DE10101997A1

DE10101997A1 - Integrierte Schaltungsanordnung mit Trimmeinrichtung für die interne Spannungsversorgung

Info

Publication number: DE10101997A1
Application number: DE2001101997
Authority: DE
Inventors: Thilo Schaffroth; Joachim Schnabel
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2003-02-06
Anticipated expiration: 2021-01-19
Also published as: DE10101997C2

Abstract

In einer integrierten Schaltungsanordnung ist ein Referenzspannungsregler (30) enthalten, der aus einer externen Spannung (V¶e¶) eine geregelte Teilspannung als interne Referenzspannung (V¶r¶) für die Stabilisierung der internen Versorgungsspannung ableitet und auf verschiedene Werte der Referenzspannung innerhalb eines vorgewählten Trimmbereichs einstellbar ist. Zur Erzeugung der diesbezüglichen Stellgröße (TSW) ist ein wahlweise aktivierbarer Stellgrößengeber (50) vorgesehen, enthaltend einen die externe Spannung (V¶e¶) fühlenden Messwandler (51, 52, 53) zur Erzeugung eines Messwertes, der innerhalb eines vorgewählten Bereichs der externen Spannung eine monotone Funktion dieser Spannung ist. Der Stellgrößengeber (50) enthält ferner eine Verarbeitungseinrichtung (54), die jeden Messwert, der vom Messwandler (51, 52, 53) innerhalb des vorgewählten Bereichs der externen Spannung (V¶e¶) erzeugt wird, in einen Trimmstellwert (TSW) für die Einstellung der internen Referenzspannung (V¶r¶) auf einen dem betreffenden Messwert zugeordneten Wert innerhalb des Trimmbereichs umsetzt, wobei diese Zuordnung einer direkten monotonen Funktion folgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltungsanordnung, die neben einer Nutzschaltung eine trimmbare, durch eine externe Spannung gespeiste Versorgungsschaltung zur Erzeugung der internen Versorgungsspannungen enthält, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bevorzugtes, jedoch nicht ausschließliches Anwendungsgebiet der Erfindung sind integrierte Schaltungsanordnungen (Chips), die als Nutzschaltungen Einrichtungen zur Verarbeitung und/oder Speicherung digitaler Daten enthalten, z. B. dynamische RAM-Speicher (DRAM-Chips).
Chips müssen häufig mit stabilisierten (d. h. konstantgeregelten) internen Versorgungsspannungen betrieben werden, die unabhängig von der extern angelegten Spannung sind. Auf diese Weise erzielt man intern gleichbleibende Spannungsverhältnisse, die für eine gleichbleibend gute Leistungsfähigkeit des Chips von Bedeutung sind. Zur Stabilisierung der Versorgungsspannungen wird aus der ungeregelten externen Spannung zweckmäßigerweise ein auf einen festen Wert stabilisierter Teilbetrag abgeleitet, der als gemeinsame Referenzspannung für einzelne Versorgungsspannungs-Generatoren dient. Als Basis für die interne Referenzspannung kann z. B. eine naturgesetzlich festliegende Bandlückenspannung ("Bandgap") dienen. Die besagten Versorgungsspannungs-Generatoren, üblicherweise als Konstantregelkreise ausgebildet, erzeugen aus der externen Spannung die benötigten internen Versorgungsspannungen in jeweils festem Verhältnis zur internen Referenzspannung.
Üblicherweise werden die Bauelemente und das Layout eines Chips für eine bestimmte Standardbemessung der Versorgungsspannungen entworfen, von der man annehmen darf, dass sie für einen zuverlässigen Betrieb geeignet ist. Entsprechend diesem Entwurf werden dann die Verfahrensschritte und Werkzeuge wie etwa die Maskenvorlagen für die Fertigung konzipiert. Die endgültige Charakterisierung des Chips kann aber erst durch Tests an einem tatsächlich hergestellten Exemplar erhalten werden. Um verschiedene Tests durchführen zu können, integriert man auf dem Chip, vorzugsweise in einem Block möglichst nahe an der Nutzschaltung, eine geeignete Teststeuerschaltung ("Testmodeblock"), welche die Nutzschaltung auf Befehl in verschiedene Test-Betriebszustände versetzen kann.
