JP5985850B2

JP5985850B2 - 基準電圧調整部を含む半導体集積装置及び基準電圧調整方法

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Publication number: JP5985850B2
Application number: JP2012071114A
Authority: JP
Inventors: 智浩疋田
Original assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2016-09-06
Anticipated expiration: 2032-03-27
Also published as: JP2013206924A

Description

本発明は、機能回路部で用いられる基準電圧の調整を行う基準電圧調整部を含む半導体集積装置及び基準電圧調整方法に関する。

半導体集積装置としてのＩＣチップに形成されているアナログ回路は、均一な動作特性を得る為に、基準バイアス電圧を基準に動作する。したがって、製造時のバラツキ等により基準バイアス電圧が設計値からズレてしまうと、期待した特性が得られなくなる。そこで、ＩＣチップ内にバイアス調整回路を設け、製品出荷時にそのバイアス調整回路を用いて基準バイアス電圧を所望の目標電圧値に調整できるようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この際、基準バイアス電圧を目標電圧値に到らせる為の調整値を迅速に取得すべく、二分探索、いわゆるバイナリーサーチが行われている（例えば、特許文献１の図１９及び段落００７３の記載参照）。

バイナリーサーチによる調整値の探索では、先ず、図１に示す如く例えば４ビットで表される全調整範囲（"0000"〜"1111"）の中央値、つまり１／２の値（"1000"）を調整値の第１候補とする。そして、この第１候補の調整値によって調整を施して得られた基準バイアス電圧Ｖ１が目標電圧ＶＴよりも大であるか否かを判定する（第１試行）。ここで、基準バイアス電圧Ｖ１が目標電圧ＶＴよりも大であると判定された場合には全調整範囲の１／４の値を第１候補から減算して得られた調整値を第２候補とする一方、基準バイアス電圧Ｖ１が目標電圧ＶＴよりも小であると判定された場合には全調整範囲の１／４の値を第１候補に加算して得られた調整値を第２候補とする。次に、かかる第２候補によって調整を施して得られた基準バイアス電圧Ｖ２が目標電圧ＶＴよりも大であるか否かを判定する（第２試行）。ここで、基準バイアス電圧Ｖ２が目標電圧ＶＴよりも大であると判定された場合には全調整範囲の１／８の値を第２候補から減算して得られた調整値を第３候補とする一方、基準バイアス電圧Ｖ２が目標電圧ＶＴよりも小であると判定された場合には全調整範囲の１／８の値を第２候補に加算して得られた調整値を第３候補とする。次に、かかる第３候補によって調整を施して得られた基準バイアス電圧Ｖ３が目標電圧ＶＴよりも大であるか否かを判定する（第３試行）。ここで、基準バイアス電圧Ｖ３が目標電圧ＶＴよりも大であると判定された場合には全調整範囲の１／１６の値から第３候補を減算して得られた調整値を最終候補とする一方、基準バイアス電圧Ｖ３が目標電圧ＶＴよりも小であると判定された場合には全調整範囲の１／１６の値を第３候補に加算して得られた調整値を最終候補とする（第４試行）。そして、例えばヒューズのトリミングによって、上記最終候補の調整値をバイアス調整回路に対する調整値として固定するのである。

しかしながら、このようなバイナリーサーチによる調整値の探索では、調整の施された基準バイアス電圧とその目標電圧値との大小比較結果に基づいて調整値を増加又は減少させることによりその調整値を目標値に近づけるようにしているので、最大１ビット分の誤差が生じる場合があった。

例えば、図１に示す如き調整値の探索によると、最終候補の調整値"0111"によってバイアス調整回路の調整値が固定されることになるが、この調整値"0111"による調整で得られる基準バイアス電圧はＶ４である。よって、調整値"1000"による調整で得られる基準バイアス電圧Ｖ１に比して目標電圧ＶＴに対する誤差が大となってしまう。

特開２０１０−１７１３６９号公報

本発明は、半導体集積装置に形成されている機能回路で用いられる基準電圧を迅速且つ高精度に調整することが可能な基準電圧調整部を含む半導体集積装置及び基準電圧調整方法を提供することを目的とする。

本発明に係る基準電圧調整部を含む半導体集積装置は、機能回路部と、前記機能回路部で用いられる基準電圧の調整を行う基準電圧調整部と、を含む半導体集積装置であって、
前記基準電圧調整部は、前記基準電圧の目標となる目標電圧を受け入れる為の外部端子と、前記基準電圧を調整するための調整値を生成する調整値生成回路と、前記調整値に応じて前記基準電圧を調整する電圧調整回路と、を有し、前記調整値生成回路は、前記調整値の候補として夫々異なる第１〜第Ｎの候補値（Ｎは２以上の整数）を生成し、前記第１〜第Ｎの候補値を順次、前記調整値として前記電圧調整回路に供給しつつ前記調整値に応じて前記電圧調整回路で調整された電圧を第１〜第Ｎの暫定電圧として得る手段と、前記第１〜第Ｎの暫定電圧の内で最も前記目標電圧に近い暫定電圧を最適暫定電圧とし、これに対応する前記候補値の１を前記電圧調整回路における前記調整値とする手段と、前記候補値の１つが前記電圧調整回路に供給される度に、前記暫定電圧が前記目標電圧を含む所定電圧範囲内に含まれているか否かを判定し、前記暫定電圧が前記所定電圧範囲内に含まれていると判定された場合には当該暫定電圧を前記最適暫定電圧とすると共に、前記候補値の生成動作を停止する手段と、を有する。

また、本発明に係る基準電圧調整方法は、半導体集積装置に形成されている機能回路部で用いられる基準電圧を調整する基準電圧調整方法であって、前記基準電圧を調整するための調整値の候補として夫々異なる第１〜第Ｎの候補値（Ｎは２以上の整数）を生成する第１ステップと、前記第１〜第Ｎの候補値の各々に基づいて前記基準電圧に対して順次電圧調整を施して第１〜第Ｎの暫定電圧を得る第２ステップと、前記第１〜Ｎの暫定電圧の内で最も目標電圧に近い暫定電圧を最適暫定電圧とし、これに対応する前記候補値の１を前記基準電圧に対する前記調整値とする第３ステップと、を有し、前記第３ステップは、
前記第２ステップにおいて前記候補値の１つに応じた調整が為される度に得られる前記暫定電圧が前記目標電圧を含む所定電圧範囲内に含まれているか否かを判定し、前記暫定電圧が前記所定電圧範囲内に含まれていると判定されたときに当該暫定電圧を前記最適暫定電圧とすると共に、前記第１ステップでの前記候補値の生成動作を停止させるステップを含む。

本発明においては、半導体集積装置に形成されている機能回路部で用いられる基準電圧を調整するにあたり、先ず、その調整値の候補として夫々異なる第１〜第Ｎの候補値を生成し、これら第１〜第Ｎの候補値に基づいて基準電圧に対して順次調整を施して得られた基準電圧を夫々第１〜第Ｎの暫定電圧として得る。そして、これら第１〜第Ｎの暫定電圧の内で最も目標電圧に近い暫定電圧を最適暫定電圧とし、これに対応する候補値の１を上記基準電圧に対する最終的な調整値として設定するようにしている。よって、バイナリーサーチによる最終の探索結果を電圧調整回路の最終的な調整値として設定する従来の調整方法に比して、処理時間を大幅に増加させることなく精度の高い基準電圧の調整を行うことが可能となる。

バイナリーサーチによる調整値の探索動作を示す図である。本発明による基準電圧調整部を含む半導体集積装置の内部構成を示すブロック図である。電圧調整回路１１の内部構成の一例を示す回路図である。候補値生成回路１６の内部構成の一例を示す回路図である。最適値選択回路１３の内部構成の一例を示す回路図である。調整値選択回路１２の内部構成の一例を示す回路図である。図２に示す基準電圧調整部２００の動作の一例を示すタイムチャートである。バイナリーサーチによる調整値の探索動作を示す図である。基準電圧調整部２００の変形例を示すブロック図である。最適値選択回路１５０の内部構成の一例を示す回路図である。図９に示す基準電圧調整部２００の動作の一例を示すタイムチャートである。本発明による調整値の探索動作を示す図である。

