JP2007116176A - 回路素子の工程ばらつきおよび温度ばらつきを自動に補正できる集積回路およびその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の回路素子から構成された集積回路は、複数の回路素子のうちばらつき補正対象回路素子と同一の素子値およびばらつきを有する複数のテスト回路素子と、補正対象回路素子よりばらつきの小さい、少なくとも1つの基準回路素子からなるテスト回路部と、テスト回路部から検出される所定の第1信号および第2信号の大きさの差を求める比較部と、比較部で求められた第1信号および第2信号の大きさの差に応じて検出対象回路素子のばらつきを補正する補償部とを含み、回路素子の工程ばらつきおよび温度ばらつきを素子そのものに対して検出し、より正確なばらつき補正が可能であると同時に、ばらつき補正が集積回路内で行われるのでばらつき補正に要する時間を短縮できる。
【選択図】図2
Description
図1は従来の工程ばらつき補正方法を説明するために提供される図面である。同図において、工程ばらつき補正対象回路素子がローパスフィルタ12である場合に対して説明する。従来の集積回路10にてローパスフィルタ12の工程ばらつきを補正するためには、集積回路10に電源が印加され初期化が行なわれるステップにおいて、入力テスト信号を入力端11に入力し、ローパスフィルタ12を通過して最終端13に出力される出力テスト信号をモデム(図示せず)を介して外部に設けられた工程ばらつき補正回路(図示せず)に伝達する。その後、外部に設けられた補正回路から伝達される補正用制御信号を制御信号入力端14に入力し、ローパスフィルタ12の工程ばらつきを補正する。
さらに、従来では最終端13から出力される信号を外部の補正回路に伝達し、外部から伝達される制御信号が入力されてから工程ばらつきに対する補正が行われる。従って、従来では工程ばらつきを補正するためには比較的長い時間を要するという問題があった。それと共に、従来では外部の補正回路と通信を行うためのモデムなどを設置する必要があることから、集積回路の複雑度が増加してしまうという問題があった。
さらに、前記比較部が、前記検出された第1信号と第2信号の大きさの差に対応するデジタル制御信号を出力することが好ましい。
さらに、前記(c)補正対象回路素子のばらつきを補正するステップが、(c1)前記出力されたデジタル制御信号に応じて複数のスイッチを選択的にオンオフするステップと、(c2)前記複数のスイッチのオンオフに応じて複数の補償回路素子を前記補正対象回路素子と直列接続あるいは並列接続して前記補正対象回路素子のばらつきを補正するステップとを含むように構成できる。
さらに、ばらつき補正が集積回路内で行なわれるので、従来に比べてばらつき補正に要する時間が短縮でき、外部の補正回路と通信を行なうために用いられるモデムが不要になり集積回路を簡単に具現できる。
図2に示すように、本発明の実施形態に係る補正回路部100はテスト回路部110、比較部120および補償部130を含む。
一方、基準抵抗素子(Rb)は補正対象抵抗素子(Ra)より工程ばらつきおよび温度ばらつきによる影響が小さいMOSターンオン抵抗やチップ抵抗などを用いることができる。また、基準抵抗素子(Rb)は補正対象抵抗素子(Ra)に対して製造者の希望する抵抗値と同じ抵抗値を有するべく製造することが好ましい。
第1および第2テスト抵抗素子(Ra1、Ra2)は素子値およびばらつきが同一である。従って、第1および第2テスト抵抗素子(Ra1、Ra2)の接続点で出力される第1電圧信号(Va)のサイズは0.5VTとなり、変動しない。
比較部120は、テスト回路部110から出力される第1および第2電圧信号(Va、Vb)が入力されてこれらの比較を行なったあと、その差分に対応するデジタル制御信号(CONTsw)を出力する。例えば、比較部120はテスト回路部110で入力されるアナログ電圧信号(Va、Vb)の差を所定の段階に区分し、各段階に対応するデジタル制御信号(CONTsw)を出力するように構成できる。
複数のスイッチ(SW0、SW1、SW2、SW3、SW4)は、比較部120から出力されるデジタル制御信号(CONTsw)により選択的にオンオフし、補償抵抗素子(R++、R+、R-、R--)を補正対象抵抗素子(Ra)と直列あるいは並列に接続する。
