JPS6217191B2 - - Google Patents

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JPS6217191B2
JPS6217191B2 JP7248277A JP7248277A JPS6217191B2 JP S6217191 B2 JPS6217191 B2 JP S6217191B2 JP 7248277 A JP7248277 A JP 7248277A JP 7248277 A JP7248277 A JP 7248277A JP S6217191 B2 JPS6217191 B2 JP S6217191B2
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Japan
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voltage
circuit
gate
output
adjustment
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JP7248277A
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Japanese (ja)
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Tatsuji Asakawa
Shinji Morozumi
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Seiko Epson Corp
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  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電圧検出回路に関するものである。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a voltage detection circuit.

更に詳述すれば、電子機器における各種の電圧
の検出が簡単で随意の調整により行なわれる新規
な構成の電圧検出回路に関するものである。
More specifically, the present invention relates to a voltage detection circuit with a novel configuration that allows detection of various voltages in electronic equipment to be performed easily and by arbitrary adjustment.

従来、電圧検出回路はその被検出電圧の検出さ
れるべき一定の設定電圧の調整を可変抵抗若しく
は適当な選別抵抗により行つており、その調整工
程の煩雑さはもとよりその調整コストは設定電圧
の調整が厳密になる程、はなはだしく増大し、コ
スト・パフオーマンスのしにくい工程であつた。
特にそれは電圧検出回路に用いられる受動能動素
子のばらつきに起因するため、その素子の歩留り
と裏腹の関係にあつた。又、一般に電子機器にお
いては、電圧検出回路を含めてその電子機器を作
動させ、機能させる受動能動素子が集積回路
(IC)として一乃至数チツプにまとめられている
ことから電圧検出回路自体の歩留りは、即ICの
歩留りとしてはねかえるため、それらの素子の各
特性がばらついても、設定電圧の調整は簡単か若
しくは皆無であり、さらに集積回路の歩留りも向
上できる回路構成が待望されていた。
Conventionally, voltage detection circuits adjust the set voltage at which the detected voltage is to be detected using a variable resistor or an appropriate selection resistor, and not only is the adjustment process complicated, but the cost of adjusting the set voltage is The more precise the process, the more the cost increases, making it difficult to maintain cost and performance.
In particular, this was caused by variations in the passive active elements used in the voltage detection circuit, and was therefore inversely related to the yield of the elements. In general, in electronic devices, the passive and active elements that operate and function the electronic device, including the voltage detection circuit, are integrated into one or several chips as an integrated circuit (IC), so the yield of the voltage detection circuit itself is low. Since this directly affects the yield of ICs, there has been a long-awaited circuit configuration that can easily or not adjust the set voltage even if the characteristics of these elements vary, and that can also improve the yield of integrated circuits. .

本発明の第一の目的は設定電圧の調整が簡単な
電圧検出回路を提供することにある。
A first object of the present invention is to provide a voltage detection circuit whose set voltage can be easily adjusted.

本発明の第二の目的は電圧検出回路を構成する
各素子のばらつきを甘受しながら、さらに上記第
一の目的を果たし、電圧検出回路自体の歩留りを
向上させることにある。
A second object of the present invention is to further achieve the first object and improve the yield of the voltage detection circuit itself, while accepting variations in each element constituting the voltage detection circuit.

本発明の第三の目的は、上記第二の目的から由
来し、電圧検出回路を含む集積回路全体としての
歩留りを向上させることにある。
A third object of the present invention is derived from the second object, and is to improve the yield of the entire integrated circuit including the voltage detection circuit.

上記の目的を達成するためには、電圧検出回路
を構成する受動、能動素子の各特性のばらつきが
電圧検出回路の全体としてのばらつきにならな
い、すなわち理想的には電圧検出回路の設定電圧
値が一意的に定まるような回路構成でなければな
らない。
In order to achieve the above objective, it is necessary to ensure that variations in the characteristics of the passive and active elements that make up the voltage detection circuit do not result in variations in the voltage detection circuit as a whole.In other words, ideally the set voltage value of the voltage detection circuit should be The circuit configuration must be uniquely determined.

