JPH0955469A - Leakage current compensation circuit - Google Patents
Leakage current compensation circuitInfo
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- JPH0955469A JPH0955469A JP20469695A JP20469695A JPH0955469A JP H0955469 A JPH0955469 A JP H0955469A JP 20469695 A JP20469695 A JP 20469695A JP 20469695 A JP20469695 A JP 20469695A JP H0955469 A JPH0955469 A JP H0955469A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高温動作時にリー
ク電流が問題となる集積回路(IC、LSI)におい
て、集積回路内に形成される寄生ダイオードを有する抵
抗素子の逆方向リーク電流を補償するためのリーク電流
補償回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention compensates a reverse leakage current of a resistance element having a parasitic diode formed in an integrated circuit (IC, LSI) in which leakage current becomes a problem during high temperature operation. Leakage current compensation circuit for
【0002】[0002]
【従来の技術】図4に、半導体集積回路内に形成される
一般的な抵抗素子の構造を示す。抵抗素子は、例えば図
4(a)のように、n−typeの領域内にp−typ
eの領域を形成して、2端子a,bを有する抵抗Rを作
製するのが一般的である。この場合、n−typeの領
域を最も高電位の電源VDDに接続し、p−typeの
領域には、電源VDD以下の電位が加わるようにして使
用する。ところが、p−typeの抵抗素子部とVDD
端子との間に寄生ダイオードDが存在する(図4(b)
参照)。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a structure of a general resistance element formed in a semiconductor integrated circuit. For example, as shown in FIG. 4A, the resistance element has a p-type in the n-type region.
It is general to form a region of e to form a resistor R having two terminals a and b. In this case, the n-type region is connected to the highest potential power supply VDD, and the p-type region is used such that a potential equal to or lower than the power supply VDD is applied. However, the p-type resistance element portion and VDD
A parasitic diode D exists between the terminal and the terminal (Fig. 4 (b)).
reference).
【0003】この寄生ダイオードDは、通常、零若しく
は逆バイアス状態におかれるため、基本的には、ここに
は電流が流れない。しかし、逆バイアス状態の寄生ダイ
オードDには、わずかながら逆方向リーク電流が流れ
る。このため、図5に示すように、端子ab間の抵抗を
流れる電流は、このリーク電流によって、端子aから端
子bに至るまでに、徐々に増加(減少)していく。Since the parasitic diode D is normally placed in a zero or reverse bias state, basically no current flows there. However, a slight reverse leakage current flows through the parasitic diode D in the reverse bias state. Therefore, as shown in FIG. 5, the current flowing through the resistance between the terminals ab gradually increases (decreases) from the terminal a to the terminal b due to the leak current.
【0004】すなわち、端子aに流れ込む電流をI0と
すると、端子bから流れ出てくる電流は、リーク電流の
総和であるIL分増加して(I0+IL)となる。リー
ク電流分の電流増加は、I0>>ILのうちは無視でき
るが、環境温度が上昇してくるとこのリーク電流ILが
急激に増加するため、この逆方向リーク電流ILを無視
することができなくなる。That is, assuming that the current flowing into the terminal a is I0, the current flowing out from the terminal b increases by IL which is the sum of the leak currents and becomes (I0 + IL). The increase in current for the leak current can be ignored in I0 >> IL, but the reverse leak current IL can be ignored because the leak current IL rapidly increases as the environmental temperature rises. Disappear.
【0005】従来、このようなリーク電流対策として、
図6に示すような回路が知られている。この回路では、
寄生ダイオードDの逆方向リーク電流ILとほぼ同じ値
の補償電流I0を流す補償ダイオードDCを設けてリー
ク電流の補償を行っている。Conventionally, as a countermeasure against such leakage current,
A circuit as shown in FIG. 6 is known. In this circuit,
A compensating diode DC for flowing a compensating current I0 having substantially the same value as the reverse leak current IL of the parasitic diode D is provided to compensate for the leak current.
【0006】具体的には、所定の回路1−回路2間に形
成された寄生ダイオードDを有する抵抗素子Rに対し、
この抵抗素子Rの端子b若しくは端子aに補償ダイオー
ドDCの一方の端子を接続し、補償ダイオードDCのも
う一方の端子を最も低電位の電源VSS(例えばアース
電位の電源)に接続している。Specifically, for a resistance element R having a parasitic diode D formed between a predetermined circuit 1 and circuit 2,
One terminal of the compensating diode DC is connected to the terminal b or the terminal a of the resistance element R, and the other terminal of the compensating diode DC is connected to the lowest potential power source VSS (for example, a ground potential power source).
【0007】そして、寄生ダイオードDを介して電源V
DDから抵抗素子Rへ流れ込むリーク電流ILと等しい
電流が、抵抗素子Rの端子bから補償ダイオードDCを
介して電源VSSへと流し出されている。このようにす
ることにより、端子aに流れ込む電流I0と、抵抗素子
Rを流れて端子bから流れ出る電流I1とが等しくなり
(I1=I0)、リーク電流の影響をなくすことができ
る。Then, the power source V is supplied through the parasitic diode D.
A current equal to the leak current IL flowing from DD to the resistance element R is flown from the terminal b of the resistance element R to the power supply VSS via the compensation diode DC. By doing so, the current I0 flowing into the terminal a and the current I1 flowing through the resistance element R and flowing out of the terminal b become equal (I1 = I0), and the influence of the leak current can be eliminated.