本発明に係る基準電圧調整部（２００）を含む半導体集積装置は、この半導体集積装置に形成されている機能回路部で用いられる基準電圧を以下の如き構成で調整する。すなわち、基準電圧（ＶＲ）の目標となる目標電圧（ＶＴ）を受け付ける為の外部端子（Ｐ４）と、基準電圧を調整するための調整値（ＴＲＭ）を生成する調整値生成回路（１０）と、この調整値に応じて基準電圧を調整する電圧調整回路（１１）と、を備え、調整値生成回路（１０）において以下の如き調整値の探索制御を行う。つまり、調整値生成回路は、調整値の候補として夫々異なる第１〜第Ｎの候補値（ＴＲ）を生成し、これら第１〜第Ｎの候補値を順次、調整値とすることによって得られた基準電圧を第１〜第Ｎの暫定電圧（ＶＺ）とし、これら第１〜第Ｎの暫定電圧の内で最も目標電圧に近い暫定電圧を最適暫定電圧とし、これに対応する記候補値の１を電圧調整回路における最終的な調整値とする。

図２は、本発明に係る半導体集積装置の内部構成を示すブロック図である。

図２において、機能回路部１００は、例えば、音声、映像又は制御データの送受信を行うアナログ又はディジタルの送受信回路であり、外部端子Ｐ１を介して入力された受信信号（入力信号）と、基準電圧調整回路部２００から供給された基準電圧Ｖ_REFとの差分に基づいて受信データを復調する。また、機能回路部１００は、送信すべき送信データと、上記基準電圧Ｖ_REFとの差分に基づいて送信信号（出力信号）を生成し、これを外部端子Ｐ２を介して出力する。

基準電圧調整部２００は、外部端子Ｐ３を介して入力された基準電圧ＶＲに対して電圧調整（後述する）を施して得られた基準電圧Ｖ_REFを、調整値生成回路１０及び機能回路部１００に供給するものであり、調整値生成回路１０及び電圧調整回路１１から構成される。

電圧調整回路１１は、製品出荷前の調整工程（後述する）では、外部端子Ｐ３を介して入力された基準電圧ＶＲに対して、調整値選択回路１２から供給された４ビットの調整値データＴＲＭにて示される調整値に応じた電圧調整を施して得られた基準電圧Ｖ_REFを調整値生成回路１０に供給する。また、電圧調整回路１１は、かかる調整工程において調整値選択回路１２から供給された最終の調整値（後述する）に応じて、基準電圧ＶＲに対する調整値が固定される。つまり、調整工程の終了後、電圧調整回路１１は、その最終の調整値にて固定調整の施された基準電圧Ｖ_REFを機能回路部１００に供給するようになる。

図３は、かかる電圧調整回路１１の内部構成の一例を示すブロック図である。

図３に示すように、電圧調整回路１１は、オペアンプＯＰ、ＭＯＳ（metal-oxide semiconductor）型のトランジスタＱ１、抵抗Ｒ１及び可変抵抗Ｒ２からなる。トランジスタＱ１のソース端子には電源電圧ＶＤＤが印加されており、そのドレイン端子には可変抵抗Ｒ２の一端及びこの一端に発生した基準電圧Ｖ_REFを調整値生成回路１０及び機能回路部１００に供給する為のラインＬ１が接続されている。可変抵抗Ｒ２の他端は抵抗Ｒ１の一端及びオペアンプＯＰの反転入力端子に夫々接続されている。尚、可変抵抗Ｒ２は、上記した調整値データＴＲＭにて示される調整値に応じてその抵抗値が１６段階で調整可能な可変抵抗器である。抵抗Ｒ１の他端には接地電位ＧＮＤが供給されている。オペアンプＯＰの非反転入力端子には上記基準電圧ＶＲが供給されており、その出力端子はトランジスタＱ１のゲート端子に供給されている。かかる構成により、ラインＬ１上には、
Ｖ_REF＝（１＋Ｒ２／Ｒ１）・ＶＲ
なる基準電圧Ｖ_REFが生成される。

調整値生成回路１０は、調整値選択回路１２、最適値選択回路１３、参照電圧選択回路１４、比較回路１５、候補値生成回路１６、探索制御カウンタ１７及び制御回路１８を有する。

参照電圧選択回路１４は、制御回路１８から供給された探索イネーブル信号ＳＣ_ENに応じて、上記した基準電圧Ｖ_REF及び目標電圧ＶＴの内の一方を選択し、選択した方の電圧値を６ビットのディジタル値で示す参照電圧データＶＢＳを最適値選択回路１３に供給する。すなわち、参照電圧選択回路１４は、探索イネーブル信号ＳＣ_ENが探索動作の実行を示す論理レベル１である間は基準電圧Ｖ_REFの電圧値を示す参照電圧データＶＢＳを最適値選択回路１３に供給する一方、論理レベル０である間は目標電圧ＶＴの電圧値を示す参照電圧データＶＢＳを最適値選択回路１３に供給する。尚、目標電圧ＶＴとは、基準電圧Ｖ_REFの適正値として目標とすべき電圧であり、製品出荷前の調整時（後述する）においてのみ、外部端子Ｐ４を介して外部入力されるものである。

比較回路１５は、上記した探索イネーブル信号ＳＣ_EN及び探索制御カウンタ１７から供給された探索完了信号ＳＣ_DOに応じて、上記した目標電圧ＶＴと、基準電圧Ｖ_REFとを大小比較し、その大小比較結果を示す比較結果信号ＣＭＰを候補値生成回路１６に供給する。すなわち、比較回路１５は、基準電圧Ｖ_REFが目標電圧ＶＴよりも大なる場合には論理レベル０、小なる場合には論理レベル１を示す比較結果信号ＣＭＰを候補値生成回路１６に供給する。

候補値生成回路１６は、探索制御カウンタ１７から供給された４ビットの選択信号ＳＥＬに応じて、４ビットで表される調整値の候補値の各ビット桁を１つずつ選択し、その選択したビット桁の値を比較結果信号ＣＭＰに基づいて設定する。そして、候補値生成回路１６は、設定された４ビットの候補値を候補値ＴＲとして調整値選択回路１２に供給する。

