JP4267664B2

JP4267664B2 - 基準電流源回路および赤外線信号処理回路

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Description

本発明は、ヒューズトリミングによって半導体集積回路の特性を調整する基準電流源回路に関する。

従来、半導体プロセスの微細化に伴って増大した半導体集積回路の製造バラツキによる特性バラツキ対し、そのような場合でも所望の特性を得るために、ヒューズを用いて参照電流をトリミングするヒューズトリミングが行われている。

図は、ヒューズトリミングを行うための、ヒューズ１０１と電流源回路１０２とによる基準電流源回路１０５を示している。

基準電流源回路１０５では、当然であるが、ヒューズ１０１切断前はヒューズ１０１切断後の半導体集積回路の状態を測定できない。従って、半導体集積回路の特性バラツキを別の方法で測定し、ヒューズ１０１切断後の状態を予測する必要がある。

半導体集積回路の特性バラツキを測定する方法としては、同一ウェハ内に形成される、抵抗および容量から成るモニタデバイスを利用する方法がある。この方法の場合、上記モニタデバイスの抵抗および容量の特性バラツキを測定することにより、ヒューズ切断後の状態を予測することができる。

しかしながら、上記方法の場合、あくまで予測であるため、実際のヒューズ切断後の状態と若干の誤差が生じる場合がある。また、上記モニタデバイスは、通常ウェハ内に数点しか形成されないため、ウェハ面内のバラツキを考慮することはできない。さらに、素子ミスマッチなどによる微妙な特性誤差を検出することができない。従って、基準電流源回路１０５を用いてヒューズトリミングを行った場合、誤ったヒューズトリミングを行ってしまう可能性が高く、実際誤ったヒューズトリミングを行った場合、その製品は不良品となってしまう。
特開昭６１−１１４３１９号公報（１９８６年６月２日公開）特開平３−４１８７号公報（１９９１年１月１０日公開）

図は、特許文献１に記載のＭＯＳアナログ集積回路の構成を簡略して示している。

上記ＭＯＳアナログ集積回路では、制御回路Ｄから与えられる、ヒューズを切断することでそのレベルがＨレベルとなる制御信号Ｃにより、バイアス回路ＢのＭＯＳトランジスタであるスイッチＳＷを制御することで、アナログ回路Ａにバイアス電圧を供給する。この構成により、上記ＭＯＳアナログ集積回路では、ヒューズを切断することなくＨレベルの制御信号Ｃを与えることで、ヒューズ切断後の状態をヒューズ切断前に測定できる。

しかしながら、その構成により、ヒューズを切断せずにヒューズトリミングを完了した場合、抵抗Ｒｘを介して余分な電流Ｉｘが流れるため、余分な消費電流を発生するという問題を生じる。

次に、図は、特許文献２に記載のヒューズトリミング回路を示している。また、表１は、上記ヒューズトリミング回路の動作を示している。

上記ヒューズトリミング回路は、表１のテスト時に示すように、Enable信号および制御信号Ｄを用いてスイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御することで、ヒューズを切断した場合およびヒューズを切断しない場合の状態、すなわちヒューズトリミング後の状態を測定できる。しかしながら、上記構成では、スイッチ回路が２個必要であり、回路素子数が増加するという問題を生じる。また、通常時、その状態を維持するために、外部からEnable信号を常に供給する必要があるという問題を生じる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒューズトリミングを行うための回路であって、ヒューズトリミング後の半導体集積回路の特性を測定でき、また、ヒューズトリミング完了後、その状態を外部から信号を供給することなく維持できると共に、余分な消費電流を発生しない基準電流源回路、およびそれを用いた赤外線信号処理回路を実現することにある。

本発明に係る基準電流源回路は、ヒューズトリミングを行う回路であって、上記課題を解決するために、電流源回路と、トリミングヒューズと、所定レベルの信号が入力されることにより上記電流源回路と上記トリミングヒューズとを接続すると共に、上記所定レベルとは異なるレベルの信号が入力されることにより上記電流源回路と上記トリミングヒューズとを非接続とするスイッチ回路と、複数の入力端子を有し、上記複数の入力端子に入力されたテスト用制御信号に基づいて上記所定レベルの信号または上記所定レベルの信号とは異なるレベルの信号を生成し上記スイッチ回路に入力することにより、上記スイッチ回路の動作を制御する制御回路と、上記制御回路における上記複数の入力端子のうち少なくとも１つの入力端子を正電源端子または負電源端子に接続する抵抗性素子とを備え、上記制御回路は、上記抵抗性素子に接続された入力端子の信号に基づいて上記所定レベルの信号を生成して上記スイッチ回路の動作を制御することを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明に係る基準電流源回路は、上記制御回路にヒューズトリミング後の半導体集積回路の特性を測定するためのテスト用制御信号を入力して上記スイッチ回路を制御することにより、上記電流源回路と上記トリミングヒューズとの接続状態を変更することができる。これにより、ヒューズトリミング後の状態を測定することができる。この結果、正確なヒューズトリミングを行うことができるため、良品率を向上させることができる。