【0008】また、更に精度よくリーク電流の補償をす
るために、本願出願人は特願平7−147877号に示
すような構成を提案している。これは、図7に示すよう
に、寄生ダイオードと全く同じ構造で、同じ電源VDD
に接続された補償ダイオードDCと、カレントミラー回
路20とを組み合わせた構成である。Further, in order to compensate for the leak current with higher accuracy, the applicant of the present application has proposed a configuration as shown in Japanese Patent Application No. 147477 / 7-147. This has exactly the same structure as the parasitic diode, as shown in FIG.
This is a configuration in which the compensation diode DC connected to the current mirror circuit 20 and the current mirror circuit 20 are combined.
【0009】そして、この構成では、電源VDDに接続
された補償ダイオードDCを有する補償抵抗RCの両端
にカレントミラー回路20の入力側トランジスタが接続
され、補償対象である抵抗素子Rの端子bにカレントミ
ラー回路20の出力側トランジスタが接続されている。
よって、補償ダイオードDCから抵抗素子RCに流れ込
む補償電流IC0が、入力電流(=IC0)としてカレ
ントミラー回路20の入力側トランジスタに供給され、
これに応じて、補償電流IC0に等しい電流IC1が出
力電流I1として端子bからカレントミラー回路20の
出力トランジスタに引き出される。In this configuration, the input side transistor of the current mirror circuit 20 is connected to both ends of the compensation resistor RC having the compensation diode DC connected to the power supply VDD, and the current is supplied to the terminal b of the resistance element R to be compensated. The output side transistor of the mirror circuit 20 is connected.
Therefore, the compensation current IC0 flowing from the compensation diode DC into the resistance element RC is supplied to the input side transistor of the current mirror circuit 20 as an input current (= IC0),
In response to this, a current IC1 equal to the compensation current IC0 is drawn as an output current I1 from the terminal b to the output transistor of the current mirror circuit 20.
【0010】なお、p−typeの領域内にn−typ
eの領域を形成して、2端子a,bを有する抵抗素子R
を作製した場合、一般的には、p−typeの領域を電
源VSSに接続し、n−typeの領域には、電源VS
S以上の電位が加わるようにするので、寄生ダイオード
Dによるリーク電流の向きは、上述の方向とは逆向き、
即ち寄生ダイオードDを介して抵抗素子Rから電源VS
Sに向かう方向になるが、全く同様にして考えることが
できる。In the p-type region, n-type is added.
forming a region e, and having a resistance element R having two terminals a and b
In general, the p-type region is connected to the power supply VSS, and the n-type region is connected to the power supply VS.
Since a potential of S or more is applied, the direction of the leak current due to the parasitic diode D is opposite to the above direction,
That is, from the resistance element R to the power source VS via the parasitic diode D.
The direction is toward S, but it can be considered in exactly the same way.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
図6及び図7に示すような構成を用いれば、寄生ダイオ
ードによるリーク電流の補償が可能にはなるものの、リ
ーク電流による抵抗素子Rの端子ab間での電圧降下に
ついては、補償することができないという課題があっ
た。As described above,
If the configuration as shown in FIGS. 6 and 7 is used, the leakage current can be compensated by the parasitic diode, but the voltage drop between the terminals ab of the resistance element R due to the leakage current cannot be compensated. There was a problem.
【0012】即ち、寄生ダイオードDを有する抵抗素子
Rには、本来流れるべき電流にリーク電流が加わる(若
しくは引き抜かれる)。従って、実際に抵抗素子Rに流
れる電流は本来流れるべき電流と異なり、本来抵抗素子
Rで発生する電圧降下が変化してしまうためである。That is, in the resistance element R having the parasitic diode D, a leak current is added (or extracted) to the current that should originally flow. Therefore, the current actually flowing in the resistance element R is different from the current that should originally flow, and the voltage drop originally generated in the resistance element R changes.
【0013】本発明は、この課題を解決することを目的
としてなされたものであり、抵抗素子Rの端子ab間に
おいて、リーク電流の補償だけでなく、電圧降下につい
ても補償可能なリーク電流補償回路を提供することを目
的としている。The present invention has been made for the purpose of solving this problem, and a leak current compensating circuit capable of compensating not only for the leak current but also for the voltage drop between the terminals ab of the resistance element R. Is intended to provide.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】以下に、本発明の構成及
びその作用・効果について説明する。The structure of the present invention and its operation / effect will be described below.
【0015】まず、図8に示すように、2端子a,bを
有し、この端子ab間の長さをL、リーク電流の総和を
IL、抵抗値がRの抵抗素子を考える。なお、ここで、
抵抗素子の材質は均質であり、リーク電流は端子aから
bの範囲で、一様なリーク電流密度であると仮定する。First, as shown in FIG. 8, consider a resistance element having two terminals a and b, the length between the terminals ab is L, the total leak current is IL, and the resistance value is R. Here,
It is assumed that the material of the resistance element is homogeneous and that the leak current has a uniform leak current density in the range from the terminals a to b.
【0016】端子aからxの距離にある微小距離をdx
とし、この微小距離dxの領域での微小抵抗成分、微小
電圧降下をそれぞれdr,dvとする。更に、端子aに
流れ込む電流をI0、端子aから距離xの地点における
電流をI(x)とすると、次式のように示すことができ
る。A minute distance from the terminal a to x is dx
And the minute resistance component and minute voltage drop in the region of this minute distance dx are dr and dv, respectively. Further, when the current flowing into the terminal a is I0 and the current at the distance x from the terminal a is I (x), it can be expressed by the following equation.
【0017】[0017]
【数1】 dv=dr×I(x) ・・・・・・・(1)[Formula 1] dv = dr × I (x) ···· (1)
【数2】 [Equation 2]
【数3】 ここで、式(2),(3)を式(1)に代入すると、(Equation 3) Here, substituting equations (2) and (3) into equation (1),
【数4】 となり、両辺を積分すると次のようになる。(Equation 4) Then, integrating both sides yields the following.