図４は、候補値生成回路１６の内部構成の一例を示すブロック図である。

図４に示すように、候補値生成回路１６は、４ビット分のロードレジスタ１６１〜１６４、及びセレクタ１６５〜１６８から構成される。

ロードレジスタ１６１は、４ビットの選択信号ＳＥＬの第０ビットが論理レベル１である場合にだけ比較結果信号ＣＭＰの値を、外部端子Ｐ５を介して入力された調整用のクロック信号ＣＬＫに応じて取り込んで記憶しこれを第０ビット信号Ｒ０としてセレクタ１６５に供給する。尚、ロードレジスタ１６１は、選択信号ＳＥＬの第０ビットが論理レベル０である場合には現時点において記憶されている比較結果信号ＣＭＰの値を第０ビット信号Ｒ０としてセレクタ１６５に供給する。セレクタ１６５は、選択信号ＳＥＬの第０ビットが論理レベル０である場合には上記した第０ビット信号Ｒ０を候補値ＴＲの第０ビットとして出力する一方、選択信号ＳＥＬの第０ビットが論理レベル１である場合には論理レベル１の第０ビットを有する候補値ＴＲを出力する。ロードレジスタ１６２は、４ビットの選択信号ＳＥＬの第１ビットが論理レベル１である場合にだけ比較結果信号ＣＭＰの値をクロック信号ＣＬＫに応じて取り込んで記憶しこれを第１ビット信号Ｒ１としてセレクタ１６６に供給する。尚、ロードレジスタ１６２は、選択信号ＳＥＬの第１ビットが論理レベル０である場合には現時点において記憶されている比較結果信号ＣＭＰの値を第１ビット信号Ｒ１としてセレクタ１６６に供給する。セレクタ１６６は、選択信号ＳＥＬの第１ビットが論理レベル０である場合には上記した第１ビット信号Ｒ１を候補値ＴＲの第１ビットとして出力する一方、選択信号ＳＥＬの第１ビットが論理レベル１である場合には論理レベル１の第１ビットを有する候補値ＴＲを出力する。ロードレジスタ１６３は、４ビットの選択信号ＳＥＬの第２ビットが論理レベル１である場合にだけ比較結果信号ＣＭＰの値をクロック信号ＣＬＫに応じて取り込んで記憶しこれを第２ビット信号Ｒ２としてセレクタ１６７に供給する。尚、ロードレジスタ１６３は、選択信号ＳＥＬの第２ビットが論理レベル０である場合には現時点において記憶されている比較結果信号ＣＭＰの値を第２ビット信号Ｒ２としてセレクタ１６７に供給する。セレクタ１６７は、選択信号ＳＥＬの第２ビットが論理レベル０である場合には上記した第２ビット信号Ｒ２を候補値ＴＲの第２ビットとして出力する一方、選択信号ＳＥＬの第２ビットが論理レベル１である場合には論理レベル１の第２ビットを有する候補値ＴＲを出力する。ロードレジスタ１６４は、４ビットの選択信号ＳＥＬの第３ビットが論理レベル１である場合にだけ比較結果信号ＣＭＰの値をクロック信号ＣＬＫに応じて取り込んで記憶しこれを第３ビット信号Ｒ３としてセレクタ１６８に供給する。尚、ロードレジスタ１６４は、選択信号ＳＥＬの第３ビットが論理レベル０である場合には現時点において記憶されている比較結果信号ＣＭＰの値を第３ビット信号Ｒ３としてセレクタ１６８に供給する。セレクタ１６８は、選択信号ＳＥＬの第３ビットが論理レベル０である場合には上記した第３ビット信号Ｒ３を候補値ＴＲの第３ビットとして出力する一方、選択信号ＳＥＬの第３ビットが論理レベル１である場合には論理レベル１の第３ビットを有する候補値ＴＲを出力する。

探索制御カウンタ１７は、最下位ビットだけが論理レベル１となる"１００００"を初期値とする５ビットのリングカウンタからなり、探索イネーブル信号ＳＣ_ENが論理レベル１である間だけクロック信号ＣＬＫに応じて"10000"、"01000"、"00100"、"00010"、"00001"、"10000"の如きリングカウント動作を実行する。探索制御カウンタ１７は、その５ビットのリングカウント値の内の上位４ビット分を選択信号ＳＥＬとして調整値選択回路１２、最適値選択回路１３、及び候補値生成回路１６に供給する。

更に、探索制御カウンタ１７は、そのリングカウント値が初期値"１００００"、つまり上位４ビットが全て論理レベル０となる度に探索動作の完了を示す論理レベル１の探索完了信号ＳＣ_DOを生成し、これを比較回路１５及び制御回路１８に供給する。尚、探索制御カウンタ１７は、このリングカウント値が初期値以外の値を有する場合には論理レベル０の探索完了信号ＳＣ_DOを比較回路１５及び制御回路１８に供給する。

最適値選択回路１３は、探索イネーブル信号ＳＣ_ENが探索動作の実行を示す論理レベル１である間は、候補値生成回路１６にて生成された候補値ＴＲをそのまま選択させるべき調整値選択信号Ｔ_SELを調整値選択回路１２に供給する。一方、探索イネーブル信号ＳＣ_ENが探索動作の非実行中を示す論理レベル０である場合には、最適値選択回路１３は、バイナリーサーチによる各試行工程（後述する）によって得られた暫定電圧データＶＺ各々の内で、目標電圧ＶＴとの電圧値の差が最も小なる暫定電圧データＶＺが得られた候補値ＴＲを最終的な調整値として選択させるべき調整値選択信号Ｔ_SELを調整値選択回路１２に供給する。

図５は、最適値選択回路１３の内部構成の一例を示すブロック図である。

図５に示すように、最適値選択回路１３は、インバータ１３０、ロードレジスタ１３１〜１３６、差分回路１３７〜１４１、最小値判定回路１４２、及びアンドゲート１４３から構成される。

ロードレジスタ１３１は、探索イネーブル信号ＳＣ_ENが論理レベル０である場合にだけ、参照電圧選択回路１４から供給された６ビットの参照電圧データＶＢＳの値をクロック信号ＣＬＫに応じて取り込んで記憶しこれを目標電圧Ｖ_BASとして差分回路１３７〜１４１に供給する。この際、探索イネーブル信号ＳＣ_ENが論理レベル０である場合、参照電圧選択回路１４は、上記した目標電圧ＶＴの電圧値を示す参照電圧データＶＢＳを送出するので、ロードレジスタ１３１には、目標電圧ＶＴの電圧値を示す情報が記憶され、これが目標電圧Ｖ_BASとして差分回路１３７〜１４１に供給されることになる。尚、ロードレジスタ１３１は、探索イネーブル信号ＳＣ_ENが論理レベル１である間は、現時点において記憶されている内容、つまり目標電圧ＶＴの電圧値を示す目標電圧Ｖ_BASが差分回路１３７〜１４１に供給される。

ロードレジスタ１３２は、４ビットの選択信号ＳＥＬの全ビットが論理レベル０である場合にだけ、６ビットの参照電圧データＶＢＳの値をクロック信号ＣＬＫに応じて取り込んで記憶し、これを後述する試行完了工程で得られた暫定的な基準電圧の値を示す暫定電圧データＶＺＦとして差分回路１３７に供給する。尚、ロードレジスタ１３２は、４ビットの選択信号ＳＥＬの内のすくなくとも１ビットが論理レベル１である場合には、現時点において記憶されている内容を暫定電圧データＶＺＦとして差分回路１３７に供給する。差分回路１３７は、目標電圧Ｖ_BASと暫定電圧データＶＺＦとの差分を、試行完了工程での誤差値を示す差分値ＶＳ_Fとして最小値判定回路１４２に供給する。ロードレジスタ１３３は、４ビットの選択信号ＳＥＬの第０ビットが論理レベル１である場合にだけ、６ビットの参照電圧データＶＢＳの値をクロック信号ＣＬＫに応じて取り込んで記憶し、これを第４回目の試行で得られた基準電圧の値を示す暫定電圧データＶＺ４として差分回路１３８に供給する。尚、ロードレジスタ１３３は、選択信号ＳＥＬの第０ビットが論理レベル０である場合には、現時点において記憶されている内容を暫定電圧データＶＺ４として差分回路１３８に供給する。差分回路１３８は、目標電圧Ｖ_BASと暫定電圧データＶＺ４との差分の絶対値を、第４回目の試行での誤差値を示す差分値ＶＳ₄として最小値判定回路１４２に供給する。ロードレジスタ１３４は、選択信号ＳＥＬの第１ビットが論理レベル１である場合にだけ、６ビットの参照電圧データＶＢＳの値をクロック信号ＣＬＫに応じて取り込んで記憶し、これを第３回目の試行で得られた基準電圧の値を示す暫定電圧データＶＺ３として差分回路１３９に供給する。尚、ロードレジスタ１３４は、選択信号ＳＥＬの第１ビットが論理レベル０である場合には、現時点において記憶されている内容を暫定電圧データＶＺ３として差分回路１３９に供給する。差分回路１３９は、目標電圧Ｖ_BASと暫定電圧データＶＺ３との差分の絶対値を、第３回目の試行での誤差値を示す差分値ＶＳ₃として最小値判定回路１４２に供給する。ロードレジスタ１３５は、選択信号ＳＥＬの第２ビットが論理レベル１である場合にだけ、６ビットの参照電圧データＶＢＳの値をクロック信号ＣＬＫに応じて取り込んで記憶し、これを第２回目の試行で得られた基準電圧の値を示す暫定電圧データＶＺ２として差分回路１４０に供給する。尚、ロードレジスタ１３５は、選択信号ＳＥＬの第２ビットが論理レベル０である場合には、現時点において記憶されている内容を暫定電圧データＶＺ２として差分回路１４０に供給する。差分回路１４０は、目標電圧Ｖ_BASと暫定電圧データＶＺ２との差分の絶対値を、第２回目の試行での誤差値を示す差分値ＶＳ₂として最小値判定回路１４２に供給する。ロードレジスタ１３６は、選択信号ＳＥＬの第３ビットが論理レベル１である場合にだけ、６ビットの参照電圧データＶＢＳの値をクロック信号ＣＬＫに応じて取り込んで記憶し、これを第１回目の試行で得られた基準電圧の値を示す暫定電圧データＶＺ１として差分回路１４１に供給する。尚、ロードレジスタ１３６は、選択信号ＳＥＬの第３ビットが論理レベル０である場合には、現時点において記憶されている内容を暫定電圧データＶＺ１として差分回路１４１に供給する。差分回路１４１は、目標電圧Ｖ_BASと暫定電圧データＶＺ１との差分の絶対値を、第１回目の試行での誤差値を示す差分値ＶＳ₁として最小値判定回路１４２に供給する。

