Brevet FR2879814A1 — publié le 20060623

CIRCUIT AJUSTABLE APRES ENCAPSULATION ET COMPRENANT UN LIMITEUR DE TENSION, ET PROCEDE D'AJUSTEMENT D'UN TEL CIRCUIT L'invention concerne les circuits intégrés ajustables après encapsulation, comprenant un circuit fonctionnel alimenté par un potentiel d'alimentation et par un potentiel de référence et comprenant au moins un paramètre ajustable par la programmation d'au moins un élément programmable (120), et un circuit pour programmer l'élément programmable du circuit fonctionnel. Les circuits fonctionnels considérés ici sont par exemple des amplificateurs, des sources de tension ou de courant, etc., dont on peut ajuster par exemple une résistance entrée ou un potentiel de référence de sortie, par la programmation d'éléments programmables prévus à cet effet, comme par exemple des fusibles ou des antifusibles, programmables une seule fois. L'ajustement du ou des paramètres est réalisé après encapsulation du circuit fonctionnel dans un boîtier plastique, en appliquant des signaux de commande appropriés sur les broches standard des circuits encapsulés. La programmation d'un ou plusieurs éléments programmables permet ainsi de compenser une éventuelle dérive du paramètre considéré apparue lors de l'encapsulation du circuit, et de retrouver ainsi une précision du paramètre élevée, au moins aussi élevée que celle obtenue après ajustement lors du tri des plaquettes de silicium. Un exemple de réalisation d'un dispositif d'ajustement prévu à cet effet est décrit dans le brevet FR2795557.. Un circuit de programmation est donc utilisé pour ajuster un paramètre du circuit fonctionnel en programmant un fusible (ou antifusible) du circuit fonctionnel. Cette programmation consiste à appliquer une tension élevée sur les bornes du fusible, de niveau suffisant pour claquer le fusible, c'est-à-dire le faire changer d'état. L'inconvénient de l'utilisation d'un tel circuit de programmation est que, du fait du potentiel élevé utilisé, le circuit intégré ne respecte plus les normes assez sévères relatives à la protection des personnes, notamment contre les décharges électrostatiques, et qui imposent une valeur limite aux potentiels apparaissant dans un circuit intégré, :Ladite valeur limite étant inférieure au potentiel nécessaire à la programmation des fusibles d'ajustement. L'invention a pour but de résoudre ce problème. Pour atteindre cet objectif, un circuit intégré selon l'invention comprend, en complément d'un circuit de programmation (130) pour ajuster un paramètre du circuit fonctionnel (110), un circuit d'écrêtage (140) pour limiter la tension entre:Le potentiel d'alimentation (VDD) et le potentiel de référence (GND) à une tension d'écrêtage ajustable, et un circuit (150) pour ajuster la tension d'écrêtage. Un tel circuit est utilisé conformément à un procédé selon l'invention, de la manière suivante. É au cours d'une première étape, on programme au moins un élément programmable (120) du circuit intégré, pour ajuster au moins un paramètre du circuit fonctionnel (110), É au cours d'une deuxième étape, on ajuste la tension d'écrêtage du circuit d'écrêtage (140). Initialement, la tension d'écrêtage du circuit d'écrêtage est à un premier niveau (VDD1), de préférence suffisamment haut pour permettre la programmation d'un élément programmable (120) du circuit intégré lors de la première étape. Ensuite, au cours de la deuxième étape, on ajuste la tension d'écrêtage elle-même, à un deuxième niveau (VDD2) choisi par exemple en fonction de critères tels que le respect des normes relatives à la protection des personnes. Ainsi, le circuit ajustable respecte les:normes de sécurité en fonctionnement normal, dès la phase d'ajustement terminée. Dans un mode de réalisation de l'invention, le circuit d'écrêtage (140) comprend un élément programmable (AF) dont la programmation permet l'ajustement de la tension d'écrêtage. L'ajustement de la tension d'écrêtage est ainsi réalisé simplement, de manière assez similaire à l'ajustement du paramètre ajustable du circuit fonctionnel. Dans un exemple, le circuit d'ajustement (150) comprend un moyen pour diminuer la tension d'écrêtage, et la diminution de la tension d'écrêtage entraîne l'inhibition du circuit d'ajustement (150). L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, d'un exemple de mise en oeuvre d'un circuit ajustable