【0018】[0018]
【数5】 (Equation 5)
【数6】 (Equation 6)
【数7】 本来、リーク電流が無い場合の抵抗素子Rにおける電圧
降下Vab0は、(Equation 7) Originally, the voltage drop Vab0 in the resistance element R when there is no leakage current is
【数8】 Vab0=R・I0 ・・・・・・・(8) となる。従って、リーク電流によって(R・IL/2)
の電圧降下が余分に生ずることになる。## EQU00008 ## Vab0 = R.multidot.I0 ... (8) Therefore, due to the leakage current (R · IL / 2)
An additional voltage drop will occur.
【0019】そこで、本発明の第1の構成にかかるリー
ク電流補償回路では、抵抗素子の両端からそれぞれn、
m[0<n,m、(n+m)は(リーク電流)にほぼ等
しい]の大きさの電流を引き抜き、又は前記抵抗素子の
両端にそれぞれ前記n、mの大きさの電流を供給し、抵
抗素子におけるリーク電流及び電圧降下を補償すること
としている。Therefore, in the leak current compensating circuit according to the first configuration of the present invention, n and n are respectively applied from both ends of the resistance element.
m [0 <n, m, (n + m) is approximately equal to (leakage current)] is drawn, or the currents of n and m are supplied to both ends of the resistance element, respectively. The leakage current and voltage drop in the device are to be compensated.
【0020】例えば、上記n、mをそれぞれリーク電流
の2分の1として、抵抗素子の端子aからIL/2、端
子bからIL/2の電流を引き抜くと、端子ab間の電
圧降下Vabは、次式のようになる。For example, when n and m are set to ½ of the leak currents and currents of IL / 2 and IL / 2 are drawn from the terminal a and the terminal b of the resistance element, the voltage drop Vab between the terminals ab is , Is as follows.
【0021】[0021]
【数9】 また、端子bからの出力電流I1は、次式のように示さ
れる。[Equation 9] The output current I1 from the terminal b is expressed by the following equation.
【0022】[0022]
【数10】 上記式(9)、(10)から明らかなように、端子ab
間の電圧Vabと抵抗Rの端子bから流れ出る電流I1
は、リーク電流の影響を受けていない。このように、本
発明の構成では電圧と電流の双方を補償することができ
る。(Equation 10) As is clear from the above formulas (9) and (10), the terminal ab
The voltage Vab between them and the current I1 flowing out from the terminal b of the resistor R
Is not affected by leakage current. Thus, both the voltage and the current can be compensated for in the configuration of the present invention.
【0023】次に、本発明の第2の構成では、抵抗素子
の中間付近に設けられた中間端子から寄生ダイオードの
リーク電流に等しい大きさの電流を引き抜き、又は中間
端子にリーク電流に等しい大きさの電流を供給してお
り、これにより抵抗素子におけるリーク電流及び電圧降
下を補償している。Next, in the second configuration of the present invention, a current having a magnitude equal to the leak current of the parasitic diode is drawn from an intermediate terminal provided near the middle of the resistance element, or a current having a magnitude equal to the leak current at the intermediate terminal. Is supplied to compensate the leak current and voltage drop in the resistance element.
【0024】例えば、抵抗素子Rの端子abの中間付近
に中間端子Cを設けて、この端子CからILの電流を引
き抜いた場合、端子ab間における電圧降下Vabは次
式のようになる。For example, when the intermediate terminal C is provided near the middle of the terminal ab of the resistance element R and the current of IL is drawn from this terminal C, the voltage drop Vab between the terminals ab is as follows.
【0025】[0025]
【数11】 また電流に関しては、[Equation 11] Regarding the current,
【数12】 I1=I0−IL+IL=I0 ・・・・・・・(12) となる。## EQU12 ## I1 = I0-IL + IL = I0 (12)
【0026】以上の結果から明らかなように、抵抗素子
Rの中間端子Cからリーク電流と同じ電流を流し出すこ
とによっても、抵抗素子Rにおける電圧と電流の双方の
補償が可能となる。As is clear from the above results, both the voltage and the current in the resistance element R can be compensated by causing the same current as the leak current to flow out from the intermediate terminal C of the resistance element R.
【0027】さらに、上記構成に本発明の第3の構成を
加えたリーク電流補償回路では、リーク電流に等しい
か、または、リーク電流の2分の1の大きさの電流を生
成するための補償ダイオードを抵抗素子の寄生ダイオー
ドと同一の第1の電源に接続している。そして、補償ダ
イオードの流す前記補償電流を入力電流とするカレント
ミラー回路が、この入力電流に応じた出力電流を抵抗素
子の両端または中間端子から引き抜き、又は抵抗素子の
両端又は中間端子に供給する。Further, in the leak current compensating circuit in which the third constitution of the present invention is added to the above constitution, compensation for generating a current equal to the leak current or half the leak current is generated. The diode is connected to the same first power supply as the parasitic diode of the resistance element. Then, a current mirror circuit that uses the compensation current flowing from the compensation diode as an input current extracts an output current corresponding to the input current from both ends or an intermediate terminal of the resistance element or supplies the output current to both ends or an intermediate terminal of the resistance element.
【0028】なお、抵抗素子の両端子からリーク電流の
2分の1の大きさの電流を引き抜く若しくは供給する場
合には、上記カレントミラー回路は、補償電流が入力さ
れる入力側トランジスタと、抵抗素子の2つの端子にそ
れぞれ接続されて、リーク電流の1/2の大きさの出力
電流を引き抜く又は供給する複数の出力側トランジスタ
を有する。When a current having a magnitude of half the leak current is drawn or supplied from both terminals of the resistance element, the current mirror circuit includes an input side transistor to which a compensation current is input and a resistor. It has a plurality of output side transistors which are respectively connected to two terminals of the element and which draws or supplies an output current having a magnitude of 1/2 of the leakage current.