最小値判定回路１４２は、上記差分値ＶＳ₁〜ＶＳ₄及びＶＳ_Fの内から最も小なる差分値を判定し、その差分値に対応した基準電圧が得られた調整値を選択させるべき調整値選択信号をアンドゲート１４３に供給する。アンドゲート１４３は、探索イネーブル信号ＳＣ_ENが論理レベル０である間にだけ、最小値判定回路１４２から供給された調整値選択信号を調整値選択信号Ｔ_SELとして、調整値選択回路１２に供給する。尚、アンドゲート１４３は、探索イネーブル信号ＳＣ_ENが探索動作の実行を示す論理レベル１である間は、全ビットが論理レベル０、つまり候補値生成回路１６にて生成された候補値ＴＲをそのまま選択させるべき３ビットの調整値選択信号Ｔ_SELを調整値選択回路１２に供給する。

調整値選択回路１２は、先ず、候補値生成回路１６から供給された４ビットの候補値ＴＲの系列を、第１回目の試行で用いる候補値ＴＲ₁、第２回目の試行で用いる候補値ＴＲ₂、第３回目の試行で用いる候補値ＴＲ₃、第４回目の試行で用いる候補値ＴＲ₄、最終回の試行で用いる候補値ＴＲ_Fに区分けする。ここで、調整値選択回路１２は、これら候補値ＴＲ₁〜ＴＲ₄、ＴＲ_F、及び候補値生成回路１６から供給された候補値ＴＲの内から、調整値選択信号Ｔ_SELによって示される１つを選択し、これを示す４ビットの調整値データＴＲＭを電圧調整回路１１に供給する。

図６は、調整値選択回路１２の内部構成の一例を示すブロック図である。

図６に示すように、調整値選択回路１２は、ロードレジスタ１２１〜１２５及びセレクタ１２６から構成される。

ロードレジスタ１２１は、４ビットの選択信号ＳＥＬの全ビットが論理レベル０である場合にだけ、４ビットの候補値ＴＲをクロック信号ＣＬＫに応じて取り込んで記憶し、これを試行完了工程で用いた調整値を示す候補値ＴＲ_Fとしてセレクタ１２６に供給する。尚、ロードレジスタ１２１は、４ビットの選択信号ＳＥＬの内のすくなくとも１ビットが論理レベル１である場合には、現時点において記憶されている内容を候補値ＴＲ_Fとしてセレクタ１２６に供給する。ロードレジスタ１２２は、４ビットの選択信号ＳＥＬの第０ビットが論理レベル１である場合にだけ、４ビットの候補値ＴＲをクロック信号ＣＬＫに応じて取り込んで記憶し、これを第４回目の試行で用いた調整値を示す候補値ＴＲ₄としてセレクタ１２６に供給する。尚、ロードレジスタ１２２は、４ビットの選択信号ＳＥＬの第０ビットが論理レベル０である場合には、現時点において記憶されている内容を候補値ＴＲ₄としてセレクタ１２６に供給する。ロードレジスタ１２３は、４ビットの選択信号ＳＥＬの第１ビットが論理レベル１である場合にだけ、４ビットの候補値ＴＲをクロック信号ＣＬＫに応じて取り込んで記憶し、これを第３回目の試行で用いた調整値を示す候補値ＴＲ₃としてセレクタ１２６に供給する。尚、ロードレジスタ１２３は、４ビットの選択信号ＳＥＬの第１ビットが論理レベル０である場合には、現時点において記憶されている内容を候補値ＴＲ₃としてセレクタ１２６に供給する。ロードレジスタ１２４は、４ビットの選択信号ＳＥＬの第２ビットが論理レベル１である場合にだけ、４ビットの候補値ＴＲをクロック信号ＣＬＫに応じて取り込んで記憶し、これを第２回目の試行で用いた調整値を示す候補値ＴＲ₂としてセレクタ１２６に供給する。尚、ロードレジスタ１２３は、４ビットの選択信号ＳＥＬの第２ビットが論理レベル０である場合には、現時点において記憶されている内容を候補値ＴＲ₂としてセレクタ１２６に供給する。ロードレジスタ１２５は、４ビットの選択信号ＳＥＬの第３ビットが論理レベル１である場合にだけ、４ビットの候補値ＴＲをクロック信号ＣＬＫに応じて取り込んで記憶し、これを第１回目の試行で用いた調整値を示す候補値ＴＲ₁としてセレクタ１２６に供給する。尚、ロードレジスタ１２３は、４ビットの選択信号ＳＥＬの第１ビットが論理レベル０である場合には、現時点において記憶されている内容を候補値ＴＲ₁としてセレクタ１２６に供給する。セレクタ１２６は、この調整値選択信号Ｔ_SELが第１回目の試行で用いた調整値を示す場合には、上記した候補値ＴＲ₁を示す調整値データＴＲＭを電圧調整回路１１に供給する。また、セレクタ１２６は、この調整値選択信号Ｔ_SELが第２回目の試行で用いた調整値を示す場合には、上記した候補値ＴＲ₂を示す調整値データＴＲＭを電圧調整回路１１に供給する。また、セレクタ１２６は、この調整値選択信号Ｔ_SELが第３回目の試行で用いた調整値を示す場合には、上記した候補値ＴＲ₃を示す調整値データＴＲＭを電圧調整回路１１に供給する。また、セレクタ１２６は、この調整値選択信号Ｔ_SELが第４回目の試行で用いた調整値を示す場合には、上記した候補値ＴＲ₄を示す調整値データＴＲＭを電圧調整回路１１に供給する。また、セレクタ１２６は、最適値選択回路１３から供給された調整値選択信号Ｔ_SELが試行完了工程での調整値を示す場合には、上記した候補値ＴＲ_Fを示す調整値データＴＲＭを電圧調整回路１１に供給する。

制御回路１８は、外部端子Ｐ５に入力された調整用のクロック信号ＣＬＫに応じて、図７に示す如きタイミングにて論理レベル０から論理レベル１、そして論理レベル０に遷移する探索イネーブル信号ＳＣ_ENを生成して、最適値選択回路１３、参照電圧選択回路１４、比較回路１５及び探索制御カウンタ１７に供給する。

以下に、製品出荷前の調整工程において、上記した基準電圧調整部２００にて為される、基準電圧ＶＲの電圧値を調整する為の調整値の探索動作について、図７及び図８を参照しつつ説明する。尚、外部端子Ｐ４には目標電圧ＶＴとして、テスト装置（図示せぬ）から電圧Ｖ₂₉が供給されているものとする。