Bei gleichbleibenden Verhältnissen der internen Versorgungsspannungen zueinander hat die absolute Höhe dieser Spannungen (z. B. der Peripheriespannung) großen Einfluss auf verschiedene Faktoren wie Stromverbrauch, maximal zulässige Arbeitsgeschwindigkeit etc. Zur vollständigen Charakterisierung eines Chips ist es daher vorteilhaft, wenn man den Betrieb des Chips mit verschiedener Bemessung der internen Versorgungsspannungen testen kann, also auch mit Versorgungsspannungen, die nicht der Standardeinstellung entsprechen. Es ist daher wünschenswert, die internen Versorgungsspannungen entsprechend den Bedürfnissen verändern zu können.
Eine Änderung der internen Versorgungsspannungen (bei Gleichhaltung ihrer Verhältniswerte) erreicht man vorteilhafterweise durch Änderung der internen gemeinsamen Referenzspannung. Dies wiederum wird möglich, wenn man zur Erzeugung der internen Referenzspannung einen Regelkreis vorsieht, der auf unterschiedliche Werte der Regelgröße trimmbar ist, z. B. durch einen variablen, vorzugsweise digital verstellbaren Spannungsteiler in der Rückkopplung des Regelkreises. Hierzu sind Widerstandsketten geeignet, deren Elemente durch Bits von Digitalwörtern im Parallelformat wahlweise in den oder aus dem Stromkreis geschaltet werden können oder wahlweise kurzgeschlossen werden können, unter Verwendung geeignet platzierter Halbleiterschalter.
Bisher wurde vorgeschlagen, solche digitalen Stellsignale für die Trimmung des Referenzspannungsreglers im Testmodeblock zu generieren oder über diesen Block einzugeben. Da sich der Referenzspannungsregler aus schaltungstechnischen Gründen nicht in unmittelbarer Nähe des Testmodeblocks befindet, müssen die parallelen Bits der Trimmstellsignale über eine größere Entfernung geführt werden, so dass sie relativ große Flächenbereiche auf dem Chip belegen. Je mehr diskret einstellbare Schritte der Trimmbereich für die Referenzspannung umfasst, desto mehr Bits sind für das Trimmstellsignal nötig und desto breiter muss das Leitungsbündel für die Übertragung dieses Signals sein. Hinzu kommt, dass am Testmodeblock eine Eingabemöglichkeit geschaffen werden muss für die Stellinformation, welche den durch die Trimmung einzustellenden Wert der internen Referenzspannung vorgibt. Hierzu bedarf es eines zusätzlichen Eingangs am Chip, oder es müssen vorhandene Pins eigens für diesen Zweck reserviert werden.
Angesichts dieser Probleme besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine integrierte Schaltungsanordnung so auszustatten, dass die Stellinformation zur Trimmung der internen Referenzspannung auf anderem Wege als über den Testmodeblock zugeführt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 beschriebenen Merkmale gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist demnach eine integrierte Schaltungsanordnung mit einer Nutzschaltung und einer durch eine externe Spannung gespeisten Versorgungsschaltung, welche die internen Versorgungsspannungen für die Elemente der Schaltungsanordnung liefert und einen Referenzspannungsregler enthält, der aus der externen Spannung eine stabilisierte Teilspannung als interne Referenzspannung ableitet, die durch Anlegen einer Trimmstellgröße auf verschiedene gewünschte Werte innerhalb eines vorgewählten Trimmbereichs einstellbar ist. Die Versorgungsschaltung enthält ferner für jede der internen Versorgungsspannungen einen Versorgungsspannungsgenerator, der aus der externen Spannung eine Teilspannung ableitet, deren Wert in einem festen Verhältnis zur internen Referenzspannung steht. Erfindungsgemäß ist zum Trimmen des Referenzspannungsreglers ein wahlweise aktivierbarer Stellgrößengeber vorgesehen, enthaltend einen die externe Spannung fühlenden Messwandler zur Erzeugung eines Messwertes, der innerhalb eines vorgewählten Bereichs der externen Spannung eine monotone Funktion dieser Spannung ist, sowie eine Verarbeitungseinrichtung, die jeden Messwert, der vom Messwandler innerhalb des vorgewählten Bereichs der externen Spannung erzeugt wird, in einen Trimmstellwert für die Einstellung der internen Referenzspannung auf einen dem betreffenden Messwert zugeordneten Wert innerhalb des Trimmbereichs umsetzt, wobei diese Zuordnung einer direkten monotonen Funktion folgt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Dank der erfindungsgemäßen Ausbildung des Stellgrößengebers kann die Stellinformation, die für das Trimmen der internen Referenzspannung gebraucht wird, einfach dadurch eingegeben werden, dass man unter Aktivierung dieses Gebers zu Beginn eines Testmodus die externe Spannung von dem bis dahin eingestellten Standardwert willkürlich auf einen ausgesuchten anderen Wert innerhalb des vorgewählten Bereichs einstellt. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit, am Chip gesonderte Pins für die Eingabe der Stellinformation vorzusehen. Die nun als Stellinformation angelegte externe Spannung wird vom Messwandler intern gemessen, und die Verarbeitungseinrichtung liefert daraufhin einen dem jeweiligen Messwert eindeutig zugeordneten Trimmstellwert für die Einstellung des Referenzspannungsreglers. Unter Bewahrung der so vorgenommenen Einstellung des Referenzspannungsreglers kann die externe Spannung wieder auf ihren Standardwert gebracht werden, ohne dass sie einen weiteren Einfluss auf die nunmehr geänderte interne Referenzspannung hat. In diesem Zustand kann dann der eigentliche Test der Nutzschaltung mit den entsprechend geänderten internen Versorgungsspannungen durchgeführt werden.