【0029】このように第3の構成を採用することによ
り、補償ダイオードを寄生ダイオードと同じ構造(形
状,面積,周囲長,不純物濃度等)で、かつ同じ製造工
程でつくり込むことが可能となり、補償タイオードで生
じるリーク電流を寄生ダイオードで生じるリーク電流と
同じ大きさ・特性にすることができる。By adopting the third structure as described above, it becomes possible to form the compensation diode in the same structure (shape, area, perimeter, impurity concentration, etc.) as the parasitic diode in the same manufacturing process. The leakage current generated in the compensation diode can be made to have the same magnitude and characteristics as the leakage current generated in the parasitic diode.
【0030】従って、従来の方式よりに比べ、高精度な
リーク電流の補償が可能である。また、製造工程の変動
に対しても安定なリーク電流補償を実現できる。Therefore, as compared with the conventional method, the leakage current can be compensated with higher accuracy. Further, stable leakage current compensation can be realized even with variations in the manufacturing process.
【0031】また、補償ダイオードから得る補償電流の
大きさを寄生ダイオードのリーク電流の1/N(NはN
>1の数)に設定し、カレントミラー回路の入力電流対
出力電流の大きさの比を2対N又は1対Nに設定する構
成も採用できる。この結果、補償ダイオードの専有面積
を約1/Nにすることができ、N>>1の場合、従来の
方式に比較して高集積化が可能となる。The magnitude of the compensation current obtained from the compensation diode is 1 / N (N is N) of the leakage current of the parasitic diode.
> 1) and the ratio of the magnitude of the input current to the output current of the current mirror circuit is set to 2 / N or 1 / N. As a result, the area occupied by the compensation diode can be reduced to about 1 / N, and in the case of N >> 1, higher integration can be achieved as compared with the conventional method.
【0032】[0032]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面に基づき説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0033】但し、以下に示す抵抗素子は、図4に示し
たn−typeの領域にp−typeの領域を形成し、
p−typeの領域を抵抗素子とし、n−typeの領
域を電源VDDに接続した抵抗素子を例にとって説明す
る。なお、この構成の場合、n−typeとp−typ
eの境界に寄生ダイオードが存在し、この寄生ダイオー
ドのリーク電流密度は一様であるとして説明する。However, in the resistance element shown below, a p-type region is formed in the n-type region shown in FIG.
An example will be described in which the p-type region is used as a resistance element and the n-type region is connected to the power supply VDD. In this configuration, n-type and p-type are used.
It is assumed that a parasitic diode exists at the boundary of e and the leakage current density of this parasitic diode is uniform.
【0034】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1に係わるリーク電流補償回路である。(Embodiment 1) FIG. 1 shows a leakage current compensation circuit according to Embodiment 1 of the present invention.
【0035】図1において、抵抗素子Rの端子aは回路
20に接続され、端子bは回路30に接続されている。
そして、抵抗素子Rの寄生ダイオードDは、電源VDD
に接続されたn−type領域と抵抗素子Rを構成する
p−type領域との間に形成されている。このため、
寄生ダイオードDには幾らかの逆方向電圧が印加され、
寄生ダイオードDにリーク電流ILが流れてしまう。In FIG. 1, the terminal a of the resistance element R is connected to the circuit 20, and the terminal b is connected to the circuit 30.
The parasitic diode D of the resistance element R is connected to the power source VDD.
Is formed between the n-type region and the p-type region forming the resistance element R. For this reason,
Some reverse voltage is applied to the parasitic diode D,
The leak current IL flows through the parasitic diode D.
【0036】そこで、本実施形態ではこのリーク電流I
Lを補償するため、補償ダイオードDCと、1入力2出
力のカレントミラー回路10を設けている。ここで、補
償ダイオードDCは、寄生ダイオードDと全く同じpn
接合の構造(同じ形状、面積、周囲長、不純物濃度等)
を有したダイオードであって、寄生ダイオードDが接続
されている電源VDDと同一の電源VDDにn−typ
e領域(カソード)が接続されている。Therefore, in the present embodiment, this leakage current I
In order to compensate L, a compensation diode DC and a 1-input / 2-output current mirror circuit 10 are provided. Here, the compensation diode DC has the same pn as the parasitic diode D.
Junction structure (same shape, area, perimeter, impurity concentration, etc.)
N-typ to the same power supply VDD as the power supply VDD to which the parasitic diode D is connected.
The e region (cathode) is connected.
【0037】より具体的には、この補償ダイオードDC
は、抵抗素子Rと全く同じ抵抗RCを作製した場合に、
この抵抗RC内に形成される寄生ダイオードを利用した
ダイオードである。More specifically, this compensation diode DC
When a resistor RC exactly the same as the resistor element R is manufactured,
This is a diode using a parasitic diode formed in this resistor RC.
【0038】また、カレントミラー回路10は、[チャ
ネル幅/チャネル長]が2対1対1の3つのnMOSト
ランジスタMM0,MM1,MM2から構成された基本
的なカレントミラー回路であり、トランジスタMM0が
入力側トランジスタとして、トランジスタMM1,MM
2がそれぞれ出力側トランジスタとして機能している。
そして、補償ダイオードDCから入力側トランジスタM
M0に供給される入力電流I0と、各出力側トランジス
タMM1,MM2が流す出力電流I1,I2との大きさ
の比は、2対1対1に設定されている。また、カレント
ミラー回路10の各々の出力端子(出力側トランジスタ
MM1,MM2)には、抵抗素子Rの端子a,bが各々
接続されている。The current mirror circuit 10 is a basic current mirror circuit composed of three nMOS transistors MM0, MM1, MM2 having a [channel width / channel length] of 2: 1: 1. Transistors MM1 and MM are used as input side transistors.