先ず、かかる探索動作の開始前、つまり、図７に示す如く、制御回路１８から送出された探索イネーブル信号ＳＣ_ENが論理レベル０の状態から論理レベル１の状態に遷移する直前では、参照電圧選択回路１４が、外部供給された目標電圧ＶＴの値、つまり、電圧Ｖ₂₉を表す参照電圧データＶＢＳを最適値選択回路１３に供給する。この際、図５に示す最適値選択回路１３のロードレジスタ１３１は、論理レベル０の探索イネーブル信号ＳＣ_ENに応じて、上記した目標電圧ＶＴ（電圧Ｖ₂₉）を示す参照電圧データＶＢＳを取り込んで記憶し、これを図７に示す如き目標電圧Ｖ_BASとして差分回路１３７〜１４１に供給する。この間、候補値生成回路１６は、初期値"0000"を表す候補値ＴＲを電圧調整回路１１に供給する。これにより、電圧調整回路１１は、かかる"0000"を表す候補値ＴＲによって基準電圧ＶＲの電圧値を調整して得られた基準電圧Ｖ_REFを生成する。また、比較回路１５は、かかる基準電圧Ｖ_REFと目標電圧ＶＴとの大小比較結果を示す比較結果信号ＣＭＰを候補値生成回路１６に供給する。

その後、探索イネーブル信号ＳＣ_ENが論理レベル０の状態から論理レベル１に遷移すると、これに応じて探索制御カウンタ１７がリングカウント動作を開始する。すなわち、探索制御カウンタ１７は、クロック信号ＣＬＫに応じて、初期値"10000"の状態から、"01000"、"00100"、"00010"、"00001"、"10000"の如く遷移するリングカウント動作を実行する。この間、探索制御カウンタ１７からは、そのリングカウント値の上位４ビット分、つまり、図７に示す如き"0000"、"1000"、"0100"、"0010"、"0001"、"0000"を順に表す選択信号ＳＥＬが送出される。

ここで、選択信号ＳＥＬが"1000"を表している間、候補値生成回路１６は、全調整範囲（"0000"〜"1111"）の中央値である"1000"を表す候補値ＴＲを、調整値の第１候補として電圧調整回路１１に供給する。よって、電圧調整回路１１は、かかる第１候補の候補値ＴＲに基づき基準電圧ＶＲに対して電圧調整を施して基準電圧Ｖ_REFを生成する。この際、比較回路１５は、かかる基準電圧Ｖ_REFが目標電圧ＶＴよりも大である場合には論理レベル１、小である場合には論理レベル０の比較結果信号ＣＭＰを候補値生成回路１６に供給する。候補値生成回路１６は、基準電圧Ｖ_REFが目標電圧ＶＴよりも大である場合には、全調整範囲の１／４の値を第１候補から減算して得た調整値"0100"を第２候補の候補値ＴＲとする一方、小である場合には全調整範囲の１／４の値を第１候補に加算して得た調整値"1100"を第２候補の候補値ＴＲとする（第１試行工程Ｇ１）。

尚、図７及び図８に示す一例では、第１試行工程Ｇ１において、電圧Ｖ₂₉の目標電圧ＶＴよりも大なる電圧Ｖ₃₁の基準電圧Ｖ_REFが生成される。よって、論理レベル０の比較結果信号ＣＭＰに応じて、候補値生成回路１６は、第２候補の候補値ＴＲとして調整値"0100"を調整値選択回路１２を介して電圧調整回路１１に供給する。

また、第１試行工程Ｇ１では、この電圧Ｖ₃₁の基準電圧Ｖ_REFを示す情報が図７に示す如く暫定電圧データＶＺ１として最適値選択回路１３のロードレジスタ１３６に記憶されると共に、上記した第１候補の調整値"1000"が、図７又は図８に示す如く候補値ＴＲ₁として、調整値選択回路１２のロードレジスタ１２５に記憶される。この際、暫定電圧データＶＺ１〜ＶＺ４及びＶＺＦ（この段階ではＶＺ２〜ＶＺ４及びＶＺＦには初期値０が記憶されている）の内で、暫定電圧データＶＺ１が最も電圧Ｖ₂₉の目標電圧ＶＴに近いので、最適値選択回路１３は、暫定電圧データＶＺ１が得られた候補値ＴＲ₁を選択させることを示すレベル１の調整値選択信号Ｔ_SELを調整値選択回路１２に供給する。

次に、選択信号ＳＥＬが"0100"を表している間、候補値生成回路１６は、上記した第２候補の候補値ＴＲを電圧調整回路１１に供給する。よって、電圧調整回路１１は、かかる第２候補の候補値ＴＲに基づき基準電圧ＶＲに対して電圧調整を施して基準電圧Ｖ_REFを生成する。この際、比較回路１５は、かかる基準電圧Ｖ_REFが目標電圧ＶＴよりも大である場合には論理レベル１、小である場合には論理レベル０の比較結果信号ＣＭＰを候補値生成回路１６に供給する。候補値生成回路１６は、基準電圧Ｖ_REFが目標電圧ＶＴよりも大である場合には、全調整範囲の１／８の値を第２候補から減算して得た調整値を第３候補の候補値ＴＲとする一方、小である場合には全調整範囲の１／８の値を第２候補に加算して得た調整値を第３候補の候補値ＴＲとする（第２試行工程Ｇ２）。

尚、図７及び図８に示す一例では、第２試行工程Ｇ２において、電圧Ｖ₂₉の目標電圧ＶＴよりも小なる電圧Ｖ₁₂の基準電圧Ｖ_REFが生成される。よって、論理レベル１の比較結果信号ＣＭＰに応じて、候補値生成回路１６は、第３候補の候補値ＴＲとして調整値"0110"を調整値選択回路１２を介して電圧調整回路１１に供給する。

また、第２試行工程Ｇ２では、この電圧Ｖ₁₂の基準電圧Ｖ_REFを示す情報が図７に示す如く暫定電圧データＶＺ２として最適値選択回路１３のロードレジスタ１３５に記憶されると共に、上記した第２候補の調整値"0100"が、図７又は図８に示す如く候補値ＴＲ₂として、調整値選択回路１２のロードレジスタ１２４に記憶される。この際、暫定電圧データＶＺ１〜ＶＺ４及びＶＺＦ（この段階ではＶＺ３、ＶＺ４及びＶＺＦには初期値０が記憶されている）の内で、暫定電圧データＶＺ１が最も電圧Ｖ₂₉の目標電圧ＶＴに近いので、最適値選択回路１３は、暫定電圧データＶＺ１が得られた候補値ＴＲ₁を選択させることを示すレベル１の調整値選択信号Ｔ_SELを調整値選択回路１２に供給する。

次に、選択信号ＳＥＬが"0010"を表している間、候補値生成回路１６は、上記した第３候補の候補値ＴＲを電圧調整回路１１に供給する。よって、電圧調整回路１１は、かかる第３候補の候補値ＴＲに基づき基準電圧ＶＲに対して電圧調整を施して基準電圧Ｖ_REFを生成する。この際、比較回路１５は、かかる基準電圧Ｖ_REFが目標電圧ＶＴよりも大である場合には論理レベル１、小である場合には論理レベル０の比較結果信号ＣＭＰを候補値生成回路１６に供給する。候補値生成回路１６は、基準電圧Ｖ_REFが目標電圧ＶＴよりも大である場合には、全調整範囲の１／１６の値を第３候補から減算して得た調整値を第４候補の候補値ＴＲとする一方、小である場合には全調整範囲の１／１６の値を第３候補に加算して得た調整値を第４候補の候補値ＴＲとする（第３試行工程Ｇ３）。

尚、図７及び図８に示す一例では、第３試行工程Ｇ３において、電圧Ｖ₂₉の目標電圧ＶＴよりも小なる電圧Ｖ₂₂の基準電圧Ｖ_REFが生成される。よって、論理レベル１の比較結果信号ＣＭＰに応じて、候補値生成回路１６は、第４候補の候補値ＴＲとして調整値"0111"を調整値選択回路１２を介して電圧調整回路１１に供給する。

また、第３試行工程Ｇ３では、この電圧Ｖ₂₂の基準電圧Ｖ_REFを示す情報が図７に示す如く暫定電圧データＶＺ３として最適値選択回路１３のロードレジスタ１３４に記憶されると共に、上記した第３候補の調整値"0110"が、図７又は図８に示す如く候補値ＴＲ₃として、調整値選択回路１２のロードレジスタ１２３に記憶される。この際、暫定電圧データＶＺ１〜ＶＺ４及びＶＺＦ（この段階ではＶＺ４及びＶＺＦには初期値０が記憶されている）の内で、暫定電圧データＶＺ１が最も電圧Ｖ₂₉の目標電圧ＶＴに近いので、最適値選択回路１３は、暫定電圧データＶＺ１が得られた候補値ＴＲ₁を選択させることを示すレベル１の調整値選択信号Ｔ_SELを調整値選択回路１２に供給する。