また、上記の構成によれば、上記基準電流源回路は、上記制御回路の少なくとも１つの入力端子が上記抵抗性素子により正電源端子または負電源端子に接続され、また、上記制御回路が、上記抵抗性素子が接続された上記入力端子の信号に基づいて上記電流源回路と上記トリミングヒューズとを接続するように上記スイッチ回路を制御できる。これにより、ヒューズトリミング完了後、その状態を外部から信号を供給することなく維持できる。

また、上記の構成によれば、上記テスト用制御信号が入力されない間、上記抵抗性素子に電流が流れないため、ヒューズトリミング完了後、余分な消費電流を発生しない。

以上により、ヒューズトリミング後の半導体集積回路の特性を測定でき、また、ヒューズトリミング完了後、その状態を外部から信号を供給することなく維持できると共に、余分な消費電流を発生しない基準電流源回路を実現することができるという効果を奏する。

また、上記抵抗性素子は、ＭＯＳトランジスタで構成してもよい。このように構成することで製造が容易となり、コストダウンが可能であるというさらなる効果を奏する。

本発明に係る基準電流源回路は、出力電流がそれぞれ異なる複数の電流源回路を備え、上記複数の電流源回路を切り替えて使用できるように構成することが好ましい。

上記の構成によれば、上記基準電流源回路は、出力電流がそれぞれ異なる複数の電流源回路を切り替えて使用できるため、上記基準電流源回路の出力電流値を広範囲に制御できるというさらなる効果を奏する。また、適切な出力電流値を探すことができるため、半導体集積回路の特性をより正確に調整することができるというさらなる効果を奏する。

本発明に係る赤外線信号処理回路は、上記課題を解決するために、上記基準電流源回路を有し、上記基準電流源回路によりヒューズトリミングを行った回路を備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明に係る赤外線信号処理回路は、上記基準電流源回路を有し、上記基準電流源回路によりヒューズトリミングを行った回路を備えているため、正確なヒューズトリミングが行われ、良品率が向上するという効果を奏する。

本発明に係る基準電流源回路は、電流源回路と、トリミングヒューズと、上記電流源回路と上記トリミングヒューズとを接続／非接続とするスイッチ回路と、複数の入力端子を有し、上記スイッチ回路の動作を制御する制御回路と、上記制御回路における上記複数の入力端子のうち少なくとも１つの入力端子を正電源端子または負電源端子に接続する抵抗性素子とを備え、上記制御回路は、ヒューズトリミング後の半導体集積回路の特性を測定するためのテスト用制御信号が入力されることにより上記スイッチ回路の動作を制御すると共に、上記抵抗性素子に接続された入力端子の信号に基づいて上記電流源回路と上記トリミングヒューズとを接続するように上記スイッチ回路の動作を制御することを特徴としている。

これにより、ヒューズトリミング後の半導体集積回路の特性を測定でき、また、ヒューズトリミング完了後、その状態を外部から信号を供給することなく維持できると共に、余分な消費電流を発生しない基準電流源回路を実現することができるという効果を奏する。

〔実施の形態１〕
本発明に係る一実施形態について、図１および表２に基づいて説明すると以下の通りである。

図１は、ヒューズトリミングによって半導体集積回路の特性を調整する基準電流源回路１０の構成を示している。

基準電流源回路１０は、電流源回路１、スイッチ回路（ＳＷ）２、トリミングヒューズ（以下、単にヒューズと記載）３、ＮＡＮＤ回路４（制御回路）、およびプルダウン抵抗Ｒ１（抵抗性素子）を備えている。

スイッチ回路２は、電流源回路１とヒューズ３とを接続／非接続とする機能を有し、Ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタによって構成されている。上記ＭＯＳトランジスタのドレインは、ヒューズ３を介して、図示しない半導体集積回路の内部回路に接続され、上記ＭＯＳトランジスタのソースは、電流源回路１を介してＧＮＤ端子に接続されている。また、上記ＭＯＳトランジスタのゲートは、ＮＡＮＤ回路４の出力端子に接続されている。

