被配置用于电流隔离式信号传送的集成电路及多模块集成电路制造技术

本实用新型专利技术涉及被配置用于电流隔离式信号传送的集成电路及多模块集成电路。要解决的技术问题为现有流电隔离技术诸如电容器、变压器、磁阻耦合器和光隔离器存在缺陷，据信这些技术中的每一种技术均存在提供不足的可靠性、过长的传播延迟、过大的体积、和/或过度的衰减等问题。这些缺陷中的至少一些缺陷通过所公开的集成电路配置得以克服，该集成电路配置用于经由连接端子的电流隔离式信号传送。根据一个方面，该集成电路包括：连接到连接端子的传输导体；调制载波信号的发射器或接收器；以及以载波信号频率谐振的集成谐振器，该集成谐振器与传输导体横向相邻并与其电磁耦接以在传输导体和发射器或接收器之间传送调制载波信号。

【技术实现步骤摘要】
被配置用于电流隔离式信号传送的集成电路及多模块集成电路
本技术整体涉及集成电路，并且具体地涉及用于集成电路的不同模块之间的电流隔离式信号传送的基于谐振耦接的设计，更具体地涉及被配置用于电流隔离式信号传送的集成电路及多模块集成电路。
技术介绍
集成电路设计人员经常将设备组件分隔成不同的模块。此类模块化设计可降低制造成本并改善系统性能。例如，电源转换器可包括被设计用于较高电压和电流负载的功率MOSFET和其他组件，以及被设计用于以最小化静态电流实现快速控制操作的小型特征尺寸CMOS逻辑门。集成电路设计人员可选择将逻辑组件与功率组件分隔开，以避免功率组件损坏或干扰逻辑组件的运行。如果将此类模块被放置在不同衬底上，则可针对每个模块中的组件的类型来定制适用于每个衬底的制造工艺，从而使与每个模块相关的面积和成本要求降至最小化，同时优化性能。在封装工艺期间，根据需要来将模块互连，以形成所需的集成电路设备。在许多情况下，希望这些模块间连接提供流电隔离。本文要解决的技术问题为现有隔离技术诸如电容器、变压器、磁阻耦接器和光隔离器存在的缺陷，据信这些技术中的每一种技术均存在提供不足的可靠性、过长的传播延迟、过大的体积、和/或过度的衰减等问题。
技术实现思路
根据本专利申请的一个方面，集成电路被配置用于经由连接端子的电流隔离式信号传送，该集成电路的特征在于包括：连接到连接端子的传输导体；调制载波信号的发射器或接收器；以及以载波信号频率谐振的集成谐振器，该集成谐振器与传输导体横向相邻且电磁耦接以在传输导体与发射器或接收器之间传送调制载波信号。在一个实施方案中，该集成电路的特征在于集成谐振器包括串联耦接电容，并且集成谐振器为电磁耦接到发射器或接收器的浮动回路。在一个实施方案中，该集成电路的特征在于所述连接端子为通过传输导体连接到第二连接端子的第一连接端子，该第一连接端子和第二连接端子被配置用于电连接到远程连接端子对，该远程连接端子对继而电连接以形成浮动传输回路。在一个实施方案中，该集成电路的特征在于所述第一连接端子和所述第二连接端子中的每一者包括位于第一衬底上的接合垫，并且该远程连接端子对包括位于第二衬底上的一对接合垫。在一个实施方案中，该集成电路的特征在于发射器或接收器包括被配置为接收数字信号并在调制载波信号中产生脉冲的发射器，其中所述脉冲针对所述数字信号中的上升沿具有第一脉冲宽度，并且针对所述数字信号中的下降沿具有不同的第二脉冲宽度。根据本专利申请的另一个方面，多模块集成电路的特征在于包括：位于第一模块中的发射器，该发射器被配置为提供调制载波信号；位于第二模块中的接收器，该接收器被配置为对所述调制载波信号进行解调；和电流隔离式信号传送路径，该电流隔离式信号传送路径包括：位于第一模块中的第一集成谐振器；以及位于第二模块中的第二集成谐振器，该第一集成谐振器和第二集成谐振器谐振耦接以将调制载波信号从发射器传送到接收器。在一个实施方案中，该多模块集成电路的特征在于电流隔离式信号传送路径还包括传输导体，该传输导体具有与第一集成谐振器和第二集成谐振器中的每一者横向相邻且电磁耦接的片段。在一个实施方案中，该多模块集成电路的特征在于传输导体形成浮动传输回路。在一个实施方案中，该多模块集成电路的特征在于第一模块和第二模块位于不同的集成电路衬底上，并且该传输导体包括将第一模块中的接合垫连接到第二模块中的接合垫的电线。在一个实施方案中，该多模块集成电路的特征在于该第一集成谐振器为电磁耦接到发射器的浮动回路，并且该第二集成谐振器为电磁耦接到接收器的浮动回路。在一个实施方案中，该多模块集成电路的特征在于还包括至少一个附加传输回路，其将来自第二集成谐振器的调制载波信号耦合到接收器。因此，本文公开了采用耦接的谐振器的各种谐振耦接配置和技术，从而在集成电路模块之间实现电流隔离式信号传送的技术效果，而没有现有隔离技术的所觉察到的缺陷。附图说明在附图中：图1A为第一示例性多模块集成电路的框图。图1B为第二示例性多模块集成电路的框图。图1C为基于变压器的流电隔离器的示意图。图1D为基于集成变压器的信号路径的示意图。图2A为采用耦接并联谐振器的示例性信号路径的示意图。图2B为采用耦接串联谐振器的示例性信号路径的示意图。图3A为具有传输回路的示例性谐振耦接信号路径的示意图。图3B为具有谐振器回路的示例性信号路径的示意图。图4为具有多个传输回路的示例性谐振耦接信号路径的示意图。图5为示例性谐振耦接信号路径的布局图。图6为用于谐振耦接信令的示例性方法的流程图。应当理解，附图和对应的详细描述并不限制本技术，而是相反，其为理解落在所附权利要求范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式提供基础。具体实施方式本专利申请涉及专利技术人为KarelPtacek和RichardBurton的于2016年10月08日提交的并且标题为“ReceiverforResonance-CoupledSignaling”(谐振耦接信令的接收器)的美国专利申请15/296,660。本文公开的电流隔离式信号传送技术和系统最好结合上下文来理解。因此，图1A示出了具有第一模块102和第二模块104的第一示例性多模块集成电路，该第一模块和第二模块利用多个电流隔离式信号传送路径互连。在要保护模块中的至少一个模块免受另一个模块中的高电压、高电流、故障和/或噪声信号的影响的情况下，可能需要此类信令路径。每个电流隔离式信号传送路径包括一个或多个流电隔离器106。该流电隔离器106通常被配置用于单向操作，其中一个端口被指定用于输入，并且另一个端口被指定用于输出，但在本文中也设想了双向配置。该流电隔离器106的每个输入端口和输出端口优选地通过一对导体而被耦接到模块以用于差分信令，但在一些设想的实施方案中，接地连接可作为输入导体或输出导体中的一者在该端口上提供单端信令。如果两个模块102,104共享公共接地连接，则输入端口和输出端口两者可具有耦接到该接地部的一个导体，以在两个端口上实现单端信令。对于本领域的技术人员来说，这些变化在随后的示例中可应用于哪些地方将为显而易见的。图1B示出了第二示例性多模块集成电路，其中第一模块102耦接到四个模块104,105,108和110中的每个模块，该四个模块串联布置在端子112和端子114之间。四个模块104-110的供电电压适当地呈阶梯分布，以符合其各自的模块额定值，以便这些模块配合控制显著大于其各自额定值的电压。尽管四个模块104-110的供电电压不同，但流电隔离器106使得第一模块102能够协调这四个模块的操作。图1C示出了流电隔离器106的基于变压器的实施方式。模块102包括将数字信号130转换为调制载波信号以用于驱动变压器的初级线圈132的发射器131。变压器的次级线圈133电磁耦接到初级线圈132，使得调制载波信号穿过线圈之间的间隙，但是同时会呈现一些衰减。在合适的载波频率下，线圈132,133可利用电磁耦接在一起的并联导体代替，从而使得调制载波信号能够以与相邻变压器线圈大致相同的方式穿过中间的间隙。模块104中的接收器134接收调制载波信号并对其进行解调，以获取数字接收信号136。尽管图1C示出了单向操作，但每个模块中的收发器的时间复用布置可用于提供双向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路，被配置用于经由连接端子的电流隔离式信号传送，其特征在于，所述集成电路包括：传输导体，所述传输导体连接到所述连接端子；调制载波信号的发射器或接收器；和以载波信号频率谐振的集成谐振器，所述集成谐振器与所述传输导体横向相邻且电磁耦接以在所述传输导体与所述发射器或接收器之间传送所述调制载波信号。

