JPH0535349A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源回路の出力電圧の温度特性を所定のもの
とする。 【構成】 電源回路１０を抵抗の温度係数が異なる複数
の第１の抵抗１４ａ，…，１４ｎと第２の抵抗１５とを
直列接続した抵抗分圧部１２と、抵抗分圧部１２の各抵
抗の接続部タップ１６ａ，…，１６ｎのうちから所定の
接続部タップを選択する選択部１３とを設けて構成し、
第１の抵抗の温度係数と第２の抵抗の温度係数が異なっ
ているため、直列接続された複数の第１の抵抗の接続部
タップに分圧された電圧の温度特性は接続部タップ毎に
連続的に異なる。そのため分圧した電圧が出力される回
路１１の温度特性及び動作において要求される温度特性
に合わせ、接続タップを選択することにより、容易に電
源回路の温度特性を動作させる回路等の温度特性に応じ
た所定のものに設定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば温度特性を補正
した電圧が得られる電源回路を有する半導体装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より知られているように、例えばチ
ップ内に複数の抵抗を直列に接続した抵抗分圧部を形成
し、この抵抗分圧部にチップ外に設けられた定電圧源か
らの電圧を入力して所定電圧を抵抗の接続部位から出力
する電源回路を設け、分圧された所定電圧を用いて同一
チップ内の他の回路を動作させるようにした半導体装置
がある。

【０００３】このような半導体装置の従来例を図４を参
照して説明する。図４は要部の回路図で、図において１
は例えば半導体基板上に他の動作回路と共に１つの半導
体チップを形成する電源回路であり、２は電源回路１の
抵抗分圧部である。この抵抗分圧部２は高電位側の抵抗
３と低電位側の抵抗４とが直列接続されて構成されてお
り、抵抗分圧部２の図４における下側の低電位側端部５
は接地され、上側の高電位側端部６は図示しない外部の
定電圧源の高電位部に接続されている。また両抵抗３，
４の接続部タップ７から分圧された所定電圧が出力でき
るように構成されている。

【０００４】そして上記の従来技術においては、抵抗分
圧部２の各抵抗３，４が半導体基板上に同じ材料を用
い、同じ製造プロセスによって形成した抵抗で構成され
ている場合には、両抵抗３，４の抵抗値の相対的な精度
は高く、接続部タップ７に出力される分圧された電圧の
値も精度の良いものとなっている。また分圧された電圧
の温度特性は温度変化に対し電圧が変化しない一定のも
のとなっている。すなわち周囲の温度変化に対して電源
回路１が出力する電圧値は、両抵抗３，４の抵抗の温度
係数が同じで分圧比がいつも同じであるため常に一定の
値となる。

【０００５】そして、このような電源回路１で分圧され
た電圧を用いて動作させる動作回路に周囲温度の変化に
関係しない動作が通常多く求められるが、この様な場
合、周囲の温度変化に対して動作回路の温度特性が変化
しないものであるときには適正な動作が得られる。しか
し、動作回路が温度特性を持っているものであるときに
は上記のような抵抗の温度係数が同じ抵抗３，４による
抵抗分圧部２で分圧した電源回路１を用いたのでは、動
作回路の温度特性によって周囲温度の変化に関係しない
所望の動作を得ることができない。

【０００６】一方、上記と同様に動作回路が周囲の温度
変化に対して温度特性を持っている場合に、この回路に
周囲温度の変化に関係しない動作を行わせようとすると
きには、抵抗分圧部２に抵抗の温度係数が異なる各抵抗
３，４をその構成材料をそれぞれ変えて別々の製造プロ
セスによって半導体基板上に形成し、抵抗分圧部２の温
度特性を動作回路の温度特性を打ち消すように設けて電
源回路１を構成する。しかしながら、半導体の製造プロ
セスの別々の工程で異なる抵抗を作る場合には、特に絶
対的な精度を求めることが非常に難しいことである。そ
のため抵抗分圧部２の接続部タップ７で得られる電圧の
プロセスばらつきが非常に大きく、また得られる電圧の
温度による変動の大きさ、すなわち温度係数を所望の値
となるように制御することも非常に難しいことである。
さらに電源回路１と同一の半導体基板の上に形成し、こ
の電源回路１によって動作する動作回路の温度特性も製
造プロセスによってばらつき、一様な温度特性の動作回
路を得ることも非常に難しいものとなっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような電源回路
の温度特性を所望のものとすることが困難な状況に鑑み
て本発明はなされたもので、その目的とするところは電
源回路の分圧された電圧によって動作する動作回路等の
温度特性に応じ、電源回路の温度特性を所定のものに設
定することが容易にできるようにした半導体装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
定電圧源から入力された定電圧を所定電圧に分圧して出
力するようにした電源回路を備えるものにおいて、電源
回路が、それぞれ抵抗の温度係数が異なる直列接続され
た複数の第１の抵抗と第２の抵抗を有し、かつ直列接続
された第１の抵抗に第２の抵抗が直列に接続された抵抗
分圧部と、この抵抗分圧部の各抵抗の接続部タップのう
ちから所定の温度特性の電圧が得られる接続部タップを
選択するように設けられた選択部とを備えていることを
特徴とするものであり、第２の抵抗の少なくとも一部を
ＭＯＳトランジスタで形成したことを特徴とするもので
ある。