ＮＡＮＤ回路４は、スイッチ回路２の動作を制御する機能を有している。ＮＡＮＤ回路４の一方の入力端子には、外部から制御信号Ｓ１（テスト用制御信号）が入力され、他方の入力端子には、外部から制御信号Ｓ２（テスト用制御信号）が入力される。ＮＡＮＤ回路４の一方の入力端子は、プルダウン抵抗Ｒ１を介してＧＮＤ端子に接続され、ＧＮＤレベルにプルダウンされている。

上記構成により、基準電流源回路１０は、ヒューズトリミング後の上記半導体集積回路の特性を測定できる。以下、その動作について説明する。

表２は、基準電流源回路１０の動作を示している。なお、表における「通常時」は、ヒューズトリミング後の通常動作状態時を意味し、「テスト時」は、ヒューズトリミング前の半導体集積回路の特性測定時を意味している。

テスト時では、表に示すように、Ｈレベル（表では１）の制御信号Ｓ１がＮＡＮＤ回路４の一方の入力端子に入力されると共に、ＨレベルまたはＬレベル（表では０）の制御信号Ｓ２がＮＡＮＤ回路４の他方の入力端子に入力されることにより、スイッチ回路２のオン／オフが制御される。これにより、ヒューズトリミング後の、すなわちヒューズ３の切断前と切断後との半導体集積回路の特性を測定できる。具体的には、Ｌレベルの制御信号Ｓ２が入力されることにより、ＮＡＮＤ回路４からＨレベル（所定レベル）の信号が出力されてスイッチ回路２がオンとなるため、ヒューズ３切断前の半導体集積回路の特性を測定できる。一方、Ｈレベルの制御信号Ｓ２が入力されることにより、ＮＡＮＤ回路４からＬレベル（所定レベルとは異なるレベル）の信号が出力されてスイッチ回路２がオフとなるため、ヒューズ３切断後の半導体集積回路の特性を測定できる。

次に、通常時では、制御信号Ｓ１およびＳ２が入力されず、ＮＡＮＤ回路４の一方の入力端子がＧＮＤレベルにプルダウンされていることにより、スイッチ回路２が常にオンとなる。このように、通常時では、外部から何らかの信号を与えることなくスイッチ回路２をオンとして、通常動作状態を保持できる。プルダウン抵抗Ｒ１には電流が流れないため、余分な消費電流が発生しない。

以上のように、基準電流源回路１０では、ウェハ面内のバラツキ、素子のミスマッチ等の微妙な誤差による影響も含まれた、ヒューズトリミング後の半導体集積回路の特性を測定できる。これにより、正確なヒューズトリミングを行うことができ、良品率を向上させることができる。また、基準電流源回路１０では、ヒューズトリミング完了後、その状態を外部から信号を供給することなく維持できると共に、余分な消費電流を発生しない。

〔実施の形態２〕
本発明に係る他の実施形態について、図２に基づいて説明すると以下の通りである。なお、上記実施の形態１にて用いた符号と同一の符号を付した部材および信号等は同一の機能を有するものとし、改めて説明することはしない。また、ここでは、基準電流源回路１０と異なっている点についてのみ説明する。

図２は、ヒューズトリミングによって半導体集積回路の特性を調整する基準電流源回路１０ａの構成を示している。

基準電流源回路１０ａは、基準電流源回路１０と、プルダウン抵抗Ｒ１に代えてプルダウン素子５を備えている点で異なっている。プルダウン素子５は、Ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタによって構成されている。上記ＭＯＳトランジスタのドレインは、ＮＡＮＤ回路４の一方の入力端子に接続され、ソースは、ＧＮＤ端子に接続され、ゲートは、電源端子に接続されている。上記ＭＯＳトランジスタは、線形領域で動作させる。

このように、基準電流源回路１０ａは、プルダウン抵抗Ｒ１をＭＯＳトランジスタで構成することにより、ヒューズ３以外の全ての構成をＭＯＳトランジスタで構成できるため、製造が容易となりコストダウンが可能となる。

〔実施の形態３〕
本発明に係る他の実施形態について、図３および表３に基づいて説明すると以下の通りである。なお、上記実施の形態１にて用いた符号と同一の符号を付した部材および信号等は同一の機能を有するものとし、改めて説明することはしない。

図３は、ヒューズトリミングによって半導体集積回路の特性を調整する基準電流源回路１０ｂの構成を示している。

基準電流源回路１０ｂは、基準電流源回路１０における電流源回路１、スイッチ回路２、ヒューズ３、およびＮＡＮＤ回路４を１セットとした場合、そのセットをｎ段備えた構成である。上記ｎ段のセットにおける各ＮＡＮＤ回路４の一方の入力端子は、それぞれ互いに接続されて共通化され、制御信号Ｓ１が入力される。各ＮＡＮＤ回路４の他方の入力端子には、それぞれ制御信号Ｓ２（Ｓ２−１〜Ｓ２−ｎ）が入力される。プルダウン抵抗Ｒ１は、それぞれ互いに接続されている各ＮＡＮＤ回路４の一方の入力端子に接続され、上記ｎ段のセットで共有されている。

