JP2018206363A - 基準電圧回路及び半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】半導体装置の樹脂封入などの応力による特性変動の影響を回避した、製品バラツキの少ない基準電圧回路を提供する。【解決手段】デプレッション型トランジスタ、または、及び、エンハンスメント型トランジスタを複数個のトランジスタにより構成して、デプレッション型トランジスタとエンハンスメント型トランジスタをコモンセントロイド（共通重心）に配置した。【選択図】図１

Description

本発明は、基準電圧回路及び半導体装置に関する。
基準電圧回路として、図７に示すようなデプレッション型トランジスタとエンハンスメント型トランジスタを組合せた基準電圧回路７００が知られている（例えば、特許文献１参照）。
基準電圧回路７００は、デプレッション型のトランジスタ７１０と、エンハンスメント型のトランジスタ７２０と、基準電圧ＶＲＥＦを出力する端子７３０とを備えている。
基準電圧回路７００の動作について、図８を参照して説明する。トランジスタ７１０のしきい値電圧をＶＴＮＤとすれば、この電圧と電流の関係は特性８０１の様に表される。トランジスタ７２０のしきい値電圧をＶＴＮＥとすれば、この電圧と電流の関係は特性８０２の様に表される。特性８０１における切片の値に基づく電流が、エンハンスメント型トランジスタ７２０に流入し生ずる電圧を、基準電圧ＶＲＥＦとして端子７３０に出力する。
特表２０１２−５３１８２５号公報
一般的に、半導体装置は、樹脂封入（パッケージング）による応力の影響のために特性変動が起こることが知られている。
例えば、トランジスタ７１０とトランジスタ７２０がｘ軸方向に配置された半導体装置が樹脂封入されたときに、ｘ軸方向に応力が掛かると、トランジスタ７１０とトランジスタ７２０の特性変動にズレが生じる可能性がある。即ち、特性８０１と特性８０２は、所望の特性からズレが生じる可能性がある。
本発明は、半導体装置の樹脂封入などの応力による特性変動の影響を回避するために成されたものであり、製品バラツキの少ない基準電圧回路を備えた半導体装置を提供するものである。
本発明の基準電圧回路は、デプレッション型トランジスタ、または、及び、エンハンスメント型トランジスタを複数個のトランジスタにより構成して、デプレッション型トランジスタとエンハンスメント型トランジスタをコモンセントロイド（共通重心）に配置したことを特徴とする。
本発明の基準電圧回路によれば、半導体装置の樹脂封入などの応力による特性変動の影響を回避し、製品バラツキの少ない基準電圧回路を備えた半導体装置を提供することが可能となる。
本発明の第一実施形態の基準電圧回路を示す説明図である。 第一実施形態の基準電圧回路の他の例を示す説明図である。 第一実施形態の基準電圧回路の他の例を示す説明図である。 第一実施形態の基準電圧回路の他の例を示す説明図である。 第一実施形態の基準電圧回路の他の例を示す説明図である。 本発明の第二実施形態の基準電圧回路を示す説明図である。 一般的な基準電圧回路を示す回路図である。 図７の基準電圧回路の動作説明図である。
図１は、本発明の第一実施形態の基準電圧回路を示す説明図である。
基準電圧回路１００は、デプレッション型のトランジスタ１１０と、エンハンスメント型のトランジスタ１２０と、基準電圧ＶＲＥＦを出力する端子１３０とを備えている。
トランジスタ１１０は、２個のデプレッション型のトランジスタ１１１及び１１２を直列に接続して構成されている。トランジスタ１２０は、２個のトランジスタ１２１及び１２２を直列接続して構成されている。
基準電圧回路１００の動作は、一般的なデプレッション型のトランジスタ１１０とエンハンスメント型のトランジスタ１２０で構成される基準電圧回路と同様であり、基準電圧ＶＲＥＦを端子１３０に出力する。
ここで、基準電圧回路１００は、トランジスタ１１１とトランジスタ１１２を同じサイズ（Ｗ長とＬ長）とし、トランジスタ１２１とトランジスタ１２２を同じサイズ（Ｗ長とＬ長）とする。そして、トランジスタ１１１、１１２、１２１、１２２は、図１に示すように、半導体装置上に凡そコモンセントロイド（共通重心）に配置する。
即ち、トランジスタ１１１、１１２、１２１、１２２は、点対称に配置して、コモンセントロイド（共通重心）を実現している。
以上のように配置された基準電圧回路１００は、樹脂封入などの応力によってｘ軸方向あるいはｙ軸方向にトランジスタの特性が変化しても、トランジスタ１１０とトランジスタ１２０が同じ影響を受ける。従って、トランジスタ１１０とトランジスタ１２０は、同じ特性変動が起きるので、変所望の電圧電流特性からのズレを小さくすることができる効果がある。
以上説明したように、基準電圧回路１００は、トランジスタ１１０とトランジスタ１２０を半導体装置上に凡そコモンセントロイドに配置したので、半導体装置の樹脂封入などの応力による特性変動の影響を回避し、製品バラツキの少ない基準電圧回路を備えた半導体装置を提供することが可能となる。
図２は、第一実施形態の基準電圧回路の他の例を示す説明図である。
基準電圧回路２００は、デプレッション型のトランジスタ２１０とエンハンスメント型のトランジスタ２２０とを、夫々３個のトランジスタで構成した。
トランジスタ２１０は、３個のデプレッション型のトランジスタ２１１、２１２、及び２１３を直列に接続して構成されている。トランジスタ２２０は、３個のトランジスタ２２１、２２２、及び２２３を直列接続して構成されている。
ここで、各トランジスタを基準電圧回路１００と同様に構成し、図２に示すように、半導体装置上に凡そコモンセントロイド（共通重心）に配置する。このように構成した基準電圧回路２００も、同様の効果を得ることが出来る。
また、基準電圧回路２００は、図３はに示すように、半導体装置上に凡そコモンセントロイド（共通重心）に配置してもよい。即ち、トランジスタ２１１、２１２、２２３とトランジスタ２１３、２２１、２２２を、線対称に配置して、コモンセントロイド（共通重心）を実現している。
図４は、第一実施形態の基準電圧回路の他の例を示す説明図である。
基準電圧回路４００は、デプレッション型のトランジスタ４１０とエンハンスメント型のトランジスタ４２０とを、夫々２個のトランジスタで構成した。
トランジスタ４１０は、２個のデプレッション型のトランジスタ４１１及び４１２を並列に接続して構成されている。トランジスタ４２０は、２個のトランジスタ４２１及び４２２を並列接続して構成されている。
基準電圧回路４００は、図１の基準電圧回路１００と同様に、半導体装置上に凡そコモンセントロイド（共通重心）に配置する。このように構成した基準電圧回路４００も、同様の効果を得ることが出来る。
なお、基準電圧回路４００は、各トランジスタは２個のトランジスタを並列接続して構成したが、２個以上を並列に接続して、それらを半導体装置上に凡そコモンセントロイド（共通重心）に配置してもよい。
図５は、第一実施形態の基準電圧回路の他の例を示す説明図である。
基準電圧回路５００は、デプレッション型のトランジスタ１１０と、エンハンスメント型のトランジスタ１２０と、基準電圧ＶＲＥＦを出力する端子１３０とを備えている。トランジスタ１２０は、２個のトランジスタ１２１及び１２２を直列接続して構成されている。
図１の基準電圧回路１００は、デプレッション型のトランジスタ１１０を２個のデプレッション型のトランジスタ１１１及び１１２を直列に接続して構成したが、図５に示すように１個のトランジスタで構成しても、半導体装置上に凡そコモンセントロイド（共通重心）に配置することが可能である。
なお、図５の基準電圧回路５００において、デプレッション型のトランジスタ１１０が１個のトランジスタで構成した例を説明したが、エンハンスメント型のトランジスタ１２０を１個のトランジスタで構成しても良い。
以上説明した第一実施形態の基準電圧回路は、各トランジスタを１個〜３個のトランジスタで構成したが、３個以上を直列、または並列に接続して、それらを半導体装置上に凡そコモンセントロイド（共通重心）に配置してもよい。
図６は、本発明の第二実施形態の基準電圧回路を示す説明図である。
基準電圧回路６００は、デプレッション型のトランジスタ６１０と、エンハンスメント型のトランジスタ６２０と、カレントミラー回路を構成するトランジスタ６４０及びトランジスタ６５０とを備えている。基準電圧回路６００は、トランジスタ６１０とトランジスタ６２０をカレントミラー回路で結合して構成したもので、基本的な動作は第一実施形態の基準電圧回路と同様である。基準電圧回路６００は、第一実施形態の基準電圧回路と同様に複数のトランジスタで構成する。
トランジスタ６１０は、２個のデプレッション型のトランジスタ６１１及び６１２を直列に接続して構成されている。トランジスタ６２０は、２個のトランジスタ６２１及び６２２を直列接続して構成されている。トランジスタ６４０は、２個のトランジスタ６４１及び６４２を直列に接続して構成されている。トランジスタ６５０は、２個のトランジスタ６５１及び６５２を直列接続して構成されている。
各トランジスタは、第一実施形態の基準電圧回路と同様に構成される。そして、例えば、基準電圧回路１００と同様に、トランジスタ６１０とトランジスタ６２０とを半導体装置上に凡そコモンセントロイド（共通重心）に配置し、トランジスタ６４０とトランジスタ６５０とを半導体装置上に凡そコモンセントロイド（共通重心）に配置する。このように構成した基準電圧回路６００も、同様の効果を得ることが出来る。
なお、第二実施形態の基準電圧回路６００は、各トランジスタを２個のトランジスタで構成したが、第一実施形態と同様に２個以上を直列、または並列に接続して、それらを半導体装置上に凡そコモンセントロイド（共通重心）に配置してもよい。
１１０、２１０、４１０、６１０ デプレッション型トランジスタ
１２０、２２０、４２０、６２０ エンハンスメント型トランジスタ
６４０、６５０ トランジスタ
１３０ 端子