【０００９】

【作用】上記のように構成された半導体装置は、抵抗の
温度係数が異なる直列接続された複数の第１の抵抗とこ
れに直列に第２の抵抗を設けて抵抗分圧部を形成し、こ
の抵抗分圧部の各抵抗の接続部タップのうちから所定の
温度特性の電圧が得られる接続部タップを選択する選択
部を設けて電源回路を形成する構成としており、第１の
抵抗の温度係数と第２の抵抗の温度係数が異なっている
ため、直列接続された複数の第１の抵抗の接続部タップ
に分圧された電圧の温度特性は接続部タップ毎に連続的
に異なる。そのため分圧電圧が出力される回路の温度特
性及び動作において要求される温度特性に合わせ、選択
部により接続タップを選択することにより、容易に電源
回路の温度特性を動作させる回路等の温度特性に応じ所
定のものに設定することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図３を参照
して説明する。

【００１１】先ず、第１の実施例について図１及び図２
により説明する。図１は要部の回路図で、図２は温度に
対する電圧の特性図である。図において１０は従来例と
同様に、例えば半導体基板上に形成された電源回路で、
これは同じく半導体基板上に形成された動作回路１１と
共に１つの半導体チップを構成している。電源回路１０
は抵抗分圧部１２及び選択部１３を備えて構成されてい
る。抵抗分圧部１２は直列に接続された複数の第１の抵
抗１４ａ，１４ｂ，…，１４ｎと、同じくこれらに直列
に接続された第２の抵抗１５とを有している。第１の抵
抗１４ａ，１４ｂ，…，１４ｎは半導体チップの同一の
製造プロセスで同じ材料を用いて形成されており、各抵
抗値の相対的な精度は高く成っており、第２の抵抗１５
は第１の抵抗１４ａ，１４ｂ，…，１４ｎとは別の製造
プロセスにより形成された比較的抵抗値の大きいもので
ある。なお、１６ａは第１の抵抗１４ａと第１の抵抗１
４ｂとが接続された接続部タップで、同様に１６ｂ，
…，１６ｎは直列に各抵抗１４ｂ，…，１４ｎ，１５が
それぞれ接続されている各接続部タップである。そして
第１の抵抗１４ａ，１４ｂ，…，１４ｎは抵抗の正の温
度係数Ｘを持ち、第２の抵抗１５も抵抗の正の温度係数
Ｙを持ち、温度係数Ｘと温度係数Ｙとは、Ｘ＜Ｙの関係
になっている。さらに直列に接続された第１の抵抗１４
ａ，１４ｂ，…，１４ｎと第２の抵抗１５との各抵抗値
の比は分圧された電圧が動作回路１１の動作に影響を与
えない範囲の値に設定されている。

【００１２】また、選択部１３はタップ選択形のアナロ
グスイッチ１７を備えており、アナログスイッチ１７は
制御信号入力端子１８に加えられた所定の制御信号１９
によって複数の入力端子２０ａ，２０ｂ，…，２０ｎの
中の一つの入力端子が選択され、その選択された入力端
子に加えられた入力電圧に対応する出力電圧を出力端子
２１に出力するように形成され、出力端子２１には動作
回路１１が接続されている。そして複数の入力端子２０
ａ，２０ｂ，…，２０ｎにはそれぞれ抵抗分圧部１２の
各接続部タップ１６ａ，１６ｂ，…，１６ｎが接続され
ている。