Die Teile des erfindungsgemäßen Stellgrößengebers können auf dem Chip in unmittelbarer räumlicher Nähe des Referenzspannungsreglers angeordnet werden. So braucht man den Trimmstellwert, dessen Übertragung mehrere parallele Leitungen erfordert, nicht von der zwangsläufig entfernter liegenden Teststeuerschaltung über den Chip zu führen. Wenn das Signal zum vorübergehenden Aktivieren des Stellgrößengebers für den Trimmvorgang von der Teststeuerschaltung kommen soll, kann man sich auf die hierzu erforderliche einfache Signalverbindung beschränken. So kann Fläche in kritischen Bereichen des Chips eingespart werden, denn die für den erfindungsgemäßen Stellgrößengeber benötigten zusätzlichen Schaltungskomponenten und lassen sich auf bisher wenig genutzten Layoutflächen bzw. in unkritischen Bereichen des Chips realisieren.
Insgesamt erlaubt die Erfindung eine größere Flexibilität beim Entwurf des Layouts der integrierten Schaltungsanordnung hinsichtlich des Ortes der Schaltungskomponenten und Verbindungsleitungen, die für die Erzeugung der Stellgröße zum Trimmen der internen Referenzspannung notwendig sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestatteten Teils einer integrierten Schaltungsanordnung zeigt.
In der Zeichnung sind jeweils durch gestrichelte Umrahmung verschiedene Blöcke der integrierten Schaltung (im folgenden kurz als "Chip" bezeichnet) rein schematisch angedeutet, wobei die Größe und Einteilung der Blöcke nicht maßstäblich gezeichnet ist. Der Block 1 beinhaltet die eigentliche Nutzschaltung, die beliebiger Art sein kann, z. B. ein DRAM mit Speichermatrix, Zeilen- und Spaltendecodern und Controller und gegebenenfalls weiteren Peripherieschaltungen. Der innere Aufbau und die Einzelteile der Nutzschaltung sind nicht dargestellt, ebensowenig ihre diversen Anschlüsse für Daten- und Steuersignale, da dies für die Beschreibung der Erfindung nicht notwendig ist.
Die Nutzschaltung 1 enthält verschiedene Metallisierungsnetze für die Verteilung der verschiedenen Versorgungsspannungen, die für den Betrieb der Elemente der Nutzschaltung erforderlich sind. Hierzu gehören z. B. die Peripheriespannung, die Potentiale für die verwendete Logik, besondere Deaktivierungspotentiale u. dergl. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in der Zeichnung nur die Zuleitungen 11 und 12 für zwei dieser Versorgungsnetze dargestellt, für zwei verschiedene Versorgungsspannungen V₁ und V₂. Diese und weitere nachfolgend benannten Spannungen sind beim hier beschriebenen Beispiel, sofern nichts anderes angegeben, auf ein gemeinsames Null- oder Massepotential (V₀) bezogen, für welches eine entsprechendes (nicht dargestelltes) Metallisierungsnetz auf dem Chip existiert.
