封裝式集成電路組件及其電源彈跳減少方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種集成電路，特別是關(guān)于一種封裝式集成電路(IC)組件及其電源彈跳減少方法。
【背景技術(shù)】
[0002]本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解于說明書中所使用的與微電子相關(guān)之各種術(shù)語與基本概念，例如:P型金屬氧化物半導(dǎo)體(p_channel metal-oxide semiconductor ；PM0S)晶體管、N 型金屬氧化物半導(dǎo)體(n-channel metal-oxide semiconductor ；NM0S)晶體管、「電感」、「電容」、「電阻」、「電壓」、「電流」、「電流源」、「電路節(jié)點(diǎn)」、「低通濾波器(low-passfilter ;LPF)」、「前置放大器」、「比較器」、「頻率」及「閂鎖器(latch)」。這些術(shù)語與基本概念能由諸如教科書等現(xiàn)有技術(shù)文件而顯而易見，因此于說明書中不再對其進(jìn)行定義或解釋。其中，教科書可例如:模擬CMOS集成電路的設(shè)計(Design of Analog CMOS IntegratedCircuits, Behzad Razavi 著、McGraw-Hi 11 出版，且 ISBN 0-07-118839-8)。
[0003]集成電路(integrated circuit ；IC)包括制作在娃基材上之大量晶體管。集成電路封裝成一封裝體，以致其能以IC組件設(shè)置在印刷電路板上。集成電路接收來自印刷電路板上之電源供應(yīng)電路的電力。
[0004]參照圖1A，電路100包括一電源供應(yīng)電路130以及一 IC組件140。電源供應(yīng)電路130提供一供電電壓Vps給IC組件140。IC組件140包括一集成電路110以及一封裝電路120，并且此封裝電路120行為上模塊成具有并聯(lián)電容122與串聯(lián)電感123之組合的電路。集成電路110實(shí)際上接收到的電壓為一內(nèi)部供電電壓Vdd，并且此內(nèi)部供電電壓Vdd不同于電源供應(yīng)電路130所提供之供電電壓Vps。集成電路110包括大量的晶體管，并且此些晶體管工作于時變之各式任務(wù)中。集成電路110所接收之電流I亦因集成電路110的操作的動態(tài)本質(zhì)而隨著時間改變。因此，接收到的內(nèi)部供電電壓Vdd是根據(jù)集成電路110的操作動態(tài)變化。
[0005]圖1B為示范性波形圖。在圖1B中，信號波形180表示集成電路110所接收之電流I，而信號波形190表示內(nèi)部供電電壓Vdd。參照圖1B，電流的突然爆沖(起因于電路操作的突然增加)因電感123、電容122與集成電路110之間的互動而引發(fā)電壓的彈跳(bouncing)。在集成電路110的電流的突然爆沖后內(nèi)部供電電壓Vdd立即開始震蕩(ring)的現(xiàn)象稱之為「電源彈跳」。由于電源彈跳會降低集成電路110的可靠性，因此電源彈跳是非常不理想的。具有較小電感之封裝電路能用以緩和電源彈跳的問題；然而，具有較小電感之封裝電路通常相當(dāng)昂貴。
[0006]因此，不使用小電感之封裝電路的電源彈跳減少方法及電路是令人期望的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于以上的問題，本發(fā)明在于提供一種封裝式集成電路(IC)組件及其電源彈跳減少方法，藉以減少一集成電路內(nèi)之內(nèi)部供電電壓的彈跳(bouncing)。
[0008]在一些實(shí)施例中，封裝式集成電路(IC)組件及其電源彈跳減少方法還用以當(dāng)于一供電節(jié)電上之電壓因在接收來自外部供電節(jié)點(diǎn)之電路的活動上之突然爆沖(suddensurge)而快速下降時，快速輸出一電流至此供電節(jié)點(diǎn)。
[0009]在一實(shí)施例中，一種封裝式集成電路組件包括一核心電路、一電源彈跳減少電路、以及一封裝電路。核心電路接收來自一第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)之一第一電流。電源彈跳減少電路接收來自一第二內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)之一電力，并依據(jù)于第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)上之電壓的變化輸出一第二電流至第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)。封裝電路分別耦接第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)與第二內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)至一第一外部供電節(jié)點(diǎn)與一第二外部供電節(jié)點(diǎn)。在一實(shí)施例中，于第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)上之電壓的變化是藉由比較于第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)上之電壓與由低通濾波于第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)上之電壓而獲得的一低通濾波電壓之間的差而偵測。在一實(shí)施例中，當(dāng)偵測到比較結(jié)果為第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)上之電壓低于低通濾波電壓時，電源彈跳減少電路開啟第二電流。在一實(shí)施例中，電源彈跳減少電路包括一低通濾波器、一比較器以及一輸出電路。低通濾波器接收于第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)上之電壓并輸出低通濾波電壓。比較器依據(jù)于第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)上之電壓與低通濾波電壓之間的比較而輸出一邏輯信號。輸出電路受控于邏輯信號以輸出第二電流。在一實(shí)施例中，比較器包括一前置放大器與一 R鎖器。
[0010]在一實(shí)施例中，一種電源彈跳減少方法包括接收在一第一電路節(jié)點(diǎn)上之一第一供電電壓、接收來自一第二電路節(jié)點(diǎn)之一第二供電電壓、低通濾波第一供電電壓以獲得一低通濾波電壓、通過比較第一供電電壓與低通濾波電壓來產(chǎn)生一邏輯信號、以及從第二電路節(jié)點(diǎn)經(jīng)由受控于邏輯信號之一電路輸出一電流至第一電路節(jié)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0011]圖1A為具有電源供應(yīng)與集成電路(IC)組件之一現(xiàn)有電路的功能方塊圖。