【００１３】そして、直列接続された第１の抵抗１４
ａ，１４ｂ，…，１４ｎと第２の抵抗１５の両端に、第
１の抵抗１４ａ側の端部を高電位部とし第２の抵抗１５
の端部を低電位部すなわち接地するように、図示しない
外部の例えば５Ｖの定電圧源が接続されている。これに
より各接続部タップ１６ａ，１６ｂ，…，１６ｎには定
電圧源の電圧を分圧したそれぞれに対応する定電圧が得
られるようになっている。なお、各接続部タップ１６
ａ，１６ｂ，…，１６ｎでの分圧された電圧の温度変動
に対する変化は、図２に示す各接続部タップ１６ａ，１
６ｂ，…，１６ｎに対応する特性曲線Ａ，Ｂ，…，Ｎよ
うになり、その変化率は各接続部タップ１６ａ，１６
ｂ，…，１６ｎと定電圧源が接続された端部間の各抵抗
値の温度変化の変化率の差、すなわち、選定した接続部
タップと高電位部である第１の抵抗１４ａ側の端部との
間の抵抗値の温度変化及び接地部である第２の抵抗１５
の端部との間の抵抗値の温度変化の変化率の差によって
決まる。

【００１４】このため分圧された電圧の温度係数は、第
１の抵抗１４ａ，１４ｂ，…，１４ｎの抵抗の温度係数
Ｘと第２の抵抗１５の抵抗の温度係数ＹとがＸ＜Ｙの関
係になっていることも含め、選定した接続部タップから
接地部までの合成抵抗の抵抗値における第２の抵抗１５
の抵抗値の割合によって変わる。高い電位の接続部タッ
プを選んだときには第２の抵抗１５の抵抗値の割合が小
さくなるので温度係数は小さくなる。逆に低い電位の接
続部タップを選んだときには第２の抵抗１５の抵抗値の
割合が大きくなるので温度係数は大きくなる。

【００１５】以上のように構成された第１の実施例によ
れば、電源回路１０と共に同一の半導体チップ上に形成
された動作回路１１の温度特性を判明させた後、この動
作回路１１の温度特性を打ち消すような温度特性を持つ
接続部タップを選定することによって、動作回路１１の
温度によらない動作を実現することができる。

【００１６】すなわち、接続部タップ１６ａ，１６ｂ，
…，１６ｎの中から動作回路１１の温度特性を打ち消す
ような温度特性を持つものを選択するに際し、対応する
各接続部タップ１６ａ，１６ｂ，…，１６ｎが接続され
た選択部１３の入力端子２０ａ，２０ｂ，…，２０ｎに
加えられた電圧を、アナログスイッチ１７の制御信号入
力端子１８を介して加えられる制御信号１９を変えるこ
とにより出力端子２１にそれぞれ切り換えて与え、出力
端子２１に接続された動作回路１１の温度特性をチェッ
クすることによって、例えば接続部タップ１４ｂを選定
する。接続部タップ１４ｂが選択された時点で制御信号
１９を固定し、対応する入力端子２０ｂが出力端子２１
に接続された状態にして選択を終了する。

【００１７】そして、アナログスイッチ１７が入力端子
２０ｂと出力端子２１のみが導通する状態にして電源回
路１０と動作回路１１が搭載された半導体チップを完成
させる。なお同一製造ロットのものについては形成され
る回路のばらつき等が少ないため全て同じように選択が
されるようにしてもよい。

【００１８】上記のようにして動作回路１１の温度特性
及び動作回路１１の動作において要求される温度特性に
応じ、電源回路１０のアナログスイッチ１７を切り換え
るのみで分圧した電圧の温度特性を変えることができ、
動作回路１１の動作が所定の温度特性をもつように決定
することが容易に行える。また製造ロットの特性のばら
つきも容易に補正することができ、製造歩留の向上も図
ることができる。