上記ｎ段のセットにおける各電流源回路４の定電流値は、例えば２倍毎に重み付けがなされている。例えば、図示のように、左端の上記セットを第１セットとし、当該第１セットに隣接する上記セットを第２セットとする。さらに、上記第１セットにおける電流源回路１の定電流値をＩ１とし、上記第２セットにおける電流源回路１の定電流値をＩ２とする。上記第２セットにおける定電流値Ｉ２は、Ｉ１×２の電流値である。この場合、第ｎセットの定電流値Ｉｎは、Ｉ１×２（ｎ−１）の電流値である。

以上のように、基準電流源回路１０ｂは、出力電流がそれぞれ異なる電流源回路１を複数備え、それらを切り替えて使用できるように構成することで、出力電流値を広範囲に制御できる。

次に、表３を用いて、基準電流源回路１０ｂの動作について説明する。表３は、基準電流源回路１０ｂの動作を示している。なお、表における「通常時」は、ヒューズトリミング後の通常動作状態時を意味し、「テスト時」は、ヒューズトリミング前の半導体集積回路の特性測定時を意味している。

テスト時では、表に示すように、Ｈレベル（表では１）の制御信号Ｓ１が各ＮＡＮＤ回路４の一方の入力端子に入力されると共に、ＨレベルまたはＬレベル（表では０）の制御信号Ｓ２が各ＮＡＮＤ回路４の他方の入力端子に入力されることにより、各スイッチ回路２のオン／オフが制御される。これにより、ヒューズトリミング後の、すなわち各ヒューズ３の切断前と切断後との半導体集積回路の特性を測定できる。具体的には、Ｌレベルの制御信号Ｓ２が入力されることにより、各スイッチ回路２がオンとなるため、各ヒューズ３切断前の半導体集積回路の特性を測定できる。一方、Ｈレベルの制御信号Ｓ２が入力されることにより、各スイッチ回路２がオフとなるため、各ヒューズ３切断後の半導体集積回路の特性を測定できる。また、ＨレベルおよびＬレベルを組み合わせた制御信号Ｓ２を入力することにより、適切な出力電流値を探すことができる。

次に、通常時では、制御信号Ｓ１およびＳ２が入力されず、各ＮＡＮＤ回路４の一方の入力端子がＧＮＤレベルにプルダウンされていることにより、各スイッチ回路２が常にオンとなる。このように、通常時では、外部から何らかの信号を与えることなく各スイッチ回路２をオンとして、通常動作状態を保持できる。この時、プルダウン抵抗Ｒ１に電流が流れないため、余分な消費電流が発生しない。

以上のように、基準電流源回路１０ｂでは、ウェハ面内のバラツキ、素子のミスマッチ等の微妙な誤差による影響も含まれた、ヒューズトリミング後の半導体集積回路の特性を測定できる。これにより、正確なヒューズトリミングを行うことができ、良品率を向上させることができる。また、基準電流源回路１０ｂでは、適切な出力電流値を探すことができるため、半導体集積回路の特性をより正確に調整することができる。また、基準電流源回路１０では、ヒューズトリミング完了後、その状態を外部から信号を供給することなく維持できると共に、余分な消費電流を発生しない。

〔実施の形態４〕
本発明に係る他の実施形態について、図４に基づいて説明すると以下の通りである。

上記各実施の形態では、スイッチ回路２がＮチャンネル型ＭＯＳトランジスタによって構成されていたが、この構成に限られるわけではなく、Ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタによって構成されてもよい。本実施形態では、Ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタによって構成されたスイッチ回路を備える基準電流源回路について説明する。なお、上記実施の形態１にて用いた符号と同一の符号を付した部材および信号等は同一の機能を有するものとし、改めて説明することはしない。

図４は、ヒューズトリミングによって半導体集積回路の特性を調整する基準電流源回路２０を示している。

基準電流源回路２０は、電流源回路１、スイッチ回路（ＳＷ）２ａ、トリミングヒューズ（以下、単にヒューズと記載）３、ＮＯＲ回路４ａ、およびプルアップ抵抗Ｒ２を備えている。

スイッチ回路２ａは、電流源回路１とヒューズ３とを接続／非接続とする機能を有している。スイッチ回路２ａのＭＯＳトランジスタのドレインは、ヒューズ３を介して、図示しない半導体集積回路の内部回路に接続され、上記ＭＯＳトランジスタのソースは、電流源回路１を介して電源端子に接続されている。また、上記ＭＯＳトランジスタのゲートは、ＮＯＲ回路４ａの出力端子に接続されている。

