JPH0752261B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH0752261B2
JPH0752261B2 JP60208680A JP20868085A JPH0752261B2 JP H0752261 B2 JPH0752261 B2 JP H0752261B2 JP 60208680 A JP60208680 A JP 60208680A JP 20868085 A JP20868085 A JP 20868085A JP H0752261 B2 JPH0752261 B2 JP H0752261B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、光電池素子からの電圧を受け、液晶ディスプ
レイに供給すべき駆動電圧を形成する安定化電源回路を
含む半導体集積回路装置に関するもので、たとえば太陽
電池を電源に使用する電子卓上計算器に適用されて有効
な技術に関するものである。
〔背景技術〕
今日、電子卓上計算器(以下単に電卓とも称する)の多
くは、その表示部にダイナミック駆動方式によって駆動
される液晶ディスプレイが用いられている。この液晶デ
ィスプレイは、その正常動作電圧がある程度の範囲に限
定される。たとえば、セグメント型液晶ディスプレイに
おいて、電源電圧が正常動作電圧の範囲を越えると非選
択であるべきセグメントも黒くなり、逆にこの範囲以下
では選択であるべきセグメントがうすくなる。この結
果、適正な表示が不可能になる。電卓の電源として太陽
電池を用いる場合、その電圧が光度に応じて大幅に変化
してしまうので、その電圧を液晶ディスプレイの正常動
作電圧の範囲で定電圧化することが必要となる。
そこで従来は、発光ダイオードなどの定電圧素子と電流
制限用の抵抗とを太陽電池に並列接続し、定電圧素子に
よって定電圧化された電圧を液晶ディスプレイに供給し
ていた。
しかしながら、電卓の機能部品のほとんどが半導体集積
回路化されている今日において、上記発光ダイオードを
LSIチップに外付けする構成では、部品点数の増加や組
み立て工数の増加を招いてしまう。
このため、本発明者等は、演算増幅器を含むフィードバ
ック回路を基本にICされた安定化電源回路を使用するこ
とを検討した。この場合、演算増幅器の基準電圧にはそ
の製造上ばらつきを生ずる。このため、太陽電池駆動の
液晶ディスプレイに上記安定化電源回路を適用しようと
すると、その安定化電源回路の歩留まりが著しく低下し
てしまう。
なお、安定化電源回路について記載された文献の例とし
ては、昭和58年8月20日オーム社発行の「電子通信ハン
ドブック」P612〜P613がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、液晶ディスプレイに供給すべき駆動電
圧を形成する安定化電源回路を構成する増幅器の基準電
圧がその製造上ばらついても、そのばらつきを簡単な構
成によって吸収することができ、歩留まりの向上に寄与
することができる半導体集積回路装置を提供することに
ある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書及び添付図面から明らかになるであろう。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、出力端子の電圧を抵抗分割するものでトリミ
ングによって抵抗値を調整可能なトリミング抵抗回路を
安定化電源回路に設け、トリミング抵抗回路の抵抗値を
安定化電源回路の増幅器の基準電圧に応じて調整するこ
とにより、その増幅器の基準電圧の製造上のばらつきを
吸収し、もって安定化電源回路を含む半導体集積回路装
置の歩留まりの向上を達成するものである。
〔実 施 例〕
第1図は本発明の一実施例を適用した電卓の構成ブロッ
ク図である。この電卓は、その主要部として、ROMやRAM
を内蔵し、テンキーやファンクションキーなどの操作部
1からの指示にしたがって演算処理を行う演算制御部
2、この演算制御部2に基準クロック信号を供給するパ
ルス発生器3、上記演算制御部2による処理の結果やテ
ンキーによって置数された数字をセグメント型の液晶デ
ィスプレイ4に表示させる表示ドライバ5、及び太陽電
池6からの電圧を所定の電圧に安定化させて上記演算制
御部2,パルス発生器3,及び表示ドライバ5に供給する安
定化電源回路7を有する。これらはMOS半導体集積回路
技術によって、シリコンから成る1つの半導体基板上に
形成されている。
第2図は上記安定化電源回路7の一例を示す回路図であ
る。この安定化電源回路7は、太陽電池6からの非安定
な電圧Vsが入力される入力端子と安定化電源回路7によ