【００１９】次に、第２の実施例について図３により説
明する。図３は要部の回路図であり、図において２２は
上記の第１の実施例と同様に、例えば半導体基板上に形
成された電源回路で、これは同じく半導体基板上に形成
された動作回路１１と共に１つの半導体チップを構成し
ている。電源回路２２は抵抗分圧部２３及び選択部２４
を備えて構成されている。抵抗分圧部２３は直列に接続
された複数の第１の抵抗１４ａ，１４ｂ，…，１４ｎ
と、これらに直列に接続された第２の抵抗２５とを有し
ている。第２の抵抗２５は、抵抗２６とこれにオン抵抗
が直列に接続されるようにドレインとソースが接続され
たｎ型ＭＯＳトランジスタ２７とで構成され、ｎ型ＭＯ
Ｓトランジスタ２７のゲート電圧はゲートに接続された
制御部２８により制御される。そしてｎ型ＭＯＳトラン
ジスタ２７のゲート電圧が制御されることによってオン
抵抗が変化する。なお第２の抵抗２５を形成する抵抗２
６とｎ型ＭＯＳトランジスタ２７とは、その合成抵抗が
第１の抵抗１４ａ，１４ｂ，…，１４ｎの抵抗値に比べ
て比較的抵抗値の大きいものあり、それぞれ別の製造プ
ロセスにより形成されている。

【００２０】また、制御部２８は電流源２９にドレイン
とゲート間が短絡するように設けられたｎ型ＭＯＳトラ
ンジスタ３０を直列に接続するようにして構成され、抵
抗分圧部２３及び選択部２４と共に同じ半導体基板の上
に形成されている。そして制御部２８の電流源２９側の
端部には、例えば５Ｖの図示しない定電圧源の高電位側
が接続され、ｎ型ＭＯＳトランジスタ３０のソースは接
地されている。なお電流源２９を電流源制御信号３１で
制御することによってｎ型ＭＯＳトランジスタ３０のド
レイン電圧を制御し、ドレイン電圧がｎ型ＭＯＳトラン
ジスタ２７のゲート電圧であることから制御されたドレ
イン電圧によりオン抵抗が制御される。

【００２１】また、選択部２４はデコーダ３２と、デコ
ーダ３２の制御信号出力端子３２ａ，３２ｂ，…，３２
ｎ及び接続部タップ１６ａ，１６ｂ，…，１６ｎに対応
させたｎ型ＭＯＳトランジスタ３３ａ，３３ｂ，…，３
３ｎとを設けて構成されている。ｎ型ＭＯＳトランジス
タ３３ａ，３３ｂ，…，３３ｎのおのおののゲートはデ
コーダ３２の対応する制御信号出力端子３２ａ，３２
ｂ，…，３２ｎと接続され、他の２つの電極の一方は対
応している接続部タップ１６ａ，１６ｂ，…，１６ｎに
それぞれ接続され、ｎ型ＭＯＳトランジスタ３３ａ，３
３ｂ，…，３３ｎの残る電極は選択部２４の出力端子３
４に接続され、出力端子３４には動作回路１１が接続さ
れている。そしてデコーダ３２の制御信号入力端子３５
には接続タップのか図に応じたｍビットのバイナリ制御
信号が加えられるようになっている。デコーダ３２の制
御信号入力端子３５に加えられた所定のｍビットのバイ
ナリ制御信号３６によってデコーダ３２の制御信号出力
端子３２ａ，３２ｂ，…，３２ｎのうちの１つにのみハ
イレベルの信号が出力され、ｎ型ＭＯＳトランジスタ３
３ａ，３３ｂ，…，３３ｎのうちの１つのもののみが動
作する。これによって接続部タップ１６ａ，１６ｂ，
…，１６ｎの１つが選択され、選択された接続部タップ
の分圧された電圧が出力端子３４に出力され、出力端子
３４に接続された動作回路１１に加えられる。

【００２２】そして、直列接続された第１の抵抗１４
ａ，１４ｂ，…，１４ｎと第２の抵抗１５の両端に、第
１の抵抗１４ａ側の端部を高電位部とし第２の抵抗２５
の端部、すなわちｎ型ＭＯＳトランジスタ２７のソース
を低電位部すなわち接地するように、図示しない外部の
例えば５Ｖの定電圧源が接続されている。これにより各
接続部タップ１６ａ，１６ｂ，…，１６ｎには定電圧源
の電圧を分圧したそれぞれに対応する定電圧が得られる
ようになっている。なお、各接続部タップ１６ａ，１６
ｂ，…，１６ｎでの分圧された電圧の温度変動に対する
変化は、第１の実施例と同様に、その変化率は各接続部
タップ１６ａ，１６ｂ，…，１６ｎと定電圧源が接続さ
れた端部間の各抵抗値の温度変化の変化率の差、すなわ
ち、選定した接続部タップと高電位部である第１の抵抗
１４ａ側の端部との間の抵抗値の温度変化及び接地部で
ある第２の抵抗１５の端部との間の抵抗値の温度変化の
変化率の差によって決まる。