[0012]圖1B為現(xiàn)有技術(shù)中的電源彈跳的一示范性波形圖。
[0013]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例之封裝式集成電路組件的功能方塊圖。
[0014]圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例之電源彈跳減少電路的概要示意圖。
[0015]圖4為適用于圖3之電源彈跳減少電路的比較器的概要示意圖。
[0016]圖5為圖3之電源彈跳減少電路的仿真結(jié)果的信號波形圖。
[0017]圖6為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例之電源彈跳減少方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下之詳細(xì)描述是參照所附附圖，藉由【附圖說明】，揭露本發(fā)明各種可實(shí)行之實(shí)施例。所記載之實(shí)施例是明確且充分揭露，以致使所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能據(jù)以實(shí)施。不同之實(shí)施例間并非相互排斥，某些實(shí)施例可與一個或一個以上之實(shí)施例進(jìn)行合并而成為新的實(shí)施例。因此，下列詳細(xì)描述并非用以限定本發(fā)明。
[0019]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例之封裝式集成電路組件的功能方塊圖。參照圖2，封裝式集成電路(IC)組件200包括一核心電路210、一封裝電路220以及一電源彈跳減少電路230。核心電路210經(jīng)由封裝電路220耦接第一外部供電節(jié)點(diǎn)203。于此，封裝電路220耦接在第一外部供電節(jié)點(diǎn)203與第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)201之間，并且核心電路210與電源彈跳減少電路230共同耦接至第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)201。電源彈跳減少電路230另經(jīng)由封裝電路220耦接第二外部供電節(jié)點(diǎn)204。核心電路210經(jīng)由封裝電路220接收來自第一外部供電節(jié)點(diǎn)203之第一外部供電電壓Vpsl的電力，而電源彈跳減少電路230亦經(jīng)由封裝電路220接收來自第二外部供電節(jié)點(diǎn)204之第二外部供電電壓Vps2的電力。于此，串聯(lián)電感221、222與并聯(lián)電容223、224為封裝電路220之行為模塊的一部分。由于是經(jīng)由封裝電路220耦接，核心電路210實(shí)際上所接收到的電壓為第一內(nèi)部供電電壓Vddl (于第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)201上)，而電源彈跳減少電路230實(shí)際上接收到的電壓為第二內(nèi)部供電電壓Vdd2 (于第二內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)202上)。核心電路210接收(sink)來自第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)201之第一電流Iid電源彈跳減少電路230響應(yīng)第一內(nèi)部供電電壓Vddl的下降輸出(source)第二電流I2至第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)201。在一正常穩(wěn)定狀態(tài)之操作狀態(tài)(此時，第一電流I1S穩(wěn)定的)下，第一內(nèi)部供電電壓Vddl亦為穩(wěn)定的；于此，第二電流12為大致上小于第一電流I i之一穩(wěn)定靜止電流(quiescent current)。在一第一瞬態(tài)狀態(tài)(此時，第一電流I1為快速涌起的)下，第一內(nèi)部供電電壓Vddl會快速下降；于此，電源彈跳減少電路230感測第一內(nèi)部供電電壓Vddl的快速下降并響應(yīng)快速注入第二電流12以抵銷第一內(nèi)部供電電壓V ddl的快速下降。舉例來說(但不限于此)，在一實(shí)施例中，第一內(nèi)部供電電壓Vddl為1.5V，且第二內(nèi)部供電電壓Vdd2為3.3V。無論如何，第二外部供電電壓V ps2需充分高于第一外部供電電壓V psl，以致電源彈跳減少電路230有效地輸出第二電流I2至第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)201。
[0020]圖3為適用以實(shí)現(xiàn)圖2之電源彈跳減少電路230之電源彈跳減少電路300的概要示意圖。參照圖3，電源彈跳減少電路300包括一低通濾波器(low-pass filter ;LPF)310、一比較器(comparator ；CMP) 320以及一輸出電路330。低通濾波器310耦接在比較器320的負(fù)輸入端與第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)201之間。比較器320的正輸入端亦耦接第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)201。比較器320的輸出端耦接輸出電路330的控制端。輸出電路330的第一端與第二端分別耦接第二內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)202 (其提供第二內(nèi)部供電電壓Vdd2)與第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)201。低通濾波器310接收第一內(nèi)部供電電壓Vddl，并輸出一低通濾波電壓Vlpf。比較器320在頻率信號CLK的邊緣依照第一內(nèi)部供電電壓Vddl與低通濾波電壓V lpf的差輸出一使能信號ENB，且此使能信號ENB為一邏輯信號。輸出電路330接收使能信號ENB，并且輸出一補(bǔ)償電流I。。補(bǔ)償電流I。約等于第二電流12，并且此第二電流I2是被輸出至提供第一內(nèi)部供電電壓Vddl的第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)201。低通濾波器310包括一串聯(lián)電阻311與一并聯(lián)電容312。串聯(lián)電阻311耦接在比較器320的負(fù)輸入端與第一內(nèi)部供電節(jié)點(diǎn)201之間，并且并聯(lián)電容312耦接在比較器320的負(fù)輸入端與接地之間。輸出電路330包括