selon l'invention et d'un procédé d'ajustement d'un tel circuit. La description est à lire en relation aux dessins annexés dans lesquels: É la figure 1 est un schéma de principe d'un circuit programmable selon l'invention, et É la figure 2 est un schéma électronique détaillé d'un circuit selon l'invention selon. Un exemple de circuit programmable selon l'invention comprend (figure 1), de même qu'un circuit connu, un circuit fonctionnel 110, au moins un élément programmable 120 (6 éléments sont représentés sur la figure 1) et un circuit de programmation 130. Le circuit selon l'invention comprend également un circuit d'écrêtage 140 et un moyen d'ajustement 150. Le circuit programmable 100 est encapsulé dans un boîtier plastique. Le circuit 100 est alimenté entre un potentiel d'alimentation VDD et un potentiel de référence GND; il reçoit des signaux de commande et / ou de données sur deux entrées El, E2 et produit des signaux de commande et / ou de données sur une sortie S. Les entrées El, E2 et la sortie S sont ici les seules bornes du circuit accessibles depuis l'extérieur du boîtier plastique. Le circuit fonctionnel 110 est dans l'exemple un amplificateur de tension, dont le coefficient d'amplification est ajustable par la programmation d'un des éléments 120. Le ou les éléments programmables 120 sont ici des antifusibles: selon que l'élément est programmé ou non, ils sont équivalents à un court- circuit ou à un circuit ouvert. Le circuit de programmation 130 est utilisé pour programmer les éléments 120, en fonction de signaux de commande appliqués sur les entrées El, E2. Le circuit de programmation 130 est réalisé par exemple conformément à l'enseignement du document FR2795557. Le circuit d'écrêtage 140 a pour fonction de:imiter la différence de potentiel entre VDD et GND à une tension d'écrêtage prédéfinie ajustable. Le circuit 150 a pour fonction d'ajuster la valeur de la tension d'écrêtage du circuit 140, soit à une première valeur VDD1, soit à une deuxième valeur VDD2 inférieure à VDD1. VDD1 est choisie supérieure ou égale à un potentiel de programmation des éléments 120. VDD2 est choisie de sorte à respecter les normes relatives à la protection des personnes. Dans un exemple, on choisit VDD1 = 12 V, VDD2 = 6 V, pour un circuit utilisant des antifusibles programmables par application d'un potentiel de l'ordre de 9 V et fonctionnant normalement, après ajustement, avec un potentiel d'alimentation VDD de l'ordre de 5 V. Le fonctionnement global du circuit de la figure 1 est le suivant. Initialement, avant toute utilisation standard du circuit 100, la tension d'écrêtage du circuit 140 est égale à VDD1. Au cours d'une première étape, on applique des signaux de commande appropriés sur les entrées El, E2 et un potentiel VDD suffisamment élevé (supérieur à VDD2 et inférieur à VDD1) pour programmer l'élément approprié du circuit 120 pour ajuster ainsi le coefficient d'amplification du circuit 110. Au cours d'une deuxième étape, on applique des signaux de commande appropriés sur les entrées El, E2 et un potentiel VDD suffisamment élevé (dans la pratique supérieur à VDD2 et inférieur à VDD1) pour que le circuit 150 ajuste la tension d'écrêtage à la valeur VDD2. Le circuit 100 ainsi programmé est ensuite prêt à être utilisé dans le cadre d'un fonctionnement normal. Il respecte de plus les normes de sécurité relatives à la protection des personnes dans la mesure où ses potentiels internes sont limités maintenant à la valeur VDD2 par le circuit d'écrêtage 140. On notera également que, après ajustement de la tension d'écrêtage à la valeur VDD2, le circuit 100 est figé : aucun élément programmable ne peut plus être programmé (VDD2 étant inférieure au potentiel nécessaire à la programmation d'un antifusible ou d'un fusible) et le fonctionnement du circuit de programmation 130 est inhibé dans la mesure où il n'est plus possible d'appliquer sur un élément programmable des potentiels d'amplitude suffisante pour les programmer. La figure 2 détaille un mode de réalisation du circuit d'écrêtage 140 et du circuit d'ajustement 150 du circuit 100 de la figure 1. Le circuit d'écrêtage comprend un circuit 142, équivalent à deux sources de potentiel stables, :produisant respectivement un potentiel VDDO et le potentiel VDD2 (avec VDD1 = VDD2 + VDDO), et connectées en série entre une borne sur laquelle