Zur Erzeugung der Versorgungsspannungen V₁ und V₂ ist auf dem Chip eine Versorgungsschaltung 2 integriert, die durch eine extern angelegte Spannung V_e gespeist wird. Um die Versorgungsspannungen zu bemessen und gegenüber Schwankungen der externen Spannung V_e zu stabilisieren, ist für jede der Versorgungsspannungen ein gesonderter Regelkreis vorgesehen. Gezeigt sind nur die Regelkreise 10 und 20 für die Versorgungsspannungen V₁ und V₂; für jede weitere Versorgungsspannung ist vorzugsweise ein ähnlicher Regelkreis vorhanden (nicht dargestellt). Die externe Spannung V_e hat im dargestellten Fall positive Polarität und wird dem Chip an einem äußeren Anschluss (Pin) 90 angelegt.
Der Regelkreis 10 enthält einen P-Kanal-Feldeffekttransistor (P-FET) 13, dessen Kanal zwischen einer die Spannung V_e führenden Leitung 91 und der die Versorgungsspannung V₁ liefernden Ausgangsleitung 11 geschaltet ist und dessen Gateelektrode mit dem Ausgang eines Differenzverstärkers 14 verbunden ist. Zwischen der Ausgangsleitung 11 und dem Nullpotential liegen zwei hintereinander geschaltete Widerstände 15 und 16 mit festen Widerstandswerten R15 bzw. R16, die einen Spannungsteiler bilden, dessen Abgriff (Verbindungspunkt der Widerstände 15 und 16) mit einem ersten Eingang des Differenzverstärkers 14 verbunden ist. Der zweite Eingang des Differenzverstärkers 14 ist zum Empfang einer internen Referenzspannung V_r angeschlossen. Wie leicht einzusehen ist, liefert der so gebildete Regelkreis 10 auf der Leitung 11 die Versorgungsspannung V₁ mit einem Wert, der auf V_r(R15 + R16)/R16 stabilisiert ist, unabhängig von Schwankungen der externen Spannung V_e. Voraussetzung ist natürlich, dass V_r niedriger ist, als der zu erwartende niedrigste Wert von V_e.
Der Regelkreis 20 für die Versorgungsspannung V₂ und gegebenenfalls alle weiteren Regelkreise für weitere Versorgungsspannungen empfangen als Referenzgröße ebenfalls die interne Referenzspannung V_r und können genau so aufgebaut sein wie der Regelkreis 10, nur dass das Verhältnis der Widerstände des Spannungsteilers dort anders gewählt ist, um der betreffenden Versorgungsspannung jeweils den gewünschten Wert zu geben. Generell wird also für jede Versorgungsspannung ein eigener Spannungsgenerator gebildet, der die betreffende Versorgungsspannung aus der externen Spannung V_e als eine Teilspannung V < V_e ableitet, deren Wert jeweils auf ein festes Verhältnis V/V_r zur gemeinsamen internen Referenzspannung V_r < V_e stabilisiert ist.
Um die internen Versorgungsspannungen V₁, V₂, usw. gleichsinnig zu verstellen, etwa zum Testen der Nutzschaltung 1 mit verschiedenen Versorgungsspannungswerten, braucht nur die interne Referenzspannung V_r in entsprechendem Sinn verstellt zu werden. Um dies zu ermöglichen, ist ein die Referenzspannung V_r stabilisierender Regler 30 so ausgelegt, dass er auf verschiedene V_r-Werte getrimmt werden kann. Dieser Referenzspannungsregler 30 ist im dargestellten Fall ähnlich aufgebaut wie jeder der Versorgungsspannungs-Regelkreise 10, 20.
D. h. der Regler 30 enthält einen P-FET 33, einen Differenzverstärker 34 und einen Spannungsteiler 35, 36, wobei diese Teile in gleicher Weise verschaltet sind und wirken, wie es anhand des Regelkreises 10 beschrieben wurde. Um den Referenzspannungsregler 30 auf verschiedene Regelgrößen V_r trimmen zu können, ist der Spannungsteiler 35, 36 verstellbar ausgebildet.
Der Referenzeingang des Differenzverstärkers 34 empfängt von einer Festspannungsquelle 40 eine unveränderliche Festspannung V_f, die niedriger ist als der zu erwartende niedrigste Wert von V_e. Die Festspannungsquelle 40 kann z. B. ein von der externen Spannung V_e erregtes Element enthalten, an welchem die Spannung V_f als eine naturgesetzlich unveränderliche Bandlückenspannung abfällt.