ＮＯＲ回路４ａは、スイッチ回路２ａの動作を制御する機能を有している。ＮＯＲ回路４ａの一方の入力端子には、外部から制御信号Ｓ１が入力され、他方の入力端子には、外部から制御信号Ｓ２が入力される。ＮＯＲ回路４ａの一方の入力端子は、プルアップ抵抗Ｒ２を介して電源端子に接続され、電源レベルにプルアップされている。上記構成により、基準電流源回路２０は、ヒューズトリミング後の上記半導体集積回路の特性を測定できる。以下、その動作について説明する。

表４は、基準電流源回路２０の動作を示している。なお、表における「通常時」は、ヒューズトリミング後の通常動作状態時を意味し、「テスト時」は、ヒューズトリミング前の半導体集積回路の特性測定時を意味している。

テスト時では、表に示すように、Ｌレベル（表では１）の制御信号Ｓ１がＮＯＲ回路４ａの一方の入力端子に入力されると共に、ＨレベルまたはＬレベル（表では０）の制御信号Ｓ２がＮＯＲ回路４ａの他方の入力端子に入力されることにより、スイッチ回路２ａのオン／オフが制御される。これにより、ヒューズトリミング後の、すなわちヒューズ３の切断前と切断後との半導体集積回路の特性を測定できる。具体的には、Ｈレベルの制御信号Ｓ２が入力されることにより、スイッチ回路２ａがオンとなるため、ヒューズ３切断前の半導体集積回路の特性を測定できる。一方、Ｌレベルの制御信号Ｓ２が入力されることにより、スイッチ回路２ａがオフとなるため、ヒューズ３切断後の半導体集積回路の特性を測定できる。

次に、通常時では、制御信号Ｓ１およびＳ２が入力されず、ＮＯＲ回路４ａの一方の入力端子が電源レベルにプルアップされていることにより、スイッチ回路２ａが常にオンとなる。このように、通常時では、外部から何らかの信号を与えることなくスイッチ回路２ａをオンとして、通常動作状態を保持できる。プルアップ抵抗Ｒ２に電流が流れないため、余分な消費電流が発生しない。

以上のように、基準電流源回路２０では、ウェハ面内のバラツキ、素子のミスマッチ等の微妙な誤差による影響も含まれた、ヒューズトリミング後の半導体集積回路の特性を測定できる。これにより、正確なヒューズトリミングを行うことができ、良品率を向上させることができる。また、基準電流源回路２０では、ヒューズトリミング完了後、その状態を外部から信号を供給することなく維持できると共に、余分な消費電流を発生しない。

なお、上記実施形態２のように、プルアップ抵抗Ｒ２をＭＯＳトランジスタで構成してもよい。この場合、ヒューズ３以外の全ての構成をＭＯＳトランジスタで構成できるため、製造が容易となりコストダウンが可能となる。

〔実施の形態５〕
本発明に係る他の実施形態について、図５〜図９に基づいて説明すると以下の通りである。上記実施の形態１〜４で述べた基準電流源回路は、多種多様な電子回路に用いられるが、ここではその一例として、赤外線リモコン受信機（伝送レート１ｋｂｐｓ以下、空間伝送距離１０ｍ以上）およびIrDA Control送受信機（伝送レート７５ｋｂｐｓ、空間伝送距離８ｍ）等の赤外線信号処理回路に用いた場合、より具体的には、それらに備えられるバンドパスフィルタ回路の中心周波数の調整に用いた場合について説明する。

図５は、赤外線リモコン受信機５０の構成を示している。

赤外線リモコン受信機５０は、フォトダイオードチップ３１と、電流―電圧変換回路３２、コンデンサ３３、増幅回路３４、バンドパスフィルタ回路（以下、単にＢＰＦと記載）３５、キャリア検出回路３６、積分回路３７、およびヒステリシスコンパレータ３８を有する受信チップ４０とを備えている。図中の入力端子ＩＮは、受信チップ４０の入力端子であり、出力端子ＯＵＴは、受信チップ４０の出力端子である。