次に、選択信号ＳＥＬが"0001"を表している間、候補値生成回路１６は、上記した第４候補の候補値ＴＲを電圧調整回路１１に供給する。よって、電圧調整回路１１は、かかる第４候補の候補値ＴＲに基づき基準電圧ＶＲに対して電圧調整を施して基準電圧Ｖ_REFを生成する（第４試行工程Ｇ４）。

尚、図７及び図８に示す一例では、第４試行工程Ｇ４において、電圧Ｖ₂₉の目標電圧ＶＴよりも小なる電圧Ｖ₂₆の基準電圧Ｖ_REFが生成される。この際、候補値生成回路１６は、最終候補の候補値ＴＲとして調整値"0111"を再び調整値選択回路１２を介して電圧調整回路１１に供給する。

また、第４試行工程Ｇ４では、この電圧Ｖ₂₆の基準電圧Ｖ_REFを示す情報が図７に示す如く暫定電圧データＶＺ４として最適値選択回路１３のロードレジスタ１３３に記憶されると共に、上記した第４候補の調整値"0111"が、図７又は図８に示す如く候補値ＴＲ₄として、調整値選択回路１２のロードレジスタ１２２に記憶される。この際、暫定電圧データＶＺ１〜ＶＺ４及びＶＺＦ（この段階ではＶＺＦには初期値０が記憶されている）の内で、暫定電圧データＶＺ１が最も電圧Ｖ₂₉の目標電圧ＶＴに近いので、最適値選択回路１３は、暫定電圧データＶＺ１が得られた候補値ＴＲ₁を選択させることを示すレベル１の調整値選択信号Ｔ_SELを調整値選択回路１２に供給する。

次に、選択信号ＳＥＬが"0000"を表している間、候補値生成回路１６は、上記した最終候補の候補値ＴＲを電圧調整回路１１に供給する。よって、電圧調整回路１１は、かかる最終候補の候補値ＴＲに基づき基準電圧ＶＲに対して電圧調整を施して基準電圧Ｖ_REFを生成する（試行完了工程ＧＥ）。

尚、図７及び図８に示す一例では、試行完了工程ＧＥにおいて、電圧Ｖ₂₉の目標電圧ＶＴよりも小なる電圧Ｖ₂₆の基準電圧Ｖ_REFが生成される。

また、試行完了工程ＧＥでは、この電圧Ｖ₂₆の基準電圧Ｖ_REFを示す情報が図７に示す如く暫定電圧データＶＺＦとして最適値選択回路１３のロードレジスタ１３２に記憶されると共に、上記した最終候補の調整値"0111"が、図７又は図８に示す如く候補値ＴＲ_Fとして、調整値選択回路１２のロードレジスタ１２１に記憶される。

ここで、上記した試行完了工程ＧＥにおいて、上記選択信号ＳＥＬが"0000"となると、探索制御カウンタ１７は、図７に示すように、探索動作が完了したことを示す論理レベル１の探索完了信号ＳＣ_DOを制御回路１８に供給する。かかる論理レベル１の探索完了信号ＳＣ_DOに応じて、制御回路１８は、図７に示すように、探索イネーブル信号ＳＣ_ENを論理レベル１の状態から論理レベル０の状態に遷移させる。これにより、図５に示す如き最適値選択回路１３のアンドゲート１４３は、最小値判定回路１４２から送出された調整値選択信号を調整値選択信号Ｔ_SELとして調整値選択回路１２に供給する。この際、最小値判定回路１４２は、第１〜第４試行工程Ｇ４において夫々得られた暫定電圧データＶＺ１〜ＶＺ４、及び試行完了工程ＧＥにて得られた暫定電圧データＶＺＦの内で最も目標電圧ＶＴ（Ｖ_BAS）に近い値を有する暫定電圧を判定する。図７及び図８に示す実施例では、暫定電圧データＶＺ１〜ＶＺ４及びＶＺＦの内で、暫定電圧データＶＺ１が最も電圧Ｖ₂₉の目標電圧ＶＴに近いので、最適値選択回路１３は、暫定電圧データＶＺ１が得られた候補値ＴＲ₁を選択させることを示すレベル１の調整値選択信号Ｔ_SELを調整値選択回路１２に供給する。これにより、調整値選択回路１２は、候補値ＴＲ₁〜ＴＲ₄、及びＴＲ_Fの内で、上記した調整値選択信号にて示される候補値ＴＲ₁、つまり"1000"を最終的な調整値として示す調整値データＴＲＭとし、これを電圧調整回路１１に供給する。この際、電圧調整回路１１は、ヒューズのトリミングによって、かかる調整値データＴＲＭにて示される調整値を電圧調整回路１１の最終的な調整値として固定する。

よって、図７及び図８に示すように、試行完了工程ＧＥで得られた候補値ＴＲ_Fは調整値"0111"であるものの、第１試行工程Ｇ１での候補値ＴＲ₁（"0111"）によって電圧調整の施された基準電圧（電圧Ｖ₃₁）が最も目標電圧ＶＴ（電圧Ｖ₂₉）に近いので、この候補値ＴＲ₁（"0111"）が、電圧調整回路１１の最終的な調整値として固定されるのである。

以上の如く、基準電圧調整部２００の調整値生成回路１０は、先ず、二分探索法（バイナリーサーチ）に従って調整値の候補となる第１〜第４及び最終の候補値（ＴＲ₁〜ＴＲ₄、ＴＲ_F）を生成しつつ、これら候補値を順次調整値として基準電圧（ＶＲ）に対して調整を施して第１〜第４及び最終の暫定電圧（ＶＺ１〜ＶＺ４、ＶＺＦ）を得る。そして、これら暫定電圧の内で最も目標電圧（ＶＴ、Ｖ_BAS）に近い暫定電圧を最適暫定電圧とし、この最適暫定電圧に対応した調整値の候補を、電圧調整回路１１における最終的な調整値として設定するのである。よって、バイナリーサーチによる最終の探索結果を直接、電圧調整回路の最終的な調整値として設定する従来の調整方法に比して、処理時間を大幅に増加させることなく精度の高い基準電圧調整を行うことが可能となる。

また、このような従来の調整方法によって基準電圧の調整を行うと、目標電圧ＶＴに対する誤差が大きくなる場合と、小さくなる場合とが生じる。よって、複数の半導体集積装置に対して同時に調整を行う場合には、その誤差を均一に小さくすべく、各半導体集積装置毎に個別の設定、例えば異なるオフセットを目標電圧ＶＴに加えることが可能な比較的高価なテスト装置が必要であった。しかしながら、本願発明によれば、複数の半導体集積装置の全てに対して、目標電圧ＶＴに対する誤差が小なる基準電圧が得られる調整を行うことが可能となるので、上記の如き高価なテスト装置が不要となる。

尚、上記実施例においては、基準電圧を目標電圧に近づけるべく実施する試行工程（Ｇ１〜Ｇ４、ＧＥ）、各試行工程で生成される調整値の候補（ＴＲ₁〜ＴＲ₄、ＴＲ_F）、及び調整の施された暫定的な基準電圧、つまり暫定電圧（ＶＺ１〜ＶＺ４、ＶＺＦ）の数が夫々５つであるが、試行工程の数、調整値の候補数及び暫定電圧の数は５つに限定されるものではない。要するに、調整値生成回路１０は、バイナリーサーチ等のアルゴリズムに従って夫々異なる第１〜第Ｎの候補値（Ｎは２以上の整数）を生成し、これら第１〜第Ｎの候補値（ＴＲ）を順次、電圧調整回路１１に供給する。そして、調整値生成回路１０は、第１〜第Ｎの候補値毎に電圧調整回路１１にて調整の施された第１〜第Ｎの暫定電圧（ＶＺ）の内で最も目標電圧（ＶＴ）に近い暫定電圧を最適暫定電圧とし、この最適暫定電圧に対応した候補値を、電圧調整回路１１の調整値として設定すれば良いのである。