2 respectively function as output side transistors.
Then, from the compensation diode DC to the input side transistor M
The ratio of the magnitude of the input current I0 supplied to M0 and the magnitude of the output currents I1 and I2 supplied by the output side transistors MM1 and MM2 is set to 2: 1: 1. The terminals a and b of the resistance element R are connected to the output terminals (output side transistors MM1 and MM2) of the current mirror circuit 10, respectively.
【0039】上述のように補償ダイオードDCは、抵抗
素子Rの寄生ダイオードDと全く同じ構造に作られてお
り、寄生ダイオードDのリーク電流ILと同じ大きさの
逆方向電流、即ち補償電流を発生する。そして、この補
償電流がカレントミラー回路10の入力電流I0になっ
ている。このため、カレントミラー回路10の各出力側
トランジスタMM1,MM2が流す2つの出力電流I
1,I2の大きさは、As described above, the compensating diode DC has the same structure as the parasitic diode D of the resistance element R, and generates a reverse current having the same magnitude as the leak current IL of the parasitic diode D, that is, a compensating current. To do. The compensation current is the input current I0 of the current mirror circuit 10. Therefore, the two output currents I flowing through the respective output side transistors MM1 and MM2 of the current mirror circuit 10
The size of 1, I2 is
【数13】 となる。(Equation 13) Becomes
【0040】以上の構成により、補償ダイオードDCが
寄生ダイオードDのリーク電流ILと同じ量の補償電流
を流すと、これに応じてカレントミラー回路10が抵抗
素子Rの端子a,bから、それぞれリーク電流ILの2
分の1の大きさの電流I1,I2を引き抜く。従って、
このI1,I2を合計すると、抵抗素子Rに流れ込んで
くるリーク電流ILと同じ大きさの電流が引き抜かれる
こととなる。その結果、回路20から抵抗素子Rの端子
aに向う電流I20と、抵抗Rの端子bから回路30へ
向う電流I30は等しくなり、リーク電流ILの影響を
受けなくなる。このように、全く同じ構造の補償ダイオ
ードの逆方向リーク電流を補償電流として利用すること
で、高精度なリーク電流の補償が可能となる。When the compensation diode DC flows the same amount of compensation current as the leakage current IL of the parasitic diode D, the current mirror circuit 10 leaks from the terminals a and b of the resistance element R accordingly. Current IL 2
The currents I1 and I2 having a magnitude of one-half are extracted. Therefore,
When I1 and I2 are summed, a current having the same magnitude as the leak current IL flowing into the resistance element R is extracted. As a result, the current I20 flowing from the circuit 20 to the terminal a of the resistance element R and the current I30 flowing from the terminal b of the resistance R to the circuit 30 become equal and are not affected by the leak current IL. In this way, by using the reverse leakage current of the compensating diodes having exactly the same structure as the compensation current, it is possible to highly accurately compensate the leakage current.
【0041】さらに、端子ab間の電圧降下Vabは、
式(7)よりFurther, the voltage drop Vab between the terminals ab is
From equation (7)
【数14】 となり、リーク電流の影響を受けず、抵抗素子Rにおけ
る本来の電圧降下Vabが得られる。[Equation 14] Therefore, the original voltage drop Vab in the resistance element R can be obtained without being affected by the leak current.
【0042】以上のことから、本実施形態ではリーク電
流とこのリーク電流に起因した電圧降下の双方が補償さ
れているのがわかる。From the above, it can be seen that both the leakage current and the voltage drop due to this leakage current are compensated for in this embodiment.
【0043】また、抵抗素子Rの端子a,bから引き抜
かれる電流は、それぞれリーク電流ILの2分の1には
限らず、n、mの大きさの電流でもよい。このn,mの
値は、(0<n,m)、かつ(n+m)がリーク電流I
Lにほぼ等しければよく、その具体的な値は、例えば抵
抗素子Rにおいて流れ込むリーク電流ILの電流密度に
偏りがある場合等に、その偏りに合わせて設定すること
により、更に精度良くリーク電流とリーク電流に基づく
電圧降下とを補償することができる。Further, the current drawn from the terminals a and b of the resistance element R is not limited to one half of the leak current IL, but may be currents of n and m. The values of n and m are (0 <n, m) and (n + m) is the leakage current I.
It suffices that L is substantially equal, and its specific value can be set with more accuracy by setting the leak current IL flowing into the resistance element R in accordance with the bias, for example, when the current density is biased. The voltage drop due to the leakage current can be compensated.
【0044】なお、実施形態では、補償ダイオードDC
として、抵抗素子Rと全く同じ構造の抵抗RCに形成さ
れる寄生ダイオードを用いた。しかし、補償ダイオード
DCの構成はこの限りでない。例えば、補償タイオード
DCの逆方向リーク電流を1/N、即ち、IL/Nの大
きさに設定しても良い。この場合、補償ダイオードDC
の補償電流IL/Nに対し、1入力2出力のカレントミ
ラー回路10の各々のトランジスタMM0、MM1、M
M2が流す電流の大きさの比、即ち入力電流対出力電流
の比を2対N対Nに設定すればよい。In the embodiment, the compensation diode DC
A parasitic diode formed in the resistor RC having exactly the same structure as the resistor element R was used as. However, the configuration of the compensation diode DC is not limited to this. For example, the reverse leakage current of the compensation diode DC may be set to 1 / N, that is, IL / N. In this case, the compensation diode DC
Corresponding to the compensation current IL / N of each of the transistors MM0, MM1 and M of the current mirror circuit 10 having one input and two outputs.