est appliqué le potentiel d'alimentation VDD et une borne (ou masse) sur laquelle est appliqué le potentiel de référence GND. Le circuit 142 comprend deux diodes D1, D2, dans l'exemple de type Zener, deux résistances R1, R2 et deux transistors Q1, Q2, de type bipolaire. La cathode de la diode D2 est connectée à l'anode de la diode D1 dont la cathode est connectée à la borne d'alimentation VDD, et l'anode de la diode D2 est connectée à une borne de la résistance R2 dont l'autre borne est connectée à la masse. Le transistor Q1 a une base connectée au point commun de la diode D2 et de la résistance R2, un collecteur connecté à la borne d'alimentation et un émetteur connecté à une borne de R1 dont l'autre borne est connectée à la masse. Enfin, le transistor Q2 a une base connectée à l'émetteur de Q1, un collecteur connecté à la borne d'alimentation et un émetteur connecté à la masse. Le circuit 142 est un schéma classique d'une source de potentiel stable de type band-gap, produisant initialement un potentiel VDD1 proportionnel à la chute de tension dans les diodes Dl, D2. Le circuit 144 est équivalent à un interrupteur programmable une seule fois, qui est connecté en parallèle sur la diode Dl. Le circuit 144 est équivalent à un circuit ouvert avant programmation et équivalent à un court-circuit après programmation. Le circuit 144 comprend une source de courant 11, un transistor PMOS T3, un buffer non inverseur BU et un antifusible programmable AF. Le canal drain- source de T3 est connecté en parallèle sur la diode Dl, la source de courant est connectée entre le drain et la grille du transistor T3 et l'antifusible est connecté entre la grille de T3 et la masse. Avant la programmation de l'antifusible AF, la source produit un courant Il qui vient porter le potentiel sur la grille de T3 au niveau VDD: T3 est bloqué et ne modifie pas le comportement de la diode Dl. Le circuit 142 est dans ce cas équivalent à une source produisant le potentiel VDD1. Après programmation de l'antifusible AF, ce dernier, équivalent à un court-circuit, tire à la valeur GND le potentiel sur la grille de T:3: T3 est passant et court- circuite le comportement de la diode Dl. Le circuit 142 est dans ce cas équivalent à une source produisant le potentiel VDD2. Le circuit d'ajustement 150 permet la programmation de l'antifusible AF du circuit d'ajustement 140. Le circuit 150 comprend, dans l'exemple de la figure 2, le circuit de programmation 130 ainsi qu'un transistor de sélection T4 comprenant un canal drain-source connecté entre la borne d'alimentation sur laquelle est appliquée VDD et une borne de l'antifusible AF à programmer, et une grille de commande connectée sur une sortie d'un circuit de programmation. Dans l'exemple de la figure 2, le même circuit de commande 130 est utilisé pour la programmation de l'antifusible du circuit d'ajustement 144 du circuit d'écrêtage 140, et pour la programmation des éléments programmables 120 du circuit fonctionnel 110. En fonction d'une commande appropriée sur les entrées E:L, E2, le circuit 130 fournit sur sa sortie un signal approprié pour rendre passant le transistor T4. 8 REVENDICATIONS 1. Circuit ajustable après encapsulation, comprenant: É un circuit fonctionnel (110) alimenté par un potentiel d'alimentation (VDD) et par un potentiel de référence (GND) et comprenant au moins un paramètre ajustable par la programmation d'au moins un élément programmable (120), et É un circuit (130) pour programmer l'élément programmable (120) du circuit fonctionnel (110), caractérisé en ce qu'il comprend également: É un circuit (140) pour limiter la tension entre le potentiel d'alimentation (VDD) et le potentiel de référence (GND) à une tension d'écrêtage ajustable, et É un circuit (150) pour ajuster la tension d'écrêtage. 2. Circuit selon la revendication 1, dans lequel le circuit d'écrêtage (140) comprend un élément programmable (AF) dont la programmation permet l'ajustement de la tension d'écrêtage. 3. Circuit selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le circuit d'ajustement (150) comprend un moyen pour diminuer la tension d'écrêtage. 4. Circuit selon la revendication 3, dans lequel la diminution de la tension d'écrêtage entraîne l'inhibition 25 du circuit d'ajustement (150). 