ITMI20101092A1 - Circuito integrato con dispositivo per la variazione del valore di un parametro operativo di un circuito elettronico e con lo stesso circuito elettronico. - Google Patents
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Description
“Circuito integrato con dispositivo per la variazione del valore di un parametro operativo di un circuito elettronico e con lo stesso circuito elettronico.â€
La presente invenzione concerne un circuito integrato con dispositivo per la variazione del valore di un parametro operativo di un circuito elettronico e con lo stesso circuito elettronico.
E’ noto nello stato della tecnica che i circuiti elettronici, in particolare i circuiti di tipo analogico, vengono alimentati da una tensione costante indipendente dalla temperatura, cioà ̈ una tensione di riferimento. Detta tensione di riferimento à ̈ un parametro che deve essere fissato in modo molto preciso, tuttavia, durante l’assemblaggio di circuiti elettronici, detta tensione di riferimento può deviare in modo significativo dal suo valore nominale. E’ pertanto necessario utilizzare dei dispositivi aggiustatori che compensano detta deviazione. Detti dispositivi aggiustatori agiscono adattando il valore delle resistenze disposte ira i terminali del circuito in funzione della tensione da variare.
Un dispositivo atto a variare la tensione di riferimento di un circuito elettronico à ̈ descritto nel brevetto US 6963239 e mostrato nella figura 1. Il dispositivo 10, che à ̈ atto a variare la tensione di riferimento di un circuito elettronico, à ̈ disposto in parallelo allo stadio 12 di un circuito atto ad emettere una tensione di riferimento Vref, normalmente di 1,2 V; detto circuito comprende uno stadio resistivo formato dalla serie delle resistenze Ra, Rb e Re e dalle resistenze RI e R2 associata ad un transistor Q. Lo stadio resistivo à ̈ connesso fra i terminali C e GND della tensione di riferimento Vref.
Il dispositivo comprende un altro gruppo di resistenze 22 associato allo stadio resistivo ed atto a variare il valore delle resistenze dello stadio resistivo ed una rete di fusibili 20, ciascuno associato ad una sola resistenza del gruppo di resistenze 22; ogni fusibile à ̈ selezionato ed attivato per configurare le resistenze del gruppo di resistenze 22. Il dispositivo comprende un circuito di controllo 14, 16, 18, attivato da un segnale esterno, che opera per selezionare ed attivare uno dei fusibili 20 in funzione del segnale applicato dall’esterno.
Quando il circuito di tensione di riferimento opera, il dispositivo 10 à ̈ inattivo; in tal caso una corrente à ̈ iniettata attraverso il terminale C che emette una tensione costante, cioà ̈ la tensione di riferimento. Quando invece il dispositivo 10 à ̈ attivo ed il circuito di tensione di riferimento à ̈ inattivo, il terminale C viene utilizzato come alimentazione per il dispositivo 10.
Con riferimento alla figura 2 à ̈ possibile vedere come opera il dispositivo 10 di figura 1 ; con una tensione di alimentazione Vk applicata al terminale C inferiore ad una prima soglia UVL02, il dispositivo à ̈ inattivo mentre se la tensione di alimentazione Vk supera la tensione di soglia UVL02 lo stadio di uscita del circuito di tensione di riferimento à ̈ disattivato ed il dispositivo 10 à ̈ attivo. Con il dispositivo 10 attivo si ha la fase di “trimming†, cioà ̈ per selezionare i fusibili della rete 20 e le corrispondenti resistenze dello stadio 22 viene generato un clock sul valore di tensione UVLOl; in particolare ad ogni transizione del segnale viene aumentato un contatore del circuito 18. Il livello del contatore à ̈ definito dal numero di periodi di clock completati. Il numero di periodi viene poi decodificato dal circuito 14, 16, 18 in modo che uno o più fusibili e le resistenze corrispondenti siano attivate. Quando il fusibile viene attivato la tensione sul terminale C viene aumentata fino alla tensione di breakdown Bvce del fusibile e il valore delle resistenze RI e R2 viene modificato per modificare il valore della tensione di riferimento.