以上の要請を満たす本発明の電圧検出回路の構
成を第1図にそのブロツク図で示す。1は基準電
圧回路であつて、それは検出をうける被検出電圧
に弱く依存するか若しくは全く依存しない基準電
圧Vstを発生させる回路であり、又、被検出電圧
をある一定の電圧において検出するための設定電
圧を直接的に生む、若しくは設定電圧に強く依存
する基準電圧を発生させる回路である。2は被検
出電圧変換回路であつて、それは被検出電圧その
ものであるか、若しくは被検出電圧に強く依存す
る回路である。3は比較回路であつて、1の基準
電圧と2つの被検出電圧の変換電圧Vdとを比較
する回路である。設定電圧はまさにこの基準電圧
と変換電圧すなわち比較回路入力の比較電圧の一
致する電圧であつて、逆に言えば所望の設定電圧
から適当な基準電圧及び被検出電圧の変換電圧が
選択されるわけである。勿論、設定電圧の厳密さ
の要求如何によつては、設定電圧の現実的な素子
特性への若干の依存性から、調整が必要となる場
合がある。4はこの調整手段を含む、調整回路で
あつて、1を調整する方式、2を調整する方式あ
る。すなわち比較電圧となる基準電圧と、被検出
電圧の変換電圧の2つのうちいずれか若しくは両
方を調整する回路である。さらに以上までの1,
2,3,4の回路では、それを作動させるパワ
ー、つまり消費電流は常時流すことになるため例
えば携帯用の電子機器のようにパワー限定された
電池等を電源にしているものでは、この電圧検出
回路をサンプリング駆動にし、消費電流を極力押
える。5はこのサンプリング駆動に必要なパルス
φ(φ,φ,φ,φ)を発生するパル
ス発生回路であつて、1,2,3,4の各回路、
或いは、その内の幾つかの回路にサンプリング・
パルスが送られ、サンプリングで各回路が動作す
る。しかしながら、3の比較回路出力は多くの場
合常時必要なことが多く、このためサンプリング
していない時には、比較回路出力を保持するホー
ルド回路が必要になる。6はこのホールド回路で
あつて、このホールド回路に必要なパルスはサン
プリングと同様に5から送られる。この全体とし
ての電圧検出回路において、その心臓部はやはり
1,2,3であり、本発明においてはいずれも
個々の素子特性に依存せず、ほぼ一意的に設定電
圧が決定されるようになつている。
The configuration of a voltage detection circuit according to the present invention that satisfies the above requirements is shown in a block diagram in FIG. 1 is a reference voltage circuit, which generates a reference voltage Vst that weakly depends on or does not depend on the voltage to be detected; This is a circuit that directly generates a set voltage or generates a reference voltage that is strongly dependent on the set voltage. Reference numeral 2 denotes a detected voltage conversion circuit, which is either the detected voltage itself or a circuit that is strongly dependent on the detected voltage. 3 is a comparison circuit which compares the reference voltage 1 and the converted voltage Vd of the two detected voltages. The set voltage is exactly the voltage at which this reference voltage and the converted voltage, that is, the comparison voltage input to the comparator circuit, match.In other words, an appropriate reference voltage and converted voltage of the detected voltage are selected from the desired set voltage. It is. Of course, depending on how strict the set voltage is required, adjustment may be necessary due to the slight dependence of the set voltage on actual device characteristics. Reference numeral 4 is an adjustment circuit including this adjustment means, and there are two types: one for adjusting 1 and the other for adjusting 2. In other words, it is a circuit that adjusts either or both of the reference voltage serving as a comparison voltage and the converted voltage of the detected voltage. Furthermore, 1 up to the above,
In circuits 2, 3, and 4, the power to operate them, that is, the current consumption, is constantly flowing, so for example, in portable electronic devices that are powered by batteries with limited power, this voltage The detection circuit is driven by sampling to minimize current consumption. 5 is a pulse generation circuit that generates pulses φ 35 , φ 6 , φ 7 , φ 8 ) necessary for this sampling drive, and each circuit 1, 2, 3, 4,
Alternatively, some of the circuits may be sampled.
Pulses are sent and each circuit operates by sampling. However, the output of the comparator circuit 3 is often required at all times, and therefore a hold circuit is required to hold the output of the comparator circuit when sampling is not being performed. 6 is this hold circuit, and pulses necessary for this hold circuit are sent from 5 in the same way as for sampling. In this overall voltage detection circuit, the core parts are 1, 2, and 3, and in the present invention, the set voltage is determined almost uniquely without depending on the characteristics of each individual element. ing.

このような本発明の具体例を第2図に掲げる。
一点鎖線で囲んだ各ブロツクは第1図の各ブロツ
クに対応する。使用される能動素子は絶縁ゲート
型電界効果トランジスタ(以下MOSと書く)を
例にとる。
A specific example of the present invention is shown in FIG.
Each block surrounded by a dash-dotted line corresponds to each block in FIG. The active element used is an insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as MOS).