Auf der zwischen dem P-FET 33 und dem verstellbaren Spannungsteiler 35, 36 abzweigenden Ausgangsleitung 31 des Referenzspannungsreglers 30 wird die Referenzspannung V_r mit einem stabilisierten Wert gleich V_f(R35 + R36)/R36 gegenüber dem Nullpotential erzeugt, wobei R35 und R36 die Werte der Teilwiderstände 35 und 36 des Spannungsteilers sind. Der Verhältniswert (R35 + R36)/R36 ist durch ein digitales Mehrbit- Stellsignal TSW veränderbar, dessen Bits parallel über ein Leitungsbündel 37 angelegt werden. Hierzu kann der Spannungsteiler 35, 36 durch eine Kette aus vielen Einzelwiderständen gebildet sein, die abhängig vom Bitmuster des digitalen Stellsignals TSW selektiv in den Stromkreis geschaltet werden können. Im Normalzustand, bei unwirksamem Stellsignal, ist befindet sich der Spannungsteiler 35, 36 in einer Standardeinstellung, bei welcher der Referenzspannungsregler 30 die interne Referenzspannung V_r mit einem vorgegebenen Standardwert liefert.
Zur Erzeugung des besagten Stellsignals TSW für die Trimmung des Referenzspannungsreglers 30 ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein besonderer Stellgrößengeber 50 vorgesehen, der auf dem Chip möglichst nahe am Referenzspannungsregler 30 integriert ist. Der Stellgrößengeber 50 enthält einen ohmschen Spannungsteiler aus zwei Widerständen 51, 52, die in Serie zwischen den V_e-Anschluss 90 und das Nullpotential geschaltet sind, einen Analog/Digitalwandler (A/D-Wandler) 53, eine digitale Verarbeitungsschaltung 54, einen Zwischenspeicher 55 und eine Transferschaltung 56, deren Ausgang über das Leitungsbündel 37 mit den Stelleingängen des verstellbaren Spannungsteilers 35, 36 des Referenzspannungsreglers 30 verbunden ist. Zur näheren Erläuterung des Stellgrößengebers 50 wird nachstehend sein Betrieb bei der Durchführung eines Trimmvorgangs beschrieben.
Es sei vorausgeschickt, dass für die Spannungsversorgung der Bausteine 53-56 des Stellgrößengebers 50, ebenso wie für die Spannungsversorgung des Schaltmechanismus am Spannungsteiler 35, 36 des Referenzspannungsreglers vorzugsweise die stabilisierten Spannungen verwendet werden, wie sie von den Regelkreisen 10, 20, usw. geliefert werden. Die betreffenden Anschlüsse und Verbindungen sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Spannungsversorgung für die Differenzverstärker der Regelkreise 10, 20, 30 erfolgt beim dargestellten Beispiel aus der externen Spannung V_e.
Im Normalbetrieb ist die Transferschaltung 56 gesperrt, so dass der Spannungsteiler 35, 36 des Referenzspannungsreglers 30 kein wirksames Stellsignal TSW empfängt und die interne Referenzspannung V_r ihren Standardwert hat. Wenn ein Test mit veränderter Referenzspannung V_r durchgeführt werden soll, startet eine Teststeuerschaltung 3 zunächst den Trimm-Modus, indem sie den A/D-Wandler 53 mit einem Signal TRMD aktiviert und gleichzeitig die Nutzschaltung 1 in eine Art Ruhezustand versetzt, in welchem der Chip kaum Strom benötigt. So wird die Quelle 92 der externen Spannung V_e nur gering belastet, wodurch sich diese Spannung auf einen beliebigen Wert einstellen lässt, der nicht schwankt.
Aus der am Spannungsteiler 51, 52 abgegriffenen Spannung wird im A/D-Wandler 53 ein digitaler Messwert erzeugt, der proportional zu V_e ist. Durch willkürliche Verstellung der externen Spannung V_e lässt sich dieser Messwert verändern. Diese Änderung wird zum Trimmen des Referenzspannungsreglers 30 benutzt, indem verschiedene digitale Messwerte innerhalb eines vorgewählten Bereichs in verschiedene, eindeutig zugeordnete digitale Stellwerte für die Trimmung des veränderbaren Spannungsteilers 35, 36 umgesetzt werden. Diese Umsetzung erfolgt nach einer programmierten Zuordnungsvorschrift in der Verarbeitungsschaltung 54.