赤外線リモコン受信機５０は、図示しない赤外線リモコン送信機から送信されたリモコン送信信号をフォトダイオードチップ３１にて電流信号Ｉｉｎに変換し、この電流信号Ｉｉｎを電流―電圧変換回路３２にて電圧信号に変換する。次いで、この電圧信号を増幅回路３４にて増幅し、増幅された電圧信号からＢＰＦ３５にてキャリア周波数成分を取り出す。次いで、取り出されたキャリア周波数成分からキャリア検出回路３６にてキャリアを検出し、積分回路３７にてキャリアの存在する時間を積分する。次いで、積分回路３７の出力をヒステリシスコンパレータ３８にてスレッシュレベルと比較することによりキャリアの有無を判別してデジタル出力する。このデジタル出力Ｄｏｕｔは、電子機器を制御するマイコン等に送られる。

図６は、赤外線リモコン受信機５０の上記各回路の出力を示しており、図６（ａ）は、電流信号Ｉｉｎを示しており、図６（ｂ）は、ＢＰＦ３５の出力（実線）およびキャリア検出回路３６の出力（点線）を示しており、図６（ｃ）は、積分回路３７の出力（実線）を示しており、図６（ｄ）は、赤外線リモコン受信機５０のデジタル出力Ｄｏｕｔを示している。なお、図６（ｃ）における点線は、上記スレッシュレベルである。

図７は、ＢＰＦ３５の具体的な構成を示している。

ＢＰＦ３５は、トランスコンダクタンスアンプＧＭ１，ＧＭ２と、減衰器ＡＴＴ（減衰比１／α）と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを備えているＧＭ−Ｃフィルタである。図中の入力端子ｉｎは、ＢＰＦ３５の入力端子ｉｎであり、図中の出力端子ｏｕｔは、ＢＰＦ３５の出力端子ｏｕｔであって、トランスコンダクタンスアンプＧＭ２の出力端子である。

トランスコンダクタンスアンプＧＭ１の非反転入力端子は、ＧＮＤ端子に接続され、反転入力端子は、トランスコンダクタンスアンプＧＭ２の出力端子に接続されている。トランスコンダクタンスアンプＧＭ１の出力端子は、トランスコンダクタンスアンプＧＭ２の非反転入力端子に接続されると共に、コンデンサＣ１を介して入力端子ｉｎに接続されている。トランスコンダクタンスアンプＧＭ２の反転入力端子は、減衰器ＡＴＴを介して自身の出力端子に接続されている。トランスコンダクタンスアンプＧＭ２の出力端子は、コンデンサＣ２を介してＧＮＤ端子に接続されている。

ＢＰＦ３５の伝達関数Ｈ（ｓ）は、以下の式（１）によって表せる。
キルヒホフの法則より、
ｇｍ１＊（−ｖｏ）＝ｓ＊Ｃ１＊（ｖ１−ｖｉｎ）
ｇｍ２＊（ｖ１−（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））＊ｖｏ）＝ｓ＊Ｃ２＊ｖｏ
ｖ１を消去すると、
Ｈ（ｓ）＝（Ｈ＊ω_０／Ｑ＊ｓ）／（ｓ^２＋ω_０／Ｑ＊ｓ＋ω０^２）（１）
ω_０＝（（ｇｍ１＊ｇｍ２）／（Ｃ１＊Ｃ２））^１／２＝ｇｍ／Ｃ
Ｑ＝α＊（（Ｃ２＊ｇｍ１）／（Ｃ１＊ｇｍ２））^１／２＝α
Ｈ＝α
ｆ_０＝ω_０／２π＝ｇｍ／（Ｃ＊２π）（２）
ここで、
ｖｉｎ：ＢＰＦ３５の入力電圧
ｖｏ：ＢＰＦ３５の出力電圧
ｉ１：ＧＭ１の出力電流
ｉ２：ＧＭ２の出力電流
ｖ１：ＧＭ１の出力電圧
ｇｍ１：ＧＭ１のトランスコンダクタンス
ｇｍ２：ＧＭ２のトランスコンダクタンス
Ｃ１：コンデンサＣ１の容量値
Ｃ２：コンデンサＣ２の容量値
Ｒ１：ＧＭ１の出力インピーダンス
Ｒ２：ＧＭ２の出力インピーダンス
ω_０：固有角周波数
Ｈ：ゲイン
ｓ：複素数
ｆ_０：中心周波数
であり、
ｇｍ＝ｇｍ１＝ｇｍ２
Ｃ＝Ｃ１＝Ｃ２
である。

上記式（２）から、ＢＰＦ３５の中心周波数ｆ_０は、トランスコンダクタンスアンプＧＭ１，ＧＭ２のトランスコンダクタンスｇｍ１，ｇｍ２により調整できることがわかる。

図８は、トランスコンダクタンスアンプＧＭ１，ＧＭ２（総称する場合、単にＧＭと記載）の具体的な構成を示している。

トランスコンダクタンスアンプＧＭは、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ８と、電流源Ｉ１〜Ｉ５と、抵抗ＲＥとを備えている。