【技术特征摘要】
2016.10.18 US 15/296,6271.一种集成电路，被配置用于经由连接端子的电流隔离式信号传送，其特征在于，所述集成电路包括：传输导体，所述传输导体连接到所述连接端子；调制载波信号的发射器或接收器；和以载波信号频率谐振的集成谐振器，所述集成谐振器与所述传输导体横向相邻且电磁耦接以在所述传输导体与所述发射器或接收器之间传送所述调制载波信号。2.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，所述集成谐振器包括串联耦接电容，并且所述集成谐振器为电磁耦接到所述发射器或接收器的浮动回路。3.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，所述连接端子为通过所述传输导体连接到第二连接端子的第一连接端子，所述第一连接端子和所述第二连接端子被配置用于电连接到远程连接端子对，所述远程连接端子对继而电连接以形成浮动传输回路。4.根据权利要求3所述的集成电路，其特征在于，所述第一连接端子和所述第二连接端子中的每一者包括位于第一衬底上的接合垫，并且所述远程连接端子对包括位于第二衬底上的一对接合垫。5.根据权利要求3所述的集成电路，其特征在于，所述发射器或接收器包括被配置为接收数字信号并在所述调制载波信号中产生脉冲的发射器，其中所述脉冲针对所述数字信号中的上升沿具有第一脉冲宽度，并且针对所述数字信号中的下降沿具有不同的第二脉冲宽度。6.一种多模块集成电...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·布顿，K·塔斯克，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国,US