って安定化された電圧Vregが出力される出力端子との間
に、電圧制御手段としてのPチャンネルデプレション型
のMOSFETQ8がそのソース・ドレインを介して設けられ
る。このMOSFETQ8のゲート電極には、後で説明するトリ
ミング抵抗回路9からの出力と基準電圧Vrefとの比較結
果に基づいてMOSFETQ8のオン抵抗をフィードバック制御
するバンドギャプリファレンス利得用のMOS差動アンプ1
0が接続される。バンドギャプリファレンス利得用のMOS
差動アンプ10それ自体は、公知であるのでその詳細を図
示しないが、その概要は次の通りである。すなわち、差
動アンプ10は、その入力部にそれぞれのしきい値電圧が
N型ポリシリコンゲート電極及びP型ポリシリコンゲー
ト電極によってそれぞれ決まるNチャンネル型の差動入
力MOSFETを持つ。このMOS差動アンプ10はその他の演算
増幅器に変更可能であるが、特にこのMOS差動アンプ10
はその反転入力端子−と非反転入力端子+との間にシリ
コンのバンドギャップに実質的に等しいような入力オフ
セット電圧(以下基準電圧Vrefとも称する)を有する。
この基準電圧Vrefの製造ばらつきを比較的低くすること
ができる。しかしながら、この基準電圧Vrefは、製造ば
らつきに基づく一対の差動入力MOSFETのサイズの変動、
ゲートポリシリコンの不純物濃度変化などによって、無
視し得ない変動を生ずる。
上記MOS差動アンプ10には、出力電圧Vregを抵抗分割
し、抵抗分割された電圧をその負入力端子に出力するこ
とによって基準電圧Vrefとの比較に供するトリミング抵
抗回路9が接続される。
トリミング抵抗回路9は、基準電圧Vrefの製造ばらつき
に応じてトリミングされることによりその抵抗値が調整
可能な構成で、特に制限されないが、それぞれ同じ抵抗
値に設定された複数の調整抵抗Ra1〜Ra8が直列接続され
て成る調整抵抗値体Raと、調整抵抗体Raに直列接続され
た基準抵抗Rsを含む。なお、調整抵抗体Raと基準抵抗Rs
の間はMOS差動アンプ10の負入力端子に接続される。
ここで、上記MOS差動アンプ10は、その両入力端子間の
誤差電圧(基準電圧Vrefとトリミング抵抗回路9からの
出力電圧との差)に基づいてこれを増幅し、その出力に
応じてMOSFETQ8のオン抵抗を制御することによって出力
電圧Vregを安定化する。斯るMOS差動アンプ10を備える
安定化電源回路7の出力電圧Vregは、上記MOS差動アン
プ10の利得を無限大と仮定するなら、上記基準抵抗Rsに
対する調整低抗体Ra及び基準抵抗Rsの比と基準電圧Vref
との積に等しくなるように安定化される。
この観点から、上記一つの調整抵抗Ra1,…,Ra8及び基準
抵抗Rsの値は、特に制限されないが、次のように設定す
ることができる。たとえば、MOS差動アンプ10の基準電
圧Vrefがその許容製造ばらつきを含めA±a〔V〕、液
晶ディスプレイ4の最適動作電圧を考慮した出力電圧Vr
egの最適値がB〔V〕とする。(但し、B>A)。この
とき、MOS差動アンプ10の基準電圧VrefがA〔V〕のと
きは(1)式を満足するようにし、、MOS差動アンプ10
の基準電圧Vrefがその製造ばらつきによってA−a
〔V〕のときは(2)式をほぼ満足するようにし、MOS
差動アンプ10の基準電圧Vrefがその製造ばらつきによっ
てA+a〔V〕のときは(3)式をほぼ満足するように
適宜設定することができる。
{(Ra1+Ra2+Ra3+Ra4)/Rs}A=B …(1) {(Ra1+Ra2+Ra3+Ra4+Ra5+Ra6 +Ra7+Ra8)/Rs}(A−a)=B …(2) (Ra1/Rs)(A+a)=B …(3) したがって、一つの調整抵抗Ra1,…,Ra8及び基準抵抗Rs
の値をこのように設定しておくと、基準電圧Vrefの製造
ばらつきに応じて調整抵抗Ra1,…,Ra8の数を選択すれ
ば、基準電圧VrefがA±a〔V〕のようにその許容範囲
内でばらついても、これに起因する出力電圧Vregのばら
つきは、何等抵抗調整をしない場合の出力電圧Vregのば
らつきである±aB/A〔V〕よりも小さくなり、液晶ディ
スプレイ4の正常動作電圧の範囲とされる。
上記トリミング抵抗回路9においては、所定の調整抵抗
Ra1,…,Ra8を選択できるようにするため、一つの調整抵
抗Ra1,…,Ra8の値に対して2の累乗倍の抵抗値を採る位
置毎にリードL1〜L4が設けられる。この実施例にしたが
えば、上記リードL1は調整抵抗Ra1とRa2の間から引き出
され、リードL2は調整抵抗Ra2とRa3の間から引き出さ
れ、リードL3は調整抵抗Ra4とRa5の間から引き出され、
リードL4は調整抵抗Ra8と出力電圧Vregの出力端子との
間から引き出される。隣接したリードL1,…,L4の間に