トランジスタＭ１のソースは、電流源Ｉ１を介して電源端子に接続され、トランジスタＭ２のソースは、電流源Ｉ２を介して電源端子に接続されている。トランジスタＭ１のソースと電流源Ｉ１との接続点と、トランジスタＭ２のソースと電流源Ｉ２との接続点には、抵抗ＲＥが接続されている。トランジスタＭ１のドレインには、トランジスタＭ３のソースが接続され、トランジスタＭ２のドレインには、トランジスタＭ４のソースが接続されている。トランジスタＭ３のゲートとドレインとは、互いに接続されてＧＮＤ端子に接続され、トランジスタＭ４のゲートとドレインとは、互いに接続されてＧＮＤ端子に接続されている。トランジスタＭ１のゲートは、非反転入力端子であり、トランジスタＭ２のゲートは、反転入力端子である。

トランジスタＭ５のゲートは、トランジスタＭ２のドレインに接続され、トランジスタＭ６のゲートは、トランジスタＭ１のドレインに接続されている。トランジスタＭ５，Ｍ６の各ソースは、互いに接続されて、電流源Ｉ３を介して電源端子に接続されている。

トランジスタＭ７，Ｍ８は、カレントミラー回路を構成し、トランジスタＭ７，Ｍ８の各ソースは、それぞれ電源端子に接続されている。トランジスタＭ７のドレインは、電流源Ｉ４を介してＧＮＤ端子に接続され、トランジスタＭ８のドレインは、電流源Ｉ５を介してＧＮＤ端子に接続されている。トランジスタＭ７のドレインと電流源Ｉ４との接続点には、トランジスタＭ５のドレインが接続され、トランジスタＭ８のドレインと電流源Ｉ５との接続点には、トランジスタＭ６のドレインが接続されている。トランジスタＭ７のドレインと電流源Ｉ４との接続点およびトランジスタＭ８のドレインと電流源Ｉ５との接続点から、トランスコンダクタンスアンプＧＭの出力電流が取り出される。

このような構成を有するトランスコンダクタンスアンプＧＭにおいて、トランジスタＭ１〜Ｍ６は、弱反転領域で動作する。弱反転領域での電流式は、以下の式（３）のように表せる。
Ｉｄ＝（Ｗ／Ｌ）＊Ｉｄｏ＊ｅｘｐ（Ｖｇｓ／（ｎ＊Ｖｔ））（３）
上記式（３）より、
ｇｍ＝Ｉｄ／（ｎ＊Ｖｔ）
ｒｅ＝（ｎ＊Ｖｔ）／Ｉａ
ｃＩ＝２＊ｖａ／（ＲＥ＋２ｒｅ）
ここで、
Ｉｄ：ドレイン電流
Ｗ：チャネル幅
Ｌ：チャネル長
Ｉｄｏ：弱反転領域における電流のパラメータ
Ｖｇｓ：ゲート−ソース間電圧
ｎ：サブスレッシュホルド・スロープ・ファクタ
Ｖｔ＝ｋ＊Ｔ／ｑ
ｋ：ボルツマン定数
Ｔ：絶対温度
ｑ：電子の素電荷
ｒｅ：トランジスタのトランスコンダクタンスの逆数
Ｉａ：電流源Ｉ１，Ｉ２の出力電流
ＲＥ：抵抗ＲＥの抵抗値
ΔＩ：抵抗ＲＥを流れる電流
ｖａ：ＧＭの入力電圧であって、ｖａ＝（ｖａ^＋）＝−（ｖａ⁻）
である。

トランジスタＭ３〜Ｍ６のトランスリニアループより、
Ｖｇｓ３＋Ｖｇｓ５＝Ｖｇｓ４＋Ｖｇｓ６
ｉｏｕｔ＝（Ｉｂ／Ｉａ）＊ΔＩ
ｇｍ＝ｉｏｕｔ／ｖａ
＝２＊（Ｉｂ／Ｉａ）／（ＲＥ＋２＊（（ｎ＊Ｖｔ）／Ｉａ））（４）
ここで、
Ｉｂ：電流源Ｉ４，Ｉ５の出力電流
ｉｏｕｔ：ＧＭの出力電流であって、ｉｏｕｔ＝（ｉｏｕｔ^＋）＝−（ｉｏｕｔ⁻）
である。