The ratio of the magnitude of the current flowing through M2, that is, the ratio of the input current to the output current may be set to 2 to N to N.
【0045】更に、カレントミラー回路10は、図1に
示した回路方式には限られない。即ち、図2に示すよう
に、入力電流I0と出力電流I1,I2の大きさの比を
任意に設定できる回路であればよく、また、電源VDD
から補償ダイオードDCに流れ込むリーク電流に対して
任意の大きさ(例えば1/2)に設定した電流を抵抗素
子Rの端子a,bから電源VSSへと流し出すことがで
きればよい。Further, the current mirror circuit 10 is not limited to the circuit system shown in FIG. That is, as shown in FIG. 2, any circuit may be used as long as it can arbitrarily set the ratio of the magnitudes of the input current I0 and the output currents I1 and I2.
It suffices that a current set to an arbitrary value (for example, 1/2) with respect to the leak current flowing from the compensation diode DC to the compensation diode DC can be discharged from the terminals a and b of the resistance element R to the power supply VSS.
【0046】(実施形態2)図3は、本発明の実施形態
2に係わるリーク電流補償回路である。図において、抵
抗素子Rの端子aが回路20に接続され、端子bが回路
30に接続されている。また、寄生ダイオードDのn−
type領域(カソード側)には電源VDDが接続さ
れ、実施形態1と同様、この寄生ダイオードDには逆方
向電圧が印加されて逆方向のリーク電流ILが流れる。(Second Embodiment) FIG. 3 shows a leakage current compensating circuit according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the terminal a of the resistance element R is connected to the circuit 20, and the terminal b is connected to the circuit 30. In addition, n− of the parasitic diode D
A power supply VDD is connected to the type region (cathode side), and like the first embodiment, a reverse voltage is applied to the parasitic diode D, and a reverse leakage current IL flows.
【0047】そこで、本実施形態では、このリーク電流
ILを補償するため、抵抗素子Rの端子a,bの中間付
近に中間端子cを設け、この中間端子cから寄生ダイオ
ードDに流れるリーク電流ILと同量の電流を引き抜く
構成としている。Therefore, in the present embodiment, in order to compensate for the leak current IL, an intermediate terminal c is provided near the middle of the terminals a and b of the resistance element R, and the leak current IL flowing from the intermediate terminal c to the parasitic diode D. It is configured to draw the same amount of current as.
【0048】具体的には、補償ダイオードDCと1入力
1出力のカレントミラー回路12とが設けられ、補償ダ
イオードDCが流す逆方向電流(補償電流)がカレント
ミラー回路12への入力電流となるように接続されてい
る。そして、カレントミラー回路12の出力端子は、抵
抗素子Rの中間端子cに接続されている。Specifically, a compensation diode DC and a one-input one-output current mirror circuit 12 are provided so that the reverse current (compensation current) flowing through the compensation diode DC becomes an input current to the current mirror circuit 12. It is connected to the. The output terminal of the current mirror circuit 12 is connected to the intermediate terminal c of the resistance element R.
【0049】ここで、補償ダイオードDCは、実施形態
1と同様に、寄生ダイオードDと全く同じpn接合の構
造(同じ形状,面積,周囲長,不純物濃度等)を有した
ダイオードである。Here, the compensating diode DC is a diode having the same pn junction structure (same shape, area, perimeter, impurity concentration, etc.) as the parasitic diode D, as in the first embodiment.
【0050】そして、カレントミラー回路12は基本的
なカレントミラー回路であって、大きさの等しい2つの
nMOSトランジスタを入力側トランジスタMM10及
び出力側トランジスタMM11として用いており、入力
電流I0と出力電流I1の大きさは等しくなっている。The current mirror circuit 12 is a basic current mirror circuit, and uses two nMOS transistors having the same size as the input side transistor MM10 and the output side transistor MM11, and the input current I0 and the output current I1. Are equal in size.
【0051】上述のように補償ダイオードDCは、抵抗
素子Rの寄生ダイオードDと全く同じ構造に作られてい
るので、寄生ダイオードDのリーク電流ILを同じ大き
さの逆方向電流を補償電流として流す。この補償電流が
カレントミラー回路12の入力側トランジスタMM10
に入力電流I0として供給されいるので、カレントミラ
ー回路12の出力側トランジスタMM11が電源VSS
に流し出す電流、即ち出力電流I1の大きさは、As described above, since the compensation diode DC has the same structure as the parasitic diode D of the resistance element R, the leak current IL of the parasitic diode D is the reverse current of the same magnitude and is supplied as the compensation current. . This compensation current is applied to the input side transistor MM10 of the current mirror circuit 12.
Is supplied to the output side transistor MM11 of the current mirror circuit 12 as the input current I0.
The magnitude of the current that flows out to, that is, the magnitude of the output current I1, is
【数15】 I1=I0=IC=IL ・・・・・(15) となる。(15) I1 = I0 = IC = IL (15)
【0052】以上の構成により、カレントミラー回路1
2よって抵抗素子Rに流れ込むリーク電流ILと同じ大
きさの電流が、抵抗素子Rの中間端子cから電源VSS
に向かって引き抜かれる。その結果、回路20から抵抗
素子Rの端子aに向う電流I20と、抵抗素子Rの端子
bから回路30へ向う電流I30は等しくなり、リーク
電流ILの影響を受けなくなる。このように、本実施形
態によっても、全く同じ構造の補償ダイオードの逆方向
電流を利用することで、高精度なリーク電流の補償が可
能となる。With the above configuration, the current mirror circuit 1
Therefore, a current having the same magnitude as the leak current IL flowing into the resistance element R is supplied from the intermediate terminal c of the resistance element R to the power supply VSS.