は、ジュール熱によって溶断可能な可溶体M1,…,M3が接
続される。可溶体M1〜M3は、特に制限されないが、ヒュ
ーズ、アルミニウム又は高抵抗ポリシリコンなどによっ
て形成される。
所望の調整抵抗Ra1,…,Ra8を選択するには、選択すべき
調整抵抗Ra1,…,Ra8の両端に位置するリードL1,…,L4
に、所定の電圧を印加すればよい。これによって、その
リード間に位置する可溶体M1,…,M3が溶断され、溶断さ
れた可溶体M1,…,M3に並列な調整抵抗Ra1,…,Ra8が電流
経路とされる。このように所望の調整抵抗Ra1,…,Ra8
簡単に選択される。
特に、この実施例にしたがえば、一つの調整抵抗Ra1,
…,Ra8の値に対して2の累乗倍の抵抗値を採る位置毎に
リードL1〜L4が設けられるから、調整抵抗Ra1,…,Ra8
組合わせは23通り得ることができ、限られた数の調整抵
抗Ra1〜Ra8とリードL1〜L4によって最大限の組合せ数で
トリミング抵抗回路9の抵抗調整を行うことができる。
しかも調整抵抗Ra1,…,Ra8は同一のものが複数使用され
ているから、トリミング抵抗回路9の抵抗値は(1)〜
(3)式に示すように基準抵抗Rsに対する調整抵抗Ra1,
…,Ra8の数の比で決まる。したがって、トリミング抵抗
回路9による抵抗調整は極めて高精度になる。
さらに、トリミング抵抗回路9にはゲート回路が使用さ
れていないので低電圧動作が可能である。よって、この
トリミング抵抗回路9は、太陽電池のようにその出力電
圧が光度によって比較的大きく変化するような電圧を安
定化する回路には最適である。
次に、上記実施例の全体的な作用を説明する。
先ず、トリミング抵抗回路9においては、MOS差動アン
プ10の基準電圧Vrefのばらつきに応じて所定の調整抵抗
Ra1〜Ra8が選択される。上述したように、基準電圧Vref
に許容誤差がないときは調整抵抗Ra1〜Ra4が選択され、
基準電圧Vrefがそのばらつき許容値の下限にあるときは
調整抵抗Ra1〜Ra8が選択され、基準電圧Vrefがそのばら
つき許容値の上限にあるときは調整抵抗Ra1が選択され
る。基準電圧Vrefの誤差が各許容値の中間にあるときは
その誤差に応じて比例配分した抵抗に最も近くなるよう
に調整抵抗Ra1,…,Ra8を選択する。
調整抵抗Ra1,…,Ra8の選択動作、すなわちトリミング処
理は、選択されるべき調整抵抗Ra1,…,Ra8の両側に位置
するリードL1,…L4に所定の電圧が印加されて行われ
る。電圧が印加されると両リード間に位置する可溶体M
1,…M3が溶断されることによって所定の調整抵抗Ra1,
…,Ra8が簡単に選択される。
ところで、MOS差動アンプ10は、その両入力端子間の誤
差電圧に基づいてこれを増幅し、その出力に応じてMOSF
ETQ8のオン抵抗を制御することによって出力電圧Vregを
安定化する。たとえば、出力電圧Vregが低下すると、誤
差電圧が増大され、これによって出力電圧Vregの低下が
補われる。また、出力電圧Vregが上昇すると、誤差電圧
が減少され、これによって出力電圧Vregの上昇分が押さ
えられる。このため、MOS差動アンプ10の基準電圧Vref
がそのばらつき許容値の中央値よりも小さい場合には、
MOS差動アンプ10の入力端子間の誤差電圧が、基準電圧V
refに誤差のないものに比べて小さくなるから、これを
放置すると、言い換えるなら、上記トリミング抵抗回路
9で抵抗調整を行わないなら、出力電圧Vregはその分減
少し、その結果出力電圧Vregは液晶ディスプレイの適正
動作電圧を下まわってしまう。MOS差動アンプ10の基準
電圧Vrefがそのばらつき許容値の中央値よりも大きい場
合には、逆に出力電圧Vregが液晶ディスプレイの適正動
作電圧を越える。
本実施例においては、上述のように、基準電圧Vrefのば
らつきに応じてトリミング抵抗回路9の抵抗値が調整さ
れている。たとえば、基準電圧Vrefがそのばらつき許容
値の中央値よりも小さいときは、調整抵抗Ra1〜Ra4のほ
かに更に所定の調整抵抗Ra5,…,Ra8が組み合わされ追加
選択されることによって、その抵抗値が増大される。し
たがって、その分だけトリミング抵抗回路9からMOS差
動アンプ10に入力される電圧が小さくなり、MOS差動ア
ンプ10の入力端子間の誤差電圧は基準電圧Vrefに誤差の
ない場合とほぼ同等にされる。また、上記とは逆に基準
電圧Vrefがそのばらつき許容値の中央値よりも大きいと
きは、調整抵抗Ra1〜Ra4のうちの所定のものが組合せ選
択されることによって、その抵抗値が減少される。した
がって、この場合にも、その分だけトリミング抵抗回路
9からMOS差動アンプ10に入力される電圧が大きくな