上記式（４）から、電流源Ｉ４，Ｉ５の出力電流値Ｉｂを制御することで、トランスコンダクタンスｇｍを調整できることがわかる。

上記式（４）から、ＢＰＦ３５の中心周波数ｆ_０は、
ｆ_０＝ｇｍ／（Ｃ＊２π）
＝（２＊（Ｉｂ／Ｉａ）／（ＲＥ＋２＊（（ｎ＊Ｖｔ）／Ｉａ）））／（Ｃ＊２π）（５）
従って、電流源Ｉ４，Ｉ５を上記実施の形態１〜４で示した基準電流源回路で構成してヒューズトリミングを行うことにより、トランスコンダクタンスアンプＧＭのトランスコンダクタンスｇｍを制御して、ＢＰＦ３５の中心周波数ｆ_０を調整できる。上記実施の形態１〜４で示した基準電流源回路は、正確なヒューズトリミングを行うことができるため、良品率が向上する。なお、赤外線受信機は、特性が厳密であるため、より正確にヒューズトリミングを行うことができる基準電流源回路１０ｂが好適である。

図９は、IrDA Control送受信機８０の構成を示している。

IrDA Control送受信機８０は、双方向通信のため、送信部５５および受信部７５を備えている。送信部５５は、ＬＥＤとその駆動回路とを備えている。受信部７５は、赤外線リモコン受信機５０と同様な構成であり、フォトダイオードチップ６１と、電流―電圧変換回路６２、コンデンサ６３、増幅回路６４、ＢＰＦ６５、キャリア検出回路６６、積分回路６７、およびヒステリシスコンパレータ６８を有する受信チップ７０とを備え、送信部から伝送された信号を復調し、電子機器を制御するマイコン等に送信する。

IrDA Control送受信機８０においても、上述の赤外線リモコン受信機５０と同様に、ＢＰＦ６５の中心周波数を調整できる。また、上記実施の形態１〜４で示した基準電流源回路は、正確なヒューズトリミングを行うことができるため、良品率が向上する。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

多種多様な電子機器に好適に用いることができる。

本発明の一実施形態に係る基準電流源回路の構成を示す図である。本発明の他の実施形態に係る基準電流源回路の構成を示す図である。本発明の他の実施形態に係る基準電流源回路の構成を示す図である。本発明の他の実施形態に係る基準電流源回路の構成を示す図である。本発明の他の実施形態に係る赤外線リモコン受信機の構成を示す図である。上記赤外線リモコン受信機が備える各回路の出力波形を示す図である。上記赤外線リモコン受信機が備えるバンドパスフィルタ回路の構成を示す図である。上記バンドパスフィルタ回路が備えるトランスコンダクタンスアンプの構成を示す図である。本発明の他の実施形態に係るIrDA Control送受信機の構成を示す図である。従来技術を示すものであり、基準電流源回路の構成を示す図である。従来技術を示すものであり、他の基準電流源回路の構成を示す図である。従来技術を示すものであり、他の基準電流源回路の構成を示す図である。

符号の説明

１電流源回路
２、２ａスイッチ回路
３トリミングヒューズ
４ＮＡＮＤ回路（制御回路）
４ａＮＯＲ回路（制御回路）
Ｒ１プルダウン抵抗（抵抗性素子）
Ｒ２プルアップ抵抗（抵抗性素子）
５プルダウン素子（抵抗性素子）
１０、１０ａ、１０ｂ基準電流源回路
５０赤外線リモコン受信機（赤外線信号処理回路）
８０ IrDA Control送受信機（赤外線信号処理回路）

Claims

ヒューズトリミングを行うための回路であって、
電流源回路と、
トリミングヒューズと、
所定レベルの信号が入力されることにより上記電流源回路と上記トリミングヒューズとを接続すると共に、上記所定レベルとは異なるレベルの信号が入力されることにより上記電流源回路と上記トリミングヒューズとを非接続とするスイッチ回路と、
複数の入力端子を有し、上記複数の入力端子に入力されたテスト用制御信号に基づいて上記所定レベルの信号または上記所定レベルの信号とは異なるレベルの信号を生成し上記スイッチ回路に入力することにより、上記スイッチ回路の動作を制御する制御回路と、
上記制御回路における上記複数の入力端子のうち少なくとも１つの入力端子を正電源端子または負電源端子に接続する抵抗性素子とを備え、
上記制御回路は、上記抵抗性素子に接続された入力端子の信号に基づいて上記所定レベルの信号を生成して上記スイッチ回路の動作を制御することを特徴とする基準電流源回路。
出力電流がそれぞれ異なる複数の電流源回路を備え、
上記複数の電流源回路を切り替えて使用できるように構成することを特徴とする請求項１に記載の基準電流源回路。
請求項１または２に記載の基準電流源回路を有し、上記基準電流源回路によりヒューズトリミングを行った回路を備えることを特徴とする赤外線信号処理回路。