Il dispositivo 10 comprende una circuiteria 14, visibile in figura 3, atta ad attivaie e disattivare sia il circuito di tensione di riferimento che il dispositivo 10. La circuiteria 14 inibisce il dispositivo 10 durante le normali operazioni del circuito di tensione di riferimento, imposta al valore zero il contatore e forma il segnale di clock applicato al contatore. In particolare la circuiteria 14 comprende una serie di diodi T8-T11, connessa al terminale C ed accoppiata a massa GND tramite una resistenza R4, atto a fissare la tensione di soglia UVL02; quando la tensione di alimentazione applicata sul terminale C supera la tensione di soglia UVL02, i diodi T8-T11 conducono ed accendono un transistor M2 che porta al livello basso una porta NOT 28 la cui uscita alta disattiva il circuito di tensione di riferimento ed attiva il dispositivo 10. Il terminale di uscita della pòrta NOT 28 à ̈ connesso con un transistor atto a spegnere un transistor di potenza Qp del circuito di tensione di riferimento, non visibile nelle figure 1-3.
Il dispositivo 10 richiede una minima energia nel caso in cui esso à ̈ inattivo ed una maggiore energia nel caso in cui esso à ̈ attivo dato che una corrente, anche di grossa entità , viene iniettata attraverso il terminale C. L’energia in tal caso può essere molto più alta della massima energia in condizioni operative normali.
Ciò, soprattutto nel caso in cui come fusibili si utilizzino dispositivi MOS, dato che la maggior parte della corrente deve essere concentrata sui fusibili, può determinare danneggiamenti nei fusibili stessi ed anche la rottura di essi o la rottura dell’ intero circuito in cui il dispositivo 10 à ̈ integrato.
Nella figura 4 sono mostrati i diagrammi temporali della tensione Vk sul terminale C ed il valore della corrente 1(C) sul terminale C dovuti a simulazioni sul circuito di figura 1. Nel caso in cui la tensione Vk sia compresa fra 1,3 V e 3V il valore di picco della corrente 1(C) può raggiungere i 350 mA mentre il valore della massima corrente in condizioni operative normali à ̈ di 12 mA, cioà ̈ il valore di picco della corrente 1(C) può essere anche maggiore di 70 volte la corrente in condizioni operative normali. Ciò può causare una deviazione della tensione di uscita che può arrivare, in alcuni casi, anche al 10% del suo valore nominale; ciò supera l’obiettivo di precisione previsto e può far venir meno l’affidabilità del dispositivo di figura 1.
Inoltre l’alto valore della corrente di picco provoca una più alta temperatura di esercizio del dispositivo di figura 1 ; ciò riduce il tempo di vita del chip di silicio in cui à ̈ integrato il dispositivo 10 e la sua affidabilità .
In vista dello stato della tecnica, scopo della presente invenzione à ̈ quella di fornire un circuito integrato con dispositivo per la variazione del valore di un parametro operativo di un circuito elettronico e con lo stesso circuito elettronico che superi gli inconvenienti suddetti.
In accordo alla presente invenzione detto scopo viene raggiunto mediante un circuito integrato comprendente un dispositivo per la variazione del valore di un parametro operativo di un circuito elettronico e detto circuito elettronico, detto circuito elettronico comprendendo uno stadio resistivo, detto dispositivo comprendendo primi mezzi atti a variare detto parametro operativo quando detto dispositivo à ̈ attivo e detto circuito elettronico à ̈ inattivo ed atti ad essere inattivi quando detto circuito elettronico à ̈ attivo, secondi mezzi atti a determinare lo stato attivo o disattivo di detto dispositivo in risposta al valore di un segnale di controllo esterno, detto circuito integrato comprendendo un primo terminale esterno per la connessione con la massa ed un secondo terminale esterno per l’ingresso di detto segnale di controllo, caratterizzato dal fatto di comprendere un ulteriore terminale esterno per l’ingresso di un ulteriore segnale esterno ed ulteriori mezzi pilotati da detto ulteriore segnale esterno per disattivare detto circuito elettronico quando detto dispositivo à ̈ attivo.
Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione pratica, illustrata a titolo di esempio non limitativo negli uniti disegni, nei quali:
la figura 1 à ̈ una vista schematica di un dispositivo per la variazione del valore di un parametro operativo di un circuito elettronico in accordo all’arte nota;
la figura 2 Ã ̈ un diagramma temporale che mostra la variazione del segnale di tensione applicato sul terminale C del dispositivo di figura 1 ;
la figura 3 Ã ̈ uno schema della circuiteria di disattivazione ed attivazione del dispositivo di figura 1 ;
la figura 4 mostra diagrammi temporali della tensione Vk e della corrente 1(C) derivanti da simulazioni sul dispositivo di figura 1 ;
la figura 5 Ã ̈ una vista schematica di un circuito integrato comprendente un dispositivo per la variazione del valore di un parametro operativo di un circuito elettronico ed il circuito elettronico in accordo alla presente invenzione;
la figura 6 mostra diagrammi temporali della tensione Vk e della corrente 1(C) derivanti da simulazioni sul circuito integrato di figura 4;
la figura 7 Ã ̈ una vista schematica di una parte del circuito integrato in accordo ad una variante della presente invenzione.