り、MOS差動アンプ10の入力端子間の誤差電圧は基準電
圧Vrefに誤差のない場合とほぼ同等にされる。この結果
出力電圧Vregは、液晶ディスプレイの適正動作電圧が維
持される。
したがって、上記実施例においては、基準電圧Vrefがそ
の製造上ばらついていても、そのばらつきを調整抵抗Ra
1,…,Ra8の組合せ選択によって簡単に吸収することがで
き、安定化電源回路7を含む半導体集積回路装置の歩留
まりを向上させることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したことから明らかなように、本願において開
示された発明によれば、以下の効果を得るものであるる (1)液晶ディスプレイに供給すべき駆動電圧を出力す
る出力端子の電圧を抵抗分割するものでトリミングによ
って抵抗値を調整可能なトリミング抵抗回路を安定化電
源回路に設けることにより、増幅器の基準電圧がその製
造上ばらついていても、そのばらつきを簡単に吸収する
ことができ、安定化電源回路を含む半導体集積回路装置
の歩留まりを向上させることができる。
(2)特に、所定の抵抗値に対して2の累乗倍の抵抗値
を採る位置毎に適宜組合わせて選択可能な調整抵抗体を
含むトリミング抵抗回路を採用すれば、限られたスペー
スであっても最大限の範囲で抵抗調整を行うことができ
る。
(3)特に、それぞれ同じ抵抗値が設定された複数の調
整抵抗によって調整抵抗体を構成すれば、トリミング抵
抗回路の抵抗値が調整抵抗の数の比に基づいて決まるか
ら、トリミング抵抗回路による抵抗調整は極めて高精度
になる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、
その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であ
る。たとえば、上記実施例のトリミング抵抗回路は、可
溶体を溶断してトリミングする形式のものであるが、レ
ーザトリミングなどの手段を介して直接調整抵抗体の寸
法を変える構成でもよい。また、調整抵抗体は、同一の
抵抗値を有する複数の調整抵抗によって構成したが、こ
れに限定されるものではない。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるセグメント型液晶デ
ィスプレイを有する電卓に適用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではなく、マトリクス型液
晶ディスプレイを有する電卓やその他太陽電池で駆動さ
れる種々の製品にも適用することができ、要は非安定な
電圧を入力する半導体集積回路装置であればどのような
ものにも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を適用した電卓の構成ブロッ
ク図、 第2図は上記電卓に含まれる安定化電源回路の一例を示
す回路図である。 4……液晶ディスプレイ、6……太陽電池、7……安定
化電源回路、Q8……MOSFET(電圧制御手段)、9……ト
リミング抵抗回路、10……MOS差動アンプ(増幅器)、R
s……基準抵抗、Ra……調整抵抗体、Ra1〜Ra8……調整
抵抗、L1〜L4……リード、M1〜M3……可溶体、Vref……
基準電圧。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−222889(JP,A) 特開 昭56−89791(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光電池素子からの電圧を受ける入力端子と
    液晶ディスプレイに供給すべき駆動電圧を出力する出力
    端子との間に設けられる電圧制御手段と、 出力端子の電圧を抵抗分割するものでトリミングによっ
    て抵抗値を調整可能なトリミング抵抗回路と、 このトリミング抵抗回路からの出力と基準電圧との比較
    結果に基づいて上記電圧制御手段をフィードバック制御
    する増幅器とを具備する半導体集積回路装置であって、 上記トリミング抵抗回路は、基準抵抗及びこれに直列接
    続された調整抵抗体と、所定の抵抗値に対して2の累乗
    倍の抵抗値を採る位置ごとに上記調整抵抗体に設けられ
    たリードと、各リード間を短絡せしめるように接続され
    ジュール熱によって溶断可能な可溶体とを具備すること
    を特徴とする半導体集積回路装置。
JP60208680A 1985-09-24 1985-09-24 半導体集積回路装置 Expired - Fee Related JPH0752261B2 (ja)

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