Claims (6)

  1. 電流源であるデプレッション型トランジスタと負荷であるエンハンスメント型トランジスタとを備えた基準電圧回路であって、
    前記デプレッション型トランジスタ、または、及び、前記エンハンスメント型トランジスタは、複数個のトランジスタにより構成され、
    前記デプレッション型トランジスタと前記エンハンスメント型トランジスタはコモンセントロイド（共通重心）に配置された
    ことを特徴とする基準電圧回路。
  2. 前記デプレッション型トランジスタと前記エンハンスメント型トランジスタは、点対称に配置された
    ことを特徴とする請求項１に記載の基準電圧回路。
  3. 前記デプレッション型トランジスタと前記エンハンスメント型トランジスタは、線対称に配置された
    ことを特徴とする請求項１に記載の基準電圧回路。
  4. 前記デプレッション型トランジスタと前記エンハンスメント型トランジスタは、カレントミラー回路を介して接続された
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の基準電圧回路。
  5. 前記カレントミラー回路を構成するトランジスタは、複数個のトランジスタにより構成され、
    前記複数個のトランジスタは、コモンセントロイド（共通重心）に配置された
    ことを特徴とする請求項４に記載の基準電圧回路。
  6. 請求項１から５のいずれかに記載の基準電圧回路を備えた半導体装置。
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