補償抵抗素子(R++、R+、R-、R--)は、補正対象抵抗素子(Ra)が直接回路の他の回路素子と接続される接続点(A、B)との間で補正対象抵抗素子(Ra)と直並列に接続され、接続点(A,B)との間の抵抗値を増減させることによって補正対象抵抗素子(Ra)のばらつきを補正する。
同図に示すように、補正回路部100'はテスト回路部110'、比較部120'、および補償部130'を含む。同図において参照符号Caで示したコンデンサは集積回路に含まれた回路素子として、本実施の形態にかかる補正回路部100'の補正対象となる回路素子(以下、補正対象コンデンサと称する)を示す。
一方、基準コンデンサ(Cb)は補正対象コンデンサ(Ca)より工程ばらつきおよび温度ばらつきによる影響が小さいかほとんど影響を受けないMOSコンデンサあるいはチップコンデンサなどを用いることができ、また補正対象コンデンサ(Ca)に対して製造者の希望する容量値と同じ容量値を有するべく製造することが好ましい。
図2の実施形態では、VbがVaより大きい場合、第3テスト抵抗素子(Ra3)の抵抗値が基準抵抗素子(Rb)より小さいが、図3の実施形態では、第3テストコンデンサ(Ca3)の容量値が基準コンデンサ(Cb)より大きくなる。
複数のスイッチ(SW0、SW1、SW2、SW3、SW4)は、比較部120'から出力されるデジタル制御信号(CONTsw)に応じて選択的にオンオフし、補償コンデンサ(C++、C+、C-、C--)を補正対象コンデンサ(Ca)と直並列に接続する。
例えば、補償コンデンサ(C++、C+、C-、C--)は、補正対象コンデンサ(Ca)が直接回路の他の回路素子と接続される接続点(A、B)との間で補正対象コンデンサ(Ca)と直並列に接続され、接続点(A,B)との間の容量値を増減させることによって補正対象コンデンサ(Ca)のばらつきを補正する。
同図に示すように、テスト回路部110”は2つのテストコンデンサ(Ca1、Ca2)と2つの基準抵抗素子(Rb1、Rb2)からなる。第1テストコンデンサ(Ca1)と第1基準抵抗素子(Rb1)はローパスフィルタ111”を構成し、第2テストコンデンサ(Ca2)と第2基準抵抗素子(Rb2)はハイパスフィルタ112”を構成する。
電圧(Vt)は、第1および第2テストコンデンサ(Ca1、Ca2)にばらつきがないとき、ローパスフィルタ111”とハイパスフィルタ112”の遮断周波数に該当する周波数を有し、ローパスフィルタ111”とハイパスフィルタ112”に共通のものが周波数変動することなく印加される。
一方、工程ばらつきあるいは温度ばらつきにより補正対象コンデンサ(Ca)の容量値が希望する値より大きければ、ばらつきが発生しなかったときよりフィルタ111”、112”の遮断周波数が低くなる。従って、ハイパスフィルタ112”から出力される電圧信号の大きさがローパスフィルタ111”から出力される電圧信号よりも大きくなる。
従って、比較部120'はハイパスフィルタ112”とローパスフィルタ111”で出力される電圧信号(Va、Vb)の差に対応する制御信号(CONTsw)を図3に図示した実施形態と同様に補償部130'で出力する。これにより、補償部130'は、デジタル制御信号(CONTsw)により補償コンデンサ(C++、C+、C-、C--)を補正対象コンデンサ(Ca)と直並列に接続して工程ばらつきあるいは温度ばらつきを補正する。
次に、電圧(Vt)がテスト回路部110の第1および第2電圧分配部111,112に印加されて分配される。ここで、第1および第2テスト抵抗素子(Rb1、Rb2)の接続点で分配されて検出される第1電圧信号(Va)と、第3テスト抵抗素子(Ra3)および基準抵抗素子(Rb)の接続点で分配されて検出される第2電圧信号(Vb)は比較部120に入力される(S530)。
次に、補償部130は、比較部120から出力されるデジタル制御信号(CONTsw)に応じて補正対象抵抗素子(Ra)の工程ばらつきを補正する(S550)。
詳細には、比較部120から出力されるデジタル制御信号(CONTsw)により複数のスイッチ(SW0、SW1、SW2、SW3、SW4)を選択的にオンオフして(S551)、補償回路素子(R++、R+、R-、R--)を補正対象抵抗素子(Ra)に直並列接続させて接続点(A,B)の間の抵抗値を増減させることにより補正対象抵抗素子(Ra)の工程ばらつきを補正する(S553)。