まずパルス発生回路5について説明する。パル
ス発生回路5は、シフトレジスタ7とナンド回路
8により構成される。φ,φに第7―a図の
如きシグナルが入れば、シフトレジスタ(フリツ
プフロツプ)7により、φはφの半クロツク
分シフトされ、Qにはシグナルφが出、従つて
8の出力φには第7―a図の如き、微分パルス
が出る。例えばφを64Hz、φを1/2Hzとすれ
ば、φにはローレベルが1/128秒でハイレベル
が(2−1/128)秒の、所謂ローレベルの幅の極く 小さいパルス(微分パルス)が出ることになる。
この様な微分パルスにより、1,2,3,4,
6、の各回路が作動させられる。
First, the pulse generation circuit 5 will be explained. The pulse generating circuit 5 is composed of a shift register 7 and a NAND circuit 8. When the signals shown in Fig. 7-a are input to φ 1 and φ 2 , φ 2 is shifted by half the clock of φ 1 by the shift register (flip-flop) 7, and the signal φ 2 is output to Q, so that 8 A differential pulse as shown in Fig. 7-a is output from the output φ3 . For example, if φ 1 is 64 Hz and φ 2 is 1/2 Hz, the low level at φ 3 is 1/128 seconds and the high level is (2-1/128) seconds, so the so-called low level width is extremely small. A pulse (differential pulse) will be generated.
With such a differential pulse, 1, 2, 3, 4,
6, each circuit is activated.

又、上記7のシフトレジスタ(フリツプフロツ
プ)は第6図の様に構成される。インバータ93
によりCL信号は逆位相になるため、Nチヤネ
ルトランジスタ(以降NTと書く)94とPチヤ
ネルトランジスタ(以降PTと書く)95のスイ
ツチングトランジスタはCLがハイの時オンし、
NT96及びPT97より成るインバータによりW
を反転させて書き込みとする。従つてその時Q
=である。NT102及びPT103はインバー
タであつてQを反転させ=Wとなる。その時
NT98,PT99はオフしている。CLがローに
なつて始めてNT98,PT99がオンするので、
NT100,PT101から成るインバータにより
この=Wは反転され、Q=〓=となるので、
Q出力はホールドされることになる。この時NT
94,PT95はオフしている。すなわちCLがロ
ーでWが変化してもQは変化せず、CLがハイに
なつて、ようやくWの変化がQに伝えられるた
め、CLの半クロツク分だけWのシフトされた信
号がに、Wのシフトされかつ反転された信号が
Qに出ることになる。この意味で第6図の様にし
てシフトレジスタ(フリツプフロツプ)が形成さ
れる。
Further, the shift register (flip-flop) 7 mentioned above is constructed as shown in FIG. Inverter 93
Since the CL signal is in opposite phase, the switching transistors N-channel transistor (hereinafter referred to as NT) 94 and P-channel transistor (hereinafter referred to as PT) 95 are turned on when CL is high.
W by an inverter consisting of NT96 and PT97
Invert and write. Therefore, at that time Q
= is. NT102 and PT103 are inverters that invert Q so that =W. At that time
NT98 and PT99 are off. NT98 and PT99 turn on only when CL goes low, so
This =W is inverted by the inverter consisting of NT100 and PT101, and Q===, so
The Q output will be held. At this time NT
94 and PT95 are off. In other words, even if CL is low and W changes, Q does not change, and only when CL goes high is the change in W transmitted to Q. Therefore, the signal shifted by W by half a clock of CL becomes The shifted and inverted signal of W will appear on Q. In this sense, a shift register (flip-flop) is formed as shown in FIG.

さてφがローの時のみ1,2,3,4の各回
路の電流が流れ、各回路が目的とする本来の動作
をするので、前記例からすれば各回路の消費電流
は平均して1/256にできローパワーが達成される
わけである。本発明の特徴の第1は電圧検出回路
が、この微分パルスにより動作させられることで
ある。
Now, the current in each circuit 1, 2, 3, and 4 flows only when φ3 is low, and each circuit performs its original intended operation, so from the above example, the current consumption of each circuit is on average. It can be made at 1/256 and low power can be achieved. The first feature of the present invention is that the voltage detection circuit is operated by this differential pulse.

