Design of a High Performance Built-In Current Sensor using 0.8$\mu\textrm{m}$ CMOS Technology

0.8$\mu\textrm{m}$ CMOS 공정을 이용한 고성능 내장형 전류감지기의 구현

In this paper, we propose a high-performance BICS(built-in current sensor) which is fabricated in 0.8${\mu}{\textrm}{m}$ single-poly two-metal process for IDDQ testing of CMOS VLSI circuit. The CUT(circuit under test) is 4-bit full adder with a bridging fault. Using two nMOSs that have different size, two bridging faults that have different resistance values are injected in the CUT. And controlling a gate node, we experimented various fault effects. The proposed BICS detects the faulty current at the end of the clock period, therefore it can test a CUT that has a much longer critical propagation delay time and larger area than conventional BICSs. As expected in the HSPICE simulation, experimental results of fabricated chip demonstrated that the proposed BICS can exactly detect bridging faults in the circuit.

본 논문에서는 CMOS VLSI 회로의 IDDQ 테스팅을 위한 0.8㎛ single-poly two-metal CMOS 공정으로 제작된 고성능 내장형 전류감지기를 제안한다. 테스트 대상회로는 브리징 고장이 존재하는 4 비트 전가산기를 사용하였다. 크기가 다른 두 개의 nMOS를 사용하여 저항값이 다른 두 개의 브리징 고장을 삽입하였다. 그리고 게이트 단자를 제어하여 다양한 고장효과를 실험하였다. 제안된 내장형 전류감지기는 테스트 대상회로에 사용되는 클럭의 주기 끝에서 고장전류를 검사하여 기존에 설계된 내장형 전류감지기 보다 긴 임계전파지연 시간과 큰 면적을 가지는 테스트 대상회로를 테스트 할 수 있다. HSPICE 모의실험과 같이 제작 칩의 실험결과 제안한 내장형 전류감지기가 회로 내에 삽입된 브리징 고장을 정확하게 검출함을 확인하였다.