以上、図面に基づいて本発明の好適な実施形態を図示および説明してきたが本発明の保護範囲は、前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
Claims (9)
- 複数の回路素子から構成された集積回路であって、
前記複数の回路素子のうちばらつき補正対象回路素子と同一の素子値およびばらつきを有する複数のテスト回路素子と、前記補正対象回路素子よりばらつきの小さい、少なくとも1つの基準回路素子からなるテスト回路部と、
前記テスト回路部から検出される所定の第1信号および第2信号の大きさの差を求める比較部と、
前記比較部で求められた前記第1信号および第2信号の大きさの差に応じて前記検出対象回路素子のばらつきを補正する補償部と、
を含むことを特徴とする集積回路。 - 前記テスト回路部が、
前記複数のテスト回路素子のうち第1テスト回路素子と第2テスト回路素子とが直列に接続される第1電圧分配部と、前記複数のテスト回路素子のうち第3テスト回路素子と前記基準回路素子とが直列に接続される第2電圧分配部と、
から構成され、前記第3テスト回路素子が、少なくとも1つの基準回路素子と直列に接続され、前記第1電圧分配部と第2電圧分配部とに同一大きさの電圧を印加することを特徴とする請求項1に記載の集積回路。 - 前記第1信号は前記第1テスト回路素子と前記第2テスト回路素子の接続点で検出され、前記第2信号は前記第3テスト回路素子と前記基準回路素子の接続点で検出されることを特徴とする請求項2に記載の集積回路。
- 前記比較部が、前記検出された第1信号と第2信号の大きさの差に対応するデジタル制御信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の集積回路。
- 前記補償部が、
前記比較部で前記第1信号と第2信号の大きさの差に対応して出力されたデジタル制御信号に応じて選択的にオンオフされる複数のスイッチと、
前記複数のスイッチのオンオフに応じて前記補正対象回路素子と直列接続あるいは並列接続されて、前記補正対象回路素子のばらつきを補正する複数の補償回路素子と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の集積回路。 - 複数の回路素子から構成された集積回路のばらつき補正方法であって、
(a)前記複数の回路素子のうちばらつき補正対象回路素子と同一の素子値およびばらつきを有する複数のテスト回路素子と、前記補正対象回路素子よりばらつきの小さい、少なくとも1つの基準回路素子からなるテスト回路部を作動して所定の第1信号および第2信号を検出するステップと、
(b)前記検出された第1信号と第2信号の大きさの差に対応するデジタル制御信号を出力するステップと、
(c)前記出力されたデジタル制御信号に応じて前記補正対象回路素子のばらつきを補正するステップと、
を含むことを特徴とする集積回路のばらつき補正方法。 - 前記テスト回路部が、
前記複数のテスト回路素子のうち第1テスト回路素子と第2テスト回路素子とが直列に接続される第1電圧分配部と、前記複数のテスト回路素子のうち第3テスト回路素子と前記基準回路素子とが直列に接続される第2電圧分配部と、
を含み、前記第1電圧分配部と第2電圧分配部に同一大きさの電圧を印加することを特徴とする請求項6に記載の集積回路のばらつき補正方法。 - 前記第1信号は前記第1テスト回路素子と前記第2テスト回路素子の接続点で検出され、前記第2信号は前記第3テスト回路素子と前記基準回路素子の接続点で検出されることを特徴とする請求項7に記載の集積回路のばらつき補正方法。
- 前記(c)補正対象回路素子のばらつきを補正するステップが、
(c1)前記出力されたデジタル制御信号に応じて複数のスイッチを選択的にオンオフするステップと、
(c2)前記複数のスイッチのオンオフに応じて複数の補償回路素子を前記補正対象回路素子と直列接続あるいは並列接続して前記補正対象回路素子のばらつきを補正するステップと、
を含むことを特徴とする請求項8に記載の集積回路のばらつき補正方法。
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