Is pulled toward. As a result, the current I20 flowing from the circuit 20 to the terminal a of the resistance element R and the current I30 flowing from the terminal b of the resistance element R to the circuit 30 become equal and are not affected by the leak current IL. As described above, according to the present embodiment as well, it is possible to highly accurately compensate the leak current by using the reverse current of the compensating diode having exactly the same structure.
【0053】更に、端子ab間の電圧降下[Vab]
は、次式(16)に示すように、端子ac間の電圧降下
[Vac]と端子cb間の電圧降下[Vcb]の和とな
る。Further, the voltage drop [Vab] across the terminals ab
Is the sum of the voltage drop [Vac] between the terminals ac and the voltage drop [Vcb] between the terminals cb, as shown in the following equation (16).
【0054】[0054]
【数16】 従って、リーク電流の影響を受けない本来の電圧降下
[Vab]が得られ、リーク電流ILに起因した電圧降
下も補償されている。(Equation 16) Therefore, the original voltage drop [Vab] that is not affected by the leak current is obtained, and the voltage drop caused by the leak current IL is also compensated.
【0055】以上のように、本実施形態の構成により、
リーク電流とこのリーク電流に起因した電圧降下の双方
について補償することができる。As described above, according to the configuration of this embodiment,
Both the leak current and the voltage drop caused by the leak current can be compensated.
【0056】なお、本実施形態においては、補償ダイオ
ードDCとして抵抗素子Rと全く同じ構造の抵抗RCの
寄生ダイオードを用いたが、補償ダイオードDCの製作
法はこの限りでない。例えば、実施形態1と同様に、補
償ダイオードの逆方向電流を1/N、即ち、IL/Nの
大きさに設定することもできる。そして、この場合に
は、1入力1出力のカレントミラー回路10の入力電流
対出力電流の比は、1対Nに設定するのが好ましい。In this embodiment, as the compensation diode DC, the parasitic diode having the resistance RC having the same structure as the resistance element R is used, but the method of manufacturing the compensation diode DC is not limited to this. For example, as in the first embodiment, the reverse current of the compensating diode can be set to 1 / N, that is, IL / N. In this case, it is preferable to set the ratio of the input current to the output current of the 1-input 1-output current mirror circuit 10 to 1-N.
【0057】以上の2つの実施形態では、n−type
の領域内にp−typeの領域を形成して作製した抵抗
素子を例にとって説明した。しかし、抵抗素子をp−t
ypeの領域内にn−typeの領域を形成して作製し
た場合は、寄生ダイオードが流すリーク電流の方向が逆
になり、抵抗素子からリーク電流が流れ出る構成となる
が、上記実施形態と同様な考え方でリーク電流の補償が
行える。即ち、実施形態1の構成では、各トランジスタ
の極性と、ダイオード及びトランジスタ等と電源VS
S,VDDの接続関係を変更し、抵抗素子Rの端子a,
bにそれぞれIL/2の電流を供給する構成とすればよ
い。一方、実施形態2の構成では、同様にして抵抗素子
Rの中間端子cにILと同じ大きさの電流を供給する構
成とすればよい。In the above two embodiments, n-type is used.
The resistance element manufactured by forming the p-type region in the region of 1 has been described as an example. However, if the resistance element is pt
When the n-type region is formed in the ype region, the direction of the leak current flowing through the parasitic diode is reversed and the leak current flows out from the resistance element. However, similar to the above embodiment. The leakage current can be compensated by thinking. That is, in the configuration of the first embodiment, the polarity of each transistor, the diode, the transistor, etc., and the power supply VS
By changing the connection relationship between S and VDD, the terminal a of the resistance element R,
It may be configured to supply a current of IL / 2 to each of b. On the other hand, in the configuration of the second embodiment, similarly, a current having the same magnitude as IL may be supplied to the intermediate terminal c of the resistance element R.
【図1】 本発明の実施形態1に係るリーク電流補償回
路の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a leak current compensation circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 図1の回路10の動作を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an operation of the circuit 10 of FIG.
【図3】 本発明の実施形態2に係るリーク電流補償回
路の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a leak current compensation circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図4】 集積回路における接合分離を用いた抵抗素子
の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a resistance element using junction separation in an integrated circuit.
【図5】 図4の抵抗素子におけるリーク電流の発生状
態及びその等価回路を示す図である。5 is a diagram showing a leak current generation state in the resistance element of FIG. 4 and an equivalent circuit thereof.
【図6】 抵抗素子のリーク電流を補償するための従来
の補償回路を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a conventional compensating circuit for compensating a leak current of a resistance element.
【図7】 本発明の関連技術のリーク電流補償回路を示
す図である。FIG. 7 is a diagram showing a leakage current compensation circuit according to a related technique of the present invention.
【図8】 リーク電流が抵抗素子に及ぼす影響を説明す
るための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the influence of a leak current on a resistance element.
10,12 カレントミラー回路。 10, 12 Current mirror circuit.