Die besagte Zuordnungsvorschrift ist so, dass der Messwert, der sich beim Standardwert der externen Spannung V_e ergibt, in einen Trimmstellwert umgesetzt wird, welcher den Referenzspannungsregler 30 auf den Standardwert der Referenzspannung V_r einstellt. Messwerte, die sich bei zunehmend niedrigeren oder höheren V_e-Werten ergeben, werden in Trimmstellwerte umgesetzt, die den Referenzspannungsregler 30 auf zunehmend höhere bzw. niedrigere V_r-Werte einstellen. Das heißt, die Beziehung zwischen der externen Spannung V_e und der internen Referenzspannung V_r im Trimm-Modus ist eine monotone Funktion, vorzugsweise eine direkte lineare Funktion. Die gewünschte Zuordnung der digitalen Messwerte zu den Trimmstellwerten kann in der Verarbeitungsschaltung 54 z. B. über eine Nachschlagetabelle oder eine Logikschaltung erfolgen.
Nach gewählter Einstellung der externen Spannung V_e abweichend vom Standardwert wird der daraufhin von der Verarbeitungsschaltung 54 gelieferte digitale Trimmstellwert in einen Zwischenspeicher 55 gegeben. Nach Beendigung der Messung erfolgt die Bildung des Endsignals ADWE im A/D-Wandler 53, welches diesen Wandler abschaltet und die Transferschaltung 56 durchschaltet, so dass der zwischengespeicherte Trimmstellwert TSW an den Stelleingang des Spannungsteilers 35, 36 des Referenzspannungsreglers 30 gelangt. Hierdurch wird die Referenzspannung V_r auf einen vom Standard abweichenden Wert getrimmt, proportional zur zuvor vorgenommenen Änderung der externen Spannung V_e gegenüber ihrem Standardwert. Da der Trimmstellwert im Zwischenspeicher 55 gehalten wird, bleibt der neue Wert der internen Referenzspannung V_r für die Folgezeit konstant, nunmehr unabhängig von der externen Spannung V_e, so dass letztere wieder auf ihren Standardwert gestellt werden kann.
Der Chip lässt sich nun mit dem neuen Wert der internen Referenzspannung V_r testen. Nach Ablauf des Testprogramms kann der Trimm-Modus erneut durch Lieferung des Signals TRMD gestartet werden, um durch andere Einstellung der externen Spannung V_e einen wiederum anderen Wert der internen Referenzspannung V_r einzustellen, mit welchem der Chip erneut getestet wird. Dieses Spiel kann mit weiteren verschiedenen Einstellungen innerhalb des Trimmbereichs wiederholt werden. Die jeweiligen Testergebnisse können protokolliert werden, um das Verhalten des Chip bei den verschiedenen internen Referenzspannungen aufzuzeigen.
Die vorstehend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsformen der Elemente in der Versorgungsschaltung 2 und im Stellgrößengeber 50 für die Trimmung der internen Referenzspannung sind nur Beispiele, auf welche die Erfindung nicht beschränkt ist. Natürlich können für die Versorgungsspannungs-Regelkreise und den verstellbaren Referenzspannungsregler auch andere geeignete Bauformen verwendet werden. Bezugszeichenliste 1 Nutzschaltung
2 Versorgungsschaltung
3 Teststeuerschaltung
10 erster interner Versorgungsspannungs-Regelkreis
11 erste interne Versorgungsspannungs-Leitung
12 zweite interne Versorgungsspannungs-Leitung
13 P-FET
14 Differenzverstärker
15, 16 Spannungsteiler-Widerstände
30 Referenzspannungsregler
33 P-FET
34 Differenzverstärker
35, 36 Spannungsteiler-Widerstände
37 Leitungsbündel
40 Festspannungsquelle
50 Stellgrößengeber
51, 52 Spannungsteiler-Widerstände
53 A/D-Wandler
54 Verarbeitungsschaltung
55 Zwischenspeicher
56 Transferschaltung
90 Anschluss für externe Spannung
91 Leitung für externe Spannung
92 externe Spannungsquelle
V₀ Nullpotential
V₁ erste interne Versorgungsspannung
V₂ zweite interne Versorgungsspannung
V_e externe Spannung
V_f Festspannung
V_r interne Referenzspannung
ADWE A/D-Endsignal
TRMD Signal für Trimm-Modus
TSW Trimmstellwert

Claims

1. Integrierte Schaltungsanordnung mit einer Nutzschaltung (1) und einer durch eine externe Spannung (V_e) gespeisten Versorgungsschaltung (2), welche die internen Versorgungsspannungen (V₁, V₂) für die Elemente der Schaltungsanordnung liefert und folgendes enthält:
einen Referenzspannungsregler (30), der aus der externen Spannung (V_e) eine stabilisierte Teilspannung als interne Referenzspannung (V_r) ableitet, die durch Anlegen einer Trimmstellgröße (TSW) auf verschiedene gewünschte Werte innerhalb eines vorgewählten Trimmbereichs einstellbar ist;
für jede der internen Versorgungsspannungen (V₁, V₂) einen Versorgungsspannungsgenerator (10, 20), der aus der externen Spannung (V_e) eine Teilspannung (V₁, V₂) ableitet, deren Wert in einem festen Verhältnis zur internen Referenzspannung (V_r) steht,
dadurch gekennzeichnet,
dass zum Trimmen des Referenzspannungsreglers (30) ein wahlweise aktivierbarer Stellgrößengeber (50) vorgesehen ist, enthaltend:
ein die externe Spannung (V_e) fühlender Messwandler (51, 52, 53) zur Erzeugung eines Messwertes, der innerhalb eines vorgewählten Bereichs der externen Spannung eine monotone Funktion dieser Spannung ist;
eine Verarbeitungseinrichtung (54), die jeden Messwert, der vom Messwandler (51, 52, 53) innerhalb des vorgewählten Bereichs der externen Spannung (V_e) erzeugt wird, in einen Trimmstellwert (TSW) für die Einstellung der internen Referenzspannung (V_r) auf einen dem betreffenden Messwert zugeordneten Wert innerhalb des Trimmbereichs umsetzt, wobei diese Zuordnung einer direkten monotonen Funktion folgt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch derartige Dimensionierung der Gesamt-Übertragungsfunktion des Stellgrößengebers (50), dass die Relation zwischen den vom Messwandler (51, 52, 53) gefühlten Werten der externen Spannung (V_e) und den durch die zugeordneten Trimmstellwerte (TSW) eingestellten Werten der internen Referenzspannung (V_r) eine lineare Funktion ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Transferschaltung (56) zum Anlegen des von der Verarbeitungseinrichtung (54) bereitgestellten Trimmstellwertes (TSW) an den Referenzspannungsregler (30).

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellgrößengeber (50) einen zwischen die Verarbeitungseinrichtung (54) und die Transferschaltung (56) eingefügten Zwischenspeicher (55) zur Speicherung des von der Verarbeitungseinrichtung bereitgestellten Trimmstellwertes (TSW) enthält.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Referenzspannungsregler (30) ein durch einen digitalen Trimmstellwert steuerbares Stellglied (35, 36) zur Einstellung des Wertes der von diesem Regler stabilisierten internen Referenzspannung (V_r) enthält
und dass der Messwandler (51, 52, 53) des Stellgrößengebers (50) einen die externe Spannung (V_e) herunterteilenden Spannungsteiler (51, 52) und einen nachgeschalteten Analog/Digital-Wandler (53) enthält
und dass die Verarbeitungseinrichtung (54) des Stellgrößengebers (50) das digitale Ausgangssignal dieses Wandlers (53) in einen zugeordneten digitalen Trimmstellwert (TSW) umsetzt.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellgrößengeber (50) in dichter Nachbarschaft zum Referenzspannungsregler (30) integriert ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Teststeuerschaltung (3) enthält, die Mittel zum Einstellen von Testbetriebsarten der Nutzschaltung (1) aufweist und auf ein Trimmbefehlssignal anspricht, um die Nutzschaltung (1) in einen Ruhezustand minimalen Stromverbrauchs zu versetzen und den Stellgrößengeber (50) für die Bereitstellung des Trimmstellwertes (TSW) und zum Anlegen des bereitgestellten Trimmstellwertes an den Referenzspannungsregler (30) zu aktivieren.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellgrößengeber (50) räumlich näher am Referenzspannungsregler (30) integriert ist als die Teststeuerschaltung (3).

9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Einrichtung (92) verbunden ist zur willkürlichen Änderung der externen Spannung (V_e) innerhalb des vorgewählten Bereichs.