【００２３】以上のように構成された第２の実施例によ
れば、電源回路２２と共に同一の半導体チップ上に形成
された動作回路１１の温度特性を判明させた後、この動
作回路１１の温度特性を打ち消すような温度特性を持つ
接続部タップを選定することによって、動作回路１１の
温度によらない動作を実現することができる。すなわ
ち、接続部タップ１６ａ，１６ｂ，…，１６ｎの中から
動作回路１１の温度特性を打ち消すような温度特性を持
つものを選択するために、デコーダ３２の制御信号入力
端子３５に加えられるｍビットの制御信号３６を変え
る。これによりｎ型ＭＯＳトランジスタ３３ａ，３３
ｂ，…，３３ｎを順次切り換えて導通させ、選択部２４
の出力端子３４にそれぞれ接続部タップ１６ａ，１６
ｂ，…，１６ｎの分圧した電圧を切り換えて与え、出力
端子３４に接続された動作回路１１の温度特性をチェッ
クすることによって、例えば接続部タップ１４ｂを選定
する。接続部タップ１４ｂが選択された時点で制御信号
３６を固定し、対応するｎ型ＭＯＳトランジスタ３３ｂ
のみを導通状態にして選択を終了する。そして、出力端
子３４に選択した接続部タップの分圧電圧が出力される
ようにして電源回路２２と動作回路１１が搭載された半
導体チップを完成させる。なお接続部タップ１６ａ，１
６ｂ，…，１６ｎの切り替えに伴い出力端子３４の電圧
が変動する点については第２の抵抗２５のｎ型ＭＯＳト
ランジスタ２７のオン抵抗を補正するように調整して行
う。また第１の実施例と同じように同一製造ロットのも
のについては形成される回路のばらつき等が少ないた
め、全て同じように選択がされるようにしてもよい。

【００２４】このような第２の実施例においても、動作
回路１１の温度特性及び動作回路１１の動作において要
求される温度特性に応じ、電源回路２２の接続部タップ
１６ａ，１６ｂ，…，１６ｎを簡単に切り替えることの
みで、分圧した電圧の温度特性を変えることができ、第
１の実施例と同様の効果を得ることができる。

【００２５】尚、上記の実施例においては第１の抵抗の
温度係数Ｘと第２の抵抗の温度係数ＹとがＸ＜Ｙの関係
になっているもので説明したが、動作回路１１の条件に
よっては逆の関係であってもよく、また電源回路１０，
２２と動作回路１１とを別々の半導体チップ上に形成す
るようにしてもよい等、要旨を逸脱しない範囲内で本発
明は適宜変更して実施し得るものである。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、抵抗の温度係数が異なる直列接続された複数の第１
の抵抗とこれに直列に第２の抵抗を設けて抵抗分圧部を
形成し、この抵抗分圧部の各抵抗の接続部タップのうち
から所定の温度特性の電圧が得られる接続部タップを選
択する選択部を設けて電源回路を形成する構成としたこ
とにより、電源回路の温度特性を動作させる回路等の温
度特性に応じ所定のものに設定することが容易にできる
等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す要部の回路図であ
る。

【図２】図１における温度に対する電圧の特性図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施例を示す要部の回路図であ
る。

【図４】従来例を示す要部の回路図である。

【符号の説明】

１０…電源回路 １２…抵抗分圧部 １３…選択部 １４ａ，１４ｂ，…，１４ｎ…第１の抵抗 １５…第２の抵抗 １６ａ，１６ｂ，…，１６ｎ…接続部タップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定電圧源から入力された定電圧を所定電
   圧に分圧して出力するようにした電源回路を備えるもの
   において、前記電源回路が、それぞれ抵抗の温度係数が
   異なる直列接続された複数の第１の抵抗と第２の抵抗を
   有し、かつ前記直列接続された第１の抵抗に前記第２の
   抵抗が直列に接続された抵抗分圧部と、この抵抗分圧部
   の各抵抗の接続部タップのうちから所定の温度特性の電
   圧が得られる接続部タップを選択するように設けられた
   選択部とを備えていることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 第２の抵抗の少なくとも一部をＭＯＳト
   ランジスタで形成したことを特徴とする請求項１記載の
   半導体装置。