Claims (7)
寄生ダイオードの逆方向のリーク電流を補償するリーク
電流補償回路であって、 前記抵抗素子の両端からそれぞれn、m[0<n,m、
(n+m)はリーク電流にほぼ等しい]の大きさの電流
を引き抜き、又は前記抵抗素子の両端にそれぞれ前記
n、mの大きさの電流を供給し、前記抵抗素子における
リーク電流及び電圧降下を補償することを特徴とするリ
ーク電流補償回路。1. A leak current compensating circuit for compensating a leak current in the reverse direction of a parasitic diode existing in a resistance element constituting an integrated circuit, wherein n and m [0 <n, m are provided from both ends of the resistance element, respectively. ,
(N + m) is approximately equal to the leak current], or currents of the magnitudes n and m are supplied to both ends of the resistance element to compensate for the leak current and voltage drop in the resistance element. A leak current compensating circuit characterized by:
寄生ダイオードの逆方向のリーク電流を補償するリーク
電流補償回路であって、 前記抵抗素子の両端から前記寄生ダイオードの前記リー
ク電流の2分の1の大きさの電流を引き抜き、又は前記
抵抗素子の両端に前記リーク電流の2分の1の大きさの
電流を供給し、前記抵抗素子におけるリーク電流及び電
圧降下を補償することを特徴とするリーク電流補償回
路。2. A leak current compensating circuit for compensating for a reverse leak current of a parasitic diode existing in a resistance element which constitutes an integrated circuit, wherein the leakage current of the parasitic diode is divided into two parts from both ends of the resistance element. 1 is drawn out, or a current that is half the leak current is supplied to both ends of the resistance element to compensate the leak current and voltage drop in the resistance element. Leakage current compensation circuit.
寄生ダイオードの逆方向のリーク電流を補償するリーク
電流補償回路であって、 前記抵抗素子の中間付近に設けられた中間端子から前記
寄生ダイオードの前記リーク電流に等しい大きさの電流
を引き抜き、又は前記中間端子に前記リーク電流に等し
い大きさの電流を供給し、前記抵抗素子におけるリーク
電流及び電圧降下を補償することを特徴とするリーク電
流補償回路。3. A leak current compensating circuit for compensating for a reverse leak current of a parasitic diode existing in a resistance element forming an integrated circuit, wherein the parasitic diode is provided from an intermediate terminal provided near the middle of the resistance element. Of the leak current, or a current of the same magnitude as the leak current is supplied to the intermediate terminal to compensate a leak current and a voltage drop in the resistance element. Compensation circuit.
載のリーク電流補償回路において、 前記寄生ダイオードが接続されている電源と同一の電源
に接続され、前記逆方向リーク電流を補償電流として流
す補償ダイオードと、 前記補償ダイオードの流す前記補償電流を入力電流とす
るカレントミラー回路と、 を有し、 前記カレントミラー回路の出力電流を前記抵抗素子の両
端または前記中間端子から引き抜き、又は前記抵抗素子
の両端又は前記中間端子に供給し、前記抵抗素子のリー
ク電流及び電圧降下を補償することを特徴とするリーク
電流補償回路。4. The leak current compensating circuit according to claim 1, wherein the leak current compensating circuit is connected to the same power source as the power source to which the parasitic diode is connected, and compensates for the reverse leak current. A compensating diode that flows as a current, and a current mirror circuit that uses the compensating current flowing through the compensating diode as an input current, and draw an output current of the current mirror circuit from both ends of the resistance element or the intermediate terminal, or A leak current compensating circuit for supplying to both ends or the intermediate terminal of the resistance element to compensate for a leak current and a voltage drop of the resistance element.
おいて、 前記カレントミラー回路は、 前記補償電流が入力される入力側トランジスタと、 前記抵抗素子の両端にそれぞれ接続されて、前記n、m
の大きさの出力電流を引き抜く又は前記抵抗素子の両端
に供給する複数の出力側トランジスタと、 を有することを特徴とするリーク電流補償回路。5. The leakage current compensating circuit according to claim 4, wherein the current mirror circuit is connected to an input side transistor to which the compensating current is input and to both ends of the resistance element, respectively.
A plurality of output-side transistors that draw an output current of the magnitude of or supply to both ends of the resistance element.
おいて、 前記カレントミラー回路は、 前記補償電流が入力される入力側トランジスタと、 前記抵抗素子の両端にそれぞれ接続されて、前記リーク
電流の1/2の大きさの出力電流を引き抜く又は前記抵
抗素子の両端に供給する複数の出力側トランジスタと、 を有することを特徴とするリーク電流補償回路。6. The leakage current compensating circuit according to claim 5, wherein the current mirror circuit is connected to an input side transistor to which the compensating current is input and both ends of the resistance element, respectively. A leakage current compensating circuit, comprising: a plurality of output side transistors that draw an output current of ½ or supply to both ends of the resistance element.
載のリーク電流補償回路において、 前記補償ダイオードから得る補償電流の大きさを上記寄
生ダイオードのリーク電流の1/N(NはN>1の数)
に設定し、 前記カレントミラー回路の入力電流対出力電流の大きさ
の比を2対N、又は1対Nに設定することを特徴とする
リーク電流補償回路。7. The leakage current compensating circuit according to claim 4, wherein the magnitude of the compensating current obtained from the compensating diode is 1 / N (N is N Number of N> 1)
And the ratio of the magnitude of the input current to the output current of the current mirror circuit is set to 2 to N or 1 to N.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20469695A JPH0955469A (en) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | Leakage current compensation circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20469695A JPH0955469A (en) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | Leakage current compensation circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0955469A true JPH0955469A (en) | 1997-02-25 |
Family
ID=16494804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20469695A Pending JPH0955469A (en) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | Leakage current compensation circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0955469A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999034226A1 (en) * | 1997-12-25 | 1999-07-08 | Advantest Corporation | Leakage current correction circuit |
-
1995
- 1995-08-10 JP JP20469695A patent/JPH0955469A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999034226A1 (en) * | 1997-12-25 | 1999-07-08 | Advantest Corporation | Leakage current correction circuit |
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