次に基準電圧回路1について説明する。φ
ローの時NT10はオフ、PT11はインバータ9
によりがハイとなるのでオフ、従つてこの時
1における静特性は、10,11に無関係であ
る。又16については第3―a図に示されるよう
に、NT42,PT54はオフとなるので42,5
4に無関係である。逆にφがハイの時、PT1
2はオフ、NT10がオンとなるので、10のド
レイン電位はローであり、NT14はオフ、PT1
1はオンとなるので、この時各導電経路に電流は
流れない。又16においてもPT43がオフ、NT
42がオン、従つてNT,44,45,50がオ
フするので電流は流れず、同時にPT54がオ
ン、従つてPT51がオフとなるので抵抗体1
7,18にも電流は流れない。特徴の第一が考慮
されている。
Next, reference voltage circuit 1 will be explained. When φ3 is low, NT10 is off, PT11 is inverter 9
Since 3 becomes high, it is off, so the static characteristics at 1 are unrelated to 10 and 11 at this time. Regarding 16, as shown in Figure 3-a, NT42 and PT54 are off, so 42 and 5
4 is unrelated. Conversely, when φ3 is high, PT1
2 is off and NT10 is on, so the drain potential of 10 is low, NT14 is off, and PT1
1 is turned on, so no current flows through each conductive path at this time. Also in 16, PT43 is off, NT
42 is on, and therefore NT, 44, 45, and 50 are off, so no current flows. At the same time, PT54 is on, and therefore PT51 is off, so resistor 1
No current flows through 7 and 18 either. The first of the characteristics is taken into account.