Nella figura 5 Ã ̈ mostrato uno schema di un circuito integrato 300 comprendente un dispositivo 100 per la variazione del valore di un parametro operativo di un circuito elettronico 200 ed il circuito elettronico in accordo alla presente invenzione. In particolare il dispositivo 100 Ã ̈ atto a variare il valore della tensione di riferimento Vref di un circuito 200 atto ad emettere detta tensione di riferimento Vref
Il dispositivo 100 à ̈ disposto in parallelo al circuito 200 atto ad emettere una tensione di riferimento Vref, normalmente di 1,2 V; detto circuito comprende uno stadio resistivo 120 formato dalla serie delle resistenze Ra, Rb e Re e dalle resistenze RI e R2 associata ad un transistor Qp. Lo stadio resistivo à ̈ connesso fra i terminali C e GND della tensione di riferimento Vref. Un amplificatore 201 ha i terminali di ingresso positivo e negativo connessi rispettivamente al terminale in comune delle resistenze Rb e Ra ed al terminale in comune delle resistenze Rb e RI; l’uscita dell’ amplificatore 201 pilota un transistor bipolare di potenza Qp.
Similmente al dispositivo 10 di figura 1 il dispositivo 100 comprende un altro gruppo di resistenze 22 associato allo stadio resistivo ed atto a variare il valore delle resistenze dello stadio resistivo ed una rete di fusibili 20, ciascuno associato ad una sola resistenza del gruppo di resistenze 22; ogni fusibile à ̈ selezionato ed attivato per configurare le resistenze del gruppo di resistenze 22. Il dispositivo comprende un circuito di controllo 140, 16, 18, attivato da un segnale esterno, che opera per selezionare ed attivare uno dei fusibili 20 in funzione del segnale applicato dall’esterno.
Quando il circuito di tensione di riferimento opera, il dispositivo 100 à ̈ inattivo; in tal caso una corrente à ̈ iniettata attraverso il terminale C che emette una tensione costante, cioà ̈ la tensione di riferimento. Quando invece il dispositivo 100 à ̈ attivo ed il circuito di tensione di riferimento à ̈ inattivo, il terminale C viene utilizzato come alimentazione per il dispositivo 100.
Il dispositivo 100 opera in modo che con una tensione di alimentazione Vk applicata al terminale C inferiore ad una prima soglia UVL02, il dispositivo 100 sia inattivo mentre se la tensione di alimentazione Vk supera la tensione di soglia UVL02 lo stadio di uscita del circuito di tensione di riferimento 200 à ̈ disattivato ed il dispositivo 100 à ̈ attivo. Con il dispositivo 100 attivo si ha la fase di “trimming†, cioà ̈ per selezionare i fusibili della rete 20 e le corrispondenti resistenze dello stadio 22 viene generato un clock sul valore di tensione UVLOl; in particolare ad ogni transizione del segnale viene aumentato un contatore del circuito 140, 16, 18. Il livello del contatore à ̈ definito dal numero di periodi di clock completati. Il numero di periodi viene poi decodificato dal circuito 140, 16, 18 in modo che uno o più fusibili e le resistenze corrispondenti siano attivate. Quando il fusibile viene attivato la tensione sul terminale C viene aumentata fino alla tensione di breakdown Bvce del fusibile e il valore delle resistenze RI e R2 viene modificato per modificare il valore della tensione di riferimento.
Il dispositivo 100 comprende una circuiteria 140, simile alla circuiteria 14 visibile in figura 3, atta ad inibire il dispositivo 100 durante le normali operazioni del circuito di tensione di riferimento, ad impostare al valore zero il contatore ed a formare il segnale di clock applicato al contatore. In particolare la circuiteria 140 comprende una serie di diodi T8-T11 connessa al terminale C ed accoppiata a massa GND tramite una resistenza R4, atta a fissare la tensione di soglia UVL02; quando la tensione di alimentazione applicata sul terminale C supera la tensione di soglia UVL02, i diodi T8-T1 1 conducono ed accendono un transistor M2 che porta al livello basso una porta NOT 28 la cui uscita alta attiva il dispositivo 100.
In modo diverso dal dispositivo 10 di figura 1, l’uscita della porta NOT 28 non agisce sul circuito di tensione di riferimento 200 per il suo spegnimento; in particolare l’uscita della porta NOT 28 non à ̈ connessa con la gate di un transistor che, una volta acceso, spegne il transistor Qp del circuito 200.