ここで、図２に示す基準電圧調整部２００では、バイナリサーチを実行するにあたり、必ず所定回数分の探索を行うようにしているが、基準電圧Ｖ_REFが、目標電圧ＶＴを含むこのＶＴ近傍の所定範囲内に到った時点で、探索を終了させるようにしても良い。

図９は、かかる点に鑑みて為された基準電圧調整部２００の変形例を示すブロック図である。

尚、図９に示す構成では、図２に示される最適値選択回路１３に代えて最適値選択回路１５０を採用し、探索制御カウンタ１６に代えて探索制御カウンタ１６０を採用した点を除く他の構成は、図２に示されるものと同一である。よって、以下に、最適値選択回路１５０及び探索制御カウンタ１６０の動作を中心に図９に示される基準電圧調整部２００の動作について説明する。

図９において、最適値選択回路１５０は、探索イネーブル信号ＳＣ_ENが探索動作の非実行中を示す論理レベル０である場合に、各試行工程によって得られた暫定電圧データＶＺ各々の内で、目標電圧ＶＴとの電圧値の差が最も小なる暫定電圧データＶＺが得られた試行段階での調整値の候補を選択させるべき調整値選択信号Ｔ_SELを調整値選択回路１２に供給する。更に、最適値選択回路１５０は、電圧調整回路１１から送出された基準電圧Ｖ_REFが、
（ＶＴ＋α）＞Ｖ_REF＞（ＶＴ−α）
α：基準閾値
を満たす場合、つまりバイナリーサーチによる各試行段階において得られた基準電圧Ｖ_REFが、目標電圧ＶＴを含む所定範囲内に到った場合に論理レベル０の状態から論理レベル１に遷移する探索終了信号Ｔ_FINを探索制御カウンタ１６０に供給する。尚、上記した基準閾値αは、候補値ＴＲを１段階だけ増加又は低下させた際における基準電圧Ｖ_REFの電圧変化分の１／２よりも小なる値である。

図１０は、最適値選択回路１５０の内部構成の一例を示すブロック図である。

尚、図１０に示す構成では、図５に示す構成からアンドゲート１４３を削除すると共に、閾値レジスタ１５１、加算器１５２、減算器１５３及び閾値判定回路１５４を付加した点を除く他の構成は、図５に示すものと同一である。また、図１０に示す構成では、最小値判定回路１４２から送出された調整値選択信号をそのまま調整値選択信号Ｔ_SELとして出力するようにしている。

以下に、閾値レジスタ１５１、加算器１５２、減算器１５３及び閾値到達判定回路１５４の動作を中心に図１０に示される最適値選択回路１５０の動作について説明する。

閾値レジスタ１５１には、上記した如き基準閾値αを示す情報が予め記憶されている。尚、外部から任意の基準閾値αを閾値レジスタ１５１に設定できるようにしても良い。閾値レジスタ１５１は、かかる基準閾値αを加算器１５２及び減算器１５３に供給する。加算器１５２は、ロードレジスタ１３１から供給された目標電圧Ｖ_BASに基準閾値αを加算して得られた電圧値を上限閾値ＶＵとして閾値到達判定回路１５４に供給する。減算器１５３は、かかる目標電圧Ｖ_BASから基準閾値αを減算して得られた電圧値を下限閾値ＶＬとして閾値到達判定回路１５４に供給する。閾値到達判定回路１５４は、ロードレジスタ１３２〜１３６から送出された各試行工程毎に生成された暫定電圧データＶＺ１〜ＶＺ４及びＶＺＦの内の少なくとも１つが、下限閾値ＶＬよりも大であり且つ上限閾値ＶＵよりも小となった時点で探索動作を終了させるべき論理レベル１の探索終了信号Ｔ_FINを探索制御カウンタ１６０に供給する。

探索制御カウンタ１６０は、最下位ビットだけが論理レベル１となる"１００００"を初期値とする５ビットのリングカウンタからなり、探索イネーブル信号ＳＣ_ENが論理レベル１である間だけクロック信号ＣＬＫに応じて"１００００"、"０１０００"、"００１００"、"０００１０"、"００００１"、"１００００"の如きリングカウント動作を実行する。探索制御カウンタ１６０は、その５ビットのリングカウント値の内の上位４ビット分を選択信号ＳＥＬとして調整値選択回路１２、最適値選択回路１５０、及び候補値生成回路１６に供給する。更に、探索制御カウンタ１６０は、そのリングカウント値が初期値"１００００"、つまり上位４ビットが全て論理レベル０となる時、又は最適値選択回路１５０から論理レベル１の探索終了信号Ｔ_FINが供給された時に、探索動作の完了を示す論理レベル１の探索完了信号ＳＣ_DOを生成し、これを比較回路１５及び制御回路１８に供給する。

以下に、図９に示す構成を有する基準電圧調整部２００によって為される調整値の探索動作について、図１１及び図１２を参照しつつ説明する。尚、図１０に示す最適値選択回路１５０の閾値レジスタ１５１には、基準閾値αとして電圧Ｖ₂を示す情報が記憶されているものとする。また、外部端子Ｐ４には、目標電圧ＶＴとして電圧Ｖ₁₃の電圧が外部供給されているものとする。これにより、最適値選択回路１５０の閾値到達判定回路１５４には、（電圧Ｖ₁₃＋電圧Ｖ₂）の電圧Ｖ₁₅の上限閾値ＶＵ、及び（電圧Ｖ₁₃−電圧Ｖ₂）の電圧Ｖ₁₁の下限閾値ＶＬが供給されることになる。

先ず、かかる探索動作の開始前、つまり、探索イネーブル信号ＳＣ_ENが論理レベル０の状態から論理レベル１の状態に遷移する直前では、参照電圧選択回路１４が、外部供給された目標電圧ＶＴ（電圧Ｖ₁₃）を表す参照電圧データＶＢＳを最適値選択回路１３に供給する。この際、最適値選択回路１５０のロードレジスタ１３１は、論理レベル０の探索イネーブル信号ＳＣ_ENに応じて、上記した目標電圧ＶＴ（電圧Ｖ₁₃）を示す参照電圧データＶＢＳを取り込んで記憶し、これを目標電圧Ｖ_BASとして差分回路１３７〜１４１に供給する。この間、候補値生成回路１６は、初期値"0000"を表す候補値ＴＲを電圧調整回路１１に供給する。これにより、電圧調整回路１１は、かかる"0000"を表す候補値ＴＲによって基準電圧ＶＲの電圧値を調整して得られた基準電圧Ｖ_REFを生成する。また、比較回路１５は、かかる基準電圧Ｖ_REFと目標電圧ＶＴとの大小比較結果を示す比較結果信号ＣＭＰを候補値生成回路１６に供給する。

その後、探索イネーブル信号ＳＣ_ENが論理レベル０の状態から論理レベル１に遷移すると、これに応じて探索制御カウンタ１６０がリングカウント動作を開始する。すなわち、探索制御カウンタ１６０は、クロック信号ＣＬＫに応じて、初期値"10000"の状態から、"01000"、"00100"の如く遷移するリングカウント動作を実行する。この間、探索制御カウンタ１６０からは、そのリングカウント値の上位４ビット分、つまり、図１１に示す如き"0000"、"1000"、"0100"を順に表す選択信号ＳＥＬが送出される。

尚、図１１及び図１２に示す一例では、第１試行工程Ｇ１において、電圧Ｖ₁₃の目標電圧ＶＴよりも大なる電圧Ｖ₃₁の基準電圧Ｖ_REFが生成される。よって、論理レベル０の比較結果信号ＣＭＰに応じて、候補値生成回路１６は、第２候補の候補値ＴＲとして調整値"0100"を調整値選択回路１２を介して電圧調整回路１１に供給する。