5. Circuit selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le circuit d'écrêtage (140) comprend: É un premier générateur produisant un premier potentiel 30 (VDDO) stable et un deuxième générateur produisant un deuxième potentiel (VDD2), connectés en série entre une borne d'alimentation sur laquelle est appliqué le potentiel d'alimentation (VDD) et une borne de référence sur laquelle est appliqué le potentiel de référence (GND), É un interrupteur programmable (144) connecté en parallèle entre les bornes du premier générateur stable, et qui est fermé ou ouvert en fonction d'un état programmé ou non programmé. 6. Circuit selon la revendication 5, comprenant, pour former le premier générateur et le deuxième générateur connectés en série, un circuit (142) comprenant: É une première résistance (R1) dont une borne est connectée à la borne de référence du circuit et dont l'autre borne est connectée à un émetteur d'un premier transistor bipolaire (Q1) dont un collecteur est connecté à la borne d'alimentation, É une deuxième résistance (R2) dont une borne est connectée à une base du premier transistor bipolaire (Q1) et dont une autre borne est connectée à la borne de référence, É un deuxième transistor bipolaire (Q2) dont une base est connectée à l'émetteur du premier transistor (Ql), dont un collecteur est connecté à la borne d'alimentation et dont un émetteur est connecté à la borne de référence, et É une première diode (Dl) et une deuxième diode (D2) connectées en série entre la borne d'alimentation et la base du premier transistor (Ql), l'interrupteur programmable étant connecté en parallèle entre les bornes de la première diode (Dl). 7. Circuit selon la revendication 5 ou 6, dans lequel l'interrupteur programmable (144) comprend: É un interrupteur commandé (T3) connecté en parallèle entre les bornes du premier générateur stable, É une source de courant (I1.) et un élément programmable (AF) connectés en série entre la borne d'alimentation et la borne de référence, un point commun de la source de courant (11) et de l'élément programmable (AF) étant connecté à une borne de commande de l'interrupteur commandé (T3). 8. Circuit selon la revendication précédente, dans lequel l'interrupteur commandé est un troisième transistor (T3) dont un canal est connecté entre les bornes du premier générateur stable et dont une grille de commande forme la borne de commande. 9. Circuit selon l'une des revendications 2 à 4 ou selon l'une des revendications 5 à 8 en combinaison avec l'une des revendications 2 à 4, dans lequel le circuit d'ajustement (150) de la tension d'écrêtage comprend: É un circuit (T4) pour sélectionner et programmer l'élément programmable (AF) du circuit d'écrêtage (140), et É le circuit de programmation (130) pour activer le circuit de sélection et de programmation (T4). 10. Circuit selon la revendication 9, dams lequel l'élément programmable (AF) du circuit d'écrêtage (140) est de type fusible ou anti- fusible. 11. Circuit selon la revendication 9 ou 10, dans lequel le circuit de sélection et de programmation est un quatrième transistor (T4) dont un canal est connecté entre la borne d'alimentation et une borne de l'élément programmable (AF) et dont une grille de commande forme une borne d'activation connectée au circuit de programmation. 12. Procédé de programmation d'un circuit programmable comprenant un circuit fonctionnel (110) alimenté par un potentiel d'alimentation (VDD) et par un potentiel de référence (GND), comprenant une étape, consistant à : É programmer au moins un élément programmable (120) du circuit fonctionnel (110), pour ajuster au moins un paramètre un circuit fonctionnel, caractérisé en ce qu'il comprend également l'étape suivante, consistant à É ajuster une tension d'écrêtage d'un circuit d'écrêtage (140) ayant pour fonction de limiter la tension entre le potentiel d'alimentation (VDD) et le potentiel de référence (GND) à la tension d'écrêtage. 13. Procédé selon la revendication 12, au cours duquel, 20 pour ajuster la tension d'écrêtage, on programme un élément programmable (AF) du circuit d'écrêtage (140). 14. Procédé selon la revendication 13, au cours duquel l'ajustement de la tension d'écrêtage entraîne une diminution de la tension d'écrêtage. 15. Procédé selon la revendication 14, au cours duquel la diminution de la tension d'écrêtage entraîne l'inhibition d'un circuit d'ajustement (130) précédemment utilisé pour ajuster la tension d'écrêtage.