
芯片中一个小小的、看似简单的元件,却承担着一些关键保护或修调的作用,它就是熔丝。今天平台君就跟大家聊聊熔丝。
什么是熔丝?
芯片中的熔丝(Fuse)是一种用于保护、修调电路的半导体器件,其本质是一个物理上的连接导线,通常由多晶或金属制成。
下图展示了两种常见的熔丝符号示意图。
熔丝符号示意图
(图源:IPBrain平台)
芯片内的熔丝可以看做是电阻,熔断前其阻值为 0,熔断后阻值无限大。熔丝熔断的方式有两种,一种是通过大电流,另一种是使用激光将其切断。
当熔丝熔断时,金属或多晶会气化,产生大量的气体,因此熔丝的正上方是开有窗口的,用于气体逸出。
但是这种熔丝也存在一定的局限性,一旦熔断后无法恢复原始连接,就需要更换新的元件。
芯片中的多晶熔丝
这是芯源的一款全集成、高频、同步、整流、降压、开关模式转换器芯片—NB681。
芯片简介
(图源:芯片规格书)
下图是FUSE模块中一个熔丝单元(FUSE_CELL)的电路图。
FUSE_CELL电路图
(图源:IPBrain平台)
平台君在下面放置该模块的Poly层图像,小伙伴们可以看看,红框位置为熔断后的多晶熔丝。
FUSE_CELL Poly层图像
(图源:IPBrain平台)
在熔丝的正上方可以看见熔丝窗口,如下图箭头位置。
Poly层可见光图像
(图源:IPBrain平台)
平台君在往期文章中曾介绍过E-Trim技术,它也是通过将多晶熔丝熔断来微调内部电源,下图为E-Trim模块中多晶熔丝的图像。
平台君将链接放在下面,小伙伴们可以跳转查看。
《德州仪器(TI)运算放大器OPA2192的E-Trim修调设计》
芯片中的金属熔丝
TD1464是泰德旗下的单片异步降压稳压器芯片,使用电流模式控制来调节输出电压并提供快速瞬态响应。
芯片简介
(图源:芯片规格书)
下图是该芯片中FUSE_PRO模块的M2层的金属熔丝。
金属熔丝M2层图像
(图源:IPBrain平台)
在熔丝的正上方也可以看到熔丝窗口,且该金属熔丝是直接连接了PAD,可以通过PAD进行熔断。
M3层图像
(图源:IPBrain平台)
平台君在下面放置该模块的电路图,小伙伴们可以看看,红框位置为金属熔丝。
FUSE_PRO模块电路图
(图源:IPBrain平台)
TLE9263BQX是英飞凌的一款车身系统集成电路芯片,该芯片具有集成稳压器、电源管理功能、支持CAN FD的高速CAN收发器,具备多个高边开关和高压唤醒输入。
芯片简介
(图源:芯片规格书)
这是该芯片中的金属熔丝,与TD1464芯片中的金属熔丝形态有所区别。红框标记的是熔断后的熔丝,绿框标记的则是未熔断的熔丝。
金属熔丝M4层图像
(图源:IPBrain平台)
平台君将两种状态的熔丝所属模块的电路图放在下面,小伙伴们可以看看。
OTP_CELL_1S1模块电路图
(图源:IPBrain平台)
OTP_CELL_1模块电路图
(图源:IPBrain平台)
结语
在芯片设计中,熔丝可以提升生产良率,也可以阻断异常电流,防止损坏敏感模块。未来,熔丝将在参数修正与安全防护中持续发挥关键作用。