また、第１試行工程Ｇ１では、この電圧Ｖ₃₁の基準電圧Ｖ_REFを示す情報が暫定電圧データＶＺ１として最適値選択回路１５０のロードレジスタ１３６に記憶されると共に、上記した第１候補の調整値"1000"が、図１１又は図１２に示す如き候補値ＴＲ₁として、調整値選択回路１２のロードレジスタ１２５に記憶される。この際、暫定電圧データＶＺ１〜ＶＺ４及びＶＺＦ（この段階ではＶＺ２〜ＶＺ４及びＶＺＦには初期値０が記憶されている）の内で、暫定電圧データＶＺ１が最も電圧Ｖ₁₃の目標電圧ＶＴに近いので、最適値選択回路１５０は、この暫定電圧データＶＺ１が得られた候補値ＴＲ₁を選択させることを示すレベル１の調整値選択信号Ｔ_SELを調整値選択回路１２に供給する。また、暫定電圧データＶＺ１（電圧Ｖ₃₁）が図１２に示す如き上限値ＶＵ（電圧Ｖ₁₅）〜下限値ＶＬ（電圧Ｖ₁₁）の範囲に入っていないことから、最適値選択回路１５０の閾値到達判定回路１５４は、論理レベル０の探索終了信号Ｔ_FINを探索制御カウンタ１６０に供給する。

ここで、図１１及び図１２に示す一例では、第２試行工程Ｇ２において、電圧Ｖ₁₃の目標電圧ＶＴよりも小なる電圧Ｖ₁₂の基準電圧Ｖ_REFが生成される。また、第２試行工程Ｇ２では、この電圧Ｖ₁₂の基準電圧Ｖ_REFを示す情報が図７に示す如く暫定電圧データＶＺ２として最適値選択回路１３のロードレジスタ１３５に記憶されると共に、上記した第２候補の調整値"0100"が、図１１及び図１２に示す如き候補値ＴＲ₂として、調整値選択回路１２のロードレジスタ１２４に記憶される。この際、第２試行工程Ｇ２において生成された基準電圧Ｖ_REF（電圧Ｖ₁₃）は、図１２に示す如き上限値ＶＵ（電圧Ｖ₁₅）〜下限値ＶＬ（電圧Ｖ₁₁）の範囲に入る為、最適値選択回路１５０の閾値到達判定回路１５４は、図１１に示すように論理レベル１の探索終了信号Ｔ_FINを探索制御カウンタ１６０に供給する。これにより、探索制御カウンタ１６０は、探索動作の完了を示す論理レベル１の探索完了信号ＳＣ_DOを生成し、これを比較回路１５及び制御回路１８に供給する。かかる論理レベル１の探索完了信号ＳＣ_DOに応じて、制御回路１８は、探索イネーブル信号ＳＣ_ENを論理レベル１の状態から論理レベル０に遷移させる。よって、探索制御カウンタ１６０は、そのリングカウント動作を停止する。これにより、候補値生成回路１６での候補値ＴＲの生成動作が停止するので、残りの第３試行工程Ｇ３、第４試行工程Ｇ４及び試行完了工程ＧＥでのバイナリーサーチ動作は実施されない。

尚、第２試行工程Ｇ２までの段階では、暫定電圧データＶＺ２（電圧Ｖ₁₂）が最も電圧Ｖ₁₃の目標電圧ＶＴに近いので、最適値選択回路１５０は、暫定電圧データＶＺ２が得られた候補値ＴＲ₂を選択させることを示すレベル２の調整値選択信号Ｔ_SELを調整値選択回路１２に供給する。これにより、調整値選択回路１２は、候補値ＴＲ₂、つまり"0100"を最終的な調整値として示す調整値データＴＲＭとして電圧調整回路１１に供給する。この際、電圧調整回路１１は、ヒューズのトリミングによって、かかる調整値データＴＲＭにて示される調整値を電圧調整回路１１の調整値として固定する。

すなわち、図９に示す構成を有する基準電圧調整部２００では、バイナリーサーチを実行するにあたり、電圧値の調整を施した基準電圧が目標電圧の近傍に到達した時点でその探索動作を終了させるようにしたので、常に所定回数（４回）分の探索を実行する場合に比して、バイナリーサーチに要する時間を短縮させることが可能となる。

１０調整値生成回路
１１電圧調整回路
１２調整値選択回路
１３、１５０最適値選択回路
１６候補値生成回路
１７、１６０探索制御カウンタ
１８制御回路
２００基準電圧調整部

Claims

機能回路部と、前記機能回路部で用いられる基準電圧の調整を行う基準電圧調整部と、を含む半導体集積装置であって、
前記基準電圧調整部は、
前記基準電圧の目標となる目標電圧を受け入れる為の外部端子と、
前記基準電圧を調整するための調整値を生成する調整値生成回路と、
前記調整値に応じて前記基準電圧を調整する電圧調整回路と、を有し、
前記調整値生成回路は、
前記調整値の候補として夫々異なる第１〜第Ｎの候補値（Ｎは２以上の整数）を生成し、前記第１〜第Ｎの候補値を順次、前記調整値として前記電圧調整回路に供給しつつ前記調整値に応じて前記電圧調整回路で調整された電圧を第１〜第Ｎの暫定電圧として得る手段と、
前記第１〜第Ｎの暫定電圧の内で最も前記目標電圧に近い暫定電圧を最適暫定電圧とし、これに対応する前記候補値の１を前記電圧調整回路における前記調整値とする手段と、
前記候補値の１つが前記電圧調整回路に供給される度に、前記暫定電圧が前記目標電圧を含む所定電圧範囲内に含まれているか否かを判定し、前記暫定電圧が前記所定電圧範囲内に含まれていると判定された場合には当該暫定電圧を前記最適暫定電圧とすると共に、前記候補値の生成動作を停止する手段と、を有することを特徴とする半導体集積装置。
前記調整値生成回路は、二分探索法に従って前記第１〜第Ｎの候補値を生成することを特徴とする請求項１記載の半導体集積装置。
前記所定電圧範囲の上限値は前記目標電圧に基準閾値を加算した値であり、前記所定電圧範囲の下限値は前記目標電圧から前記基準閾値を減算した値であり、
前記基準閾値は、前記候補値を１段階だけ増加又は低下させた際における前記暫定電圧の変化分の１／２よりも小なる値であることを特徴とする請求項２記載の半導体集積装置。
半導体集積装置に形成されている機能回路部で用いられる基準電圧を調整する基準電圧調整方法であって、
前記基準電圧を調整するための調整値の候補として夫々異なる第１〜第Ｎの候補値（Ｎは２以上の整数）を生成する第１ステップと、
前記第１〜第Ｎの候補値の各々に基づいて前記基準電圧に対して順次電圧調整を施して第１〜第Ｎの暫定電圧を得る第２ステップと、
前記第１〜Ｎの暫定電圧の内で最も目標電圧に近い暫定電圧を最適暫定電圧とし、これに対応する前記候補値の１を前記基準電圧に対する前記調整値とする第３ステップと、を有し、
前記第３ステップは、
前記第２ステップにおいて前記候補値の１つに応じた調整が為される度に得られる前記暫定電圧が前記目標電圧を含む所定電圧範囲内に含まれているか否かを判定し、前記暫定電圧が前記所定電圧範囲内に含まれていると判定されたときに当該暫定電圧を前記最適暫定電圧とすると共に、前記第１ステップでの前記候補値の生成動作を停止させるステップを含むことを特徴とする基準電圧調整方法。
前記第１ステップでは、二分探索法に従って前記第１〜第Ｎの候補値を生成することを特徴とする請求項４記載の基準電圧調整方法。
前記所定電圧範囲の上限値は前記目標電圧に基準閾値を加算した値であり、前記所定電圧範囲の下限値は前記目標電圧から前記基準閾値を減算した値であり、
前記基準閾値は、前記候補値を１段階だけ増加又は低下させた際における前記基準電圧の変化分の１／２よりも小なる値であることを特徴とする請求項５記載の基準電圧調整方法。