Il circuito integrato 300 comprende oltre al terminale esterno o pin C per l’ingresso della tensione Vk ed il terminale esterno per la connessione a massa GND anche un ulteriore terminale esterno 400 per l’ingresso di un segnale STB atto a spegnere il transistor Qp, cioà ̈ un segnale dedicato per lo spegnimento del transistor Qp. Il segnale STB agisce sulla gate di un transistor MOS Mp avente i terminali di drain e source connessi al terminale di base del transistor Qp ed a massa GND; il segnale STB accende il transistor Mp che porta il terminale di base del transistor Qp a massa GND.
Nella figura 6 sono mostrati i valori dei segnali STB e Vk e della corrente 1(C) per il circuito integrato di figura 5. I segnali STB e Vk sono sincronizzati in modo che quando il segnale STB à ̈ al livello alto anche il segnale Vk à ̈ maggiore della soglia UVL02 ed il dispositivo 100 à ̈ attivo. Un dispositivo esterno fornisce i segnali STB e Vk e li sincronizza; detto dispositivo esterno viene preferibilmente utilizzato durante il test finale che verifica la funzionalità del dispositivo 100 ed implementa il “trimming†per portarlo in precisione.
In accordo ad una variante del circuito integrato mostrata in figura 7, nel caso in cui il terminale 400 sia utilizzato come pad per l’ingresso e/o l’uscita della tensione di riferimento Vref o della tensione di retroazione FB, il segnale STB sarà generato mediante un blocco circuitale 500 attivato dalla tensione di riferimento Vref. Quando la tensione Vref supera una tensione di soglia UVL02 viene generato il segnale STB; la tensione di soglia UVL02 à ̈ riferita alla massima tensione Vref ma in modo indipendente dalla tensione Vk che à ̈ necessaria per far partire la fase di trimming, cioà ̈, in tal caso, il valore della tensione di soglia UVL02 à ̈ il massimo valore della tensione di riferimento Vref.
Il circuito integrato 300 può comprendere al posto del circuito elettronico 200 per la generazione di una tensione di riferimento Vref anche un qualsiasi circuito elettronico di tipo analogico in cui un parametro operativo deve essere aggiustato, in modo indipendente dalle sue condizioni operative, come un amplificatore operazionale o un comparatore per il quale la tensione di uscita deve essere definita in modo preciso, o un oscillatore per il quale deve essere definita in modo preciso la frequenza, o per la calibrazione di resistenze, di area di un transistor MOS o bipolare, di capacità , etc.
Claims (4)
- RIVENDICAZIONI 1. Circuito integrato (300) comprendente un dispositivo (100) per la variazione del valore di un parametro operativo (Vrel) di un circuito elettronico (200) e detto circuito elettronico, detto circuito elettronico comprendendo uno stadio resistivo (Ra-Rc, RI, R2), detto dispositivo comprendendo primi mezzi (18, 16, 20, 22) atti a variare detto parametro operativo quando detto dispositivo à ̈ attivo e detto circuito elettronico à ̈ inattivo ed atti ad essere inattivi quando detto circuito elettronico à ̈ attivo, secondi mezzi (140) atti a determinare lo stato attivo o disattivo di detto dispositivo in risposta al valore di un segnale di controllo esterno (Vk), detto circuito integrato comprendendo un primo terminale esterno per la connessione con la massa (GND) ed un secondo terminale esterno (C) per l’ingresso di detto segnale di controllo, caratterizzato dal fatto di comprendere un ulteriore terminale esterno (400) per l’ingresso di un ulteriore segnale esterno (STB, Vref, FB) ed ulteriori mezzi (Mp, 500) pilotati da detto ulteriore segnale esterno per disattivare detto circuito elettronico (200) quando detto dispositivo à ̈ attivo.
- 2. Circuito integrato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto ulteriore segnale esterno (STB) Ã ̈ un segnale dedicato per la disattivazione di detto circuito elettronico (200).
- 3. Circuito integrato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti ulteriori mezzi (Mp, 500) comprendono una circuiteria (500) che, quando detto ulteriore segnale esterno (Vref, FB) supera una predeterminata soglia (UVL02), Ã ̈ atta a disattivare detto circuito elettronico (200).
- 4. Circuito integrato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto parametro operativo à ̈ una tensione di riferimento (Vref), circuito elettronico (200) comprende un transistor di potenza (Qp) e detti ulteriori mezzi comprendono un transistor (Mp) pilotato da detto ulteriore segnale esterno ed atto a spegnere detto transistor di potenza (Qp).
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