉由二极管D2的顺向偏压VF使多功能脚位POK/EN的电压可以大于临界值Vth1，进而使比较器12输出高准位的信号CE启动IC 10。在IC 10启动后，若回授脚位FB的电压大于临界值Vth2，表示此IC 10准备完成，比较器14将使开关Q1为开路，当所有IC都准备完成后，多功能脚位POK/EN的电压被拉高，以触发电源良好信号以通知系统所有IC皆准备完成。

芯片使能及电源良好输出都有各自的规范，一般来说，当多功能脚位POK/EN的电压大于0.3V时，比较器12将送出信号CE启动IC 10，而当多功能脚位POK/EN的电压大于0.4或0.8V时，便判定为电源良好状态。然而，0.3V到0.4或0.8V之间的区间是很小的，因此很可能因为工艺、电压及温度变化而使多功能脚位POK/EN的电压在IC 10未准备完成时大于0.4或0.8V，进而导致系统误判。此外，上拉电阻Rpull的大小也会有影响，较小的上拉电阻Rpull将产生较大的电流Iok，根据二极管的特性，当通过其上的电流越大时，其顺向偏压VF也越大，因此，上拉电阻Rpull不能太小，否则将使多功能脚位POK/EN的电压在IC 10未准备完成时触发电源良好信号。但是当上拉电阻Rpull过大时，电流Iok变得很小，这将使多功能脚位POK/EN的电压缓慢上升，因而需要较长的时间才能触发电源良好信号，尤其是串接的IC数量越多时，系统的反应速度越慢。再者，在此架构中，由于电流Iok限制在较小的范围中，例如50uA，因此，当二极管D2较强(stronger)时，可能使多功能脚位POK/EN的电压无法大于临界值Vth1，因而无法使IC 10启动，相反的，当二极管D2较弱(weaker)时，可能在IC 10未准备完成时便触发电源良好信号。如上所述，现有利用多功能脚位POK/EN实现芯片使能及电源良好功能的电路，有着许多限制，导致设计的困难。

本发明中的电流Iok较现有电路中的电流Iok高，故可以串接更多的IC接口，并可以增快系统的反应速度。

发明内容

本发明是有关一种利用单一脚位实现芯片使能及电源良好功能的电路及方法。