φがローの時発生する基準電圧は、被検出電
圧及び電源電圧(VDD)にほぼ依存せず、又、温
度特性もほぼ持たないと云える構成ではなくては
ならい。本具体例ではそのためMOSの閾値電圧
の差を基準電圧とする。異なるMOSの閾値電圧
を造るためには、イオン打ち込みによるゲート部
チヤネルへのドーピングにより閾値電圧を異なら
せるのが良い。ゲート膜厚若しくは基盤濃度の違
いによる差では、MOSを特徴づける閾値電圧、
コンダクタンス係数(α移動度)の温度特性が閾
値の異なるMOS間で相当異なるからである。
又、ゲート下部チヤネルへのドーピングにおいて
も、PTでドナーイオンを、或いはNTでアクセプ
ターイオンをドーピングするのはやはり基盤濃度
を異にすると同様、濃度特性への影響が強い。結
局チヤネル・ドーピングはPTでアクセプターイ
オンを、或いはNTでドナーイオンをドーピング
するのが最良である。ドーピングて低くなつた閾
値のシフト電圧は、電荷素量をq、ゲート絶縁膜
比誘電率をεox、真空の誘電率をεo、ゲート
絶縁膜厚をτox、ネツトな打ち込み量をNnetと
すると、qNnetτoxで与えられ、そのシフト量自
体の温度特性は無いと云えるからである。又、コ
ンダクタンス係数(α移動度)にしても同幾何寸
法におけるその絶対値の変動は実験的に補正で
き、温度特性の変動も上記他の場合より極めて小
さいからである。PTでドーピングするアクセプ
ターイオンとしては例えば11B+があり、NTでド
ーピングするドナーイオンとしては例えば31P+
ある。第2図以降の図において、この様なチヤネ
ル・ドーピングによりシフトされた閾値電圧を有
すトランジスタはゲート下に破線をそえることで
図示している。本具体例ではPTのみのドーピン
グを使用しているためNTは、ドーピングされた
PTの閾値電圧に合わせるべく、基板濃度が定め
られる。第4―a図にのとつて説明すれば、通常
相補型MOS(以降C―MOSと書く)ICにおいて
はN-シリコン基盤55上にP-ウエル56が形成
され、PTのソース57、ドレイン58と共に若
しくは別にNTのアイソレーシヨン層63がP形
拡散層若しくはイオン打ち込みで形成され、NT
のソース60、ドレイン61と共に若しくは別に
PTのアイソレーシヨン層62がN型拡散層若し
くはイオン打ち込みで形成される。59は清浄な
ゲート絶縁層であり、64はフイールド絶縁膜、
65はゲート電極、若しくはサブストレート、ソ
ース、ドレイン電極、或いは配線に用いられる金
属、例えばアルミニウムである。59が形成され
た後に、レジストのマスクで、ドーピングしたい
チヤネル以外をおおい、希望するチヤネルへゲー
ト絶縁膜上からイオンをドーピングすれば上記閾
値電圧の低いトランジスタが造られ、レジストマ
スクでおおわれたトランジスタには変化がない。
当然のことながら、このチヤネルドーピングは最
初同極性トランジスタのすべてのチヤネルに施
し、次に所望のトランジスタのみ施す方法も構わ
ない。欲するのは閾値電圧の差のみである。
The reference voltage generated when φ 3 is low must have a configuration that is almost independent of the voltage to be detected and the power supply voltage (V DD ), and has almost no temperature characteristics. Therefore, in this specific example, the difference between the threshold voltages of the MOS is used as the reference voltage. In order to create different threshold voltages for MOS, it is preferable to make the threshold voltages different by doping the gate channel by ion implantation. Due to differences in gate film thickness or substrate concentration, the threshold voltage that characterizes MOS,
This is because the temperature characteristics of the conductance coefficient (α mobility) are considerably different between MOSs having different threshold values.
Also, in doping the channel below the gate, doping donor ions with PT or acceptor ions with NT has a strong influence on the concentration characteristics, just as changing the base concentration. Ultimately, it is best to do channel doping by doping acceptor ions with PT or donor ions with NT. The threshold shift voltage lowered by doping is given by qNnetτox where the elementary charge is q, the relative permittivity of the gate insulating film is εox, the permittivity of vacuum is εo, the thickness of the gate insulating film is τox, and the net implantation amount is Nnet. This is because it can be said that the shift amount itself has no temperature characteristics. Furthermore, variations in the absolute value of the conductance coefficient (α mobility) in the same geometric dimensions can be corrected experimentally, and variations in the temperature characteristics are also much smaller than in the other cases mentioned above. An example of an acceptor ion for doping with PT is 11 B + , and an example of a donor ion for doping with NT is 31 P + . In the figures from FIG. 2 onwards, transistors having threshold voltages shifted by such channel doping are indicated by dashed lines under the gates. In this example, only PT is doped, so NT is doped.
The substrate concentration is determined to match the threshold voltage of PT. To explain with reference to FIG. 4-a, in a normal complementary MOS (hereinafter referred to as C-MOS) IC, a P - well 56 is formed on an N - silicon substrate 55, and the source 57 and drain 58 of the PT. Together with or separately, an isolation layer 63 of NT is formed by a P-type diffusion layer or ion implantation.
together with the source 60 and drain 61 or separately
A PT isolation layer 62 is formed by an N-type diffusion layer or ion implantation. 59 is a clean gate insulating layer, 64 is a field insulating film,
65 is a metal used for the gate electrode, substrate, source, drain electrode, or wiring, such as aluminum. After 59 is formed, use a resist mask to cover channels other than those to be doped, and dope ions into the desired channel from above the gate insulating film to create a transistor with the low threshold voltage mentioned above. There is no change.
Of course, this channel doping may first be applied to all channels of transistors of the same polarity, and then applied only to desired transistors. All we want is a difference in threshold voltage.

そのように低閾値のPTに合わせNTの閾値を決
定するためには、P-ウエル56形成時にその濃
度を適当に下げておけば良し、或いは56は比較
的高濃度であつても、NTすべてのチヤネルにゲ
ート絶縁膜形成後ドナーイオンをドーピングして
も良い。いずれにしてもチヤネル・ドーピングに
よる閾値電圧の差を基準電圧とする利点は、温度
変動、電源変動に対する安定性にあるのだが、も
う一つ、差のみを問題にするため、Nnet,τox
のみの安定性さえ保証されれば基準電圧として製
造工程的に一様な電圧が得られる所にある。
In order to determine the threshold value of NT according to such a low threshold PT, it is sufficient to lower the concentration appropriately when forming the P - well 56, or even if the concentration of NT 56 is relatively high, all NTs may be Donor ions may be doped into the channel after forming the gate insulating film. In any case, the advantage of using the difference in threshold voltage due to channel doping as the reference voltage is stability against temperature fluctuations and power fluctuations.
As long as the stability of the voltage is guaranteed, it is possible to obtain a uniform voltage as the reference voltage during the manufacturing process.

本発明の第2の特徴はこのような温度変動、電
源変動、製造工程変動に対し安定な基準電圧にあ
る。次に回路について説明する。
The second feature of the present invention is a reference voltage that is stable against such temperature fluctuations, power supply fluctuations, and manufacturing process fluctuations. Next, the circuit will be explained.

PT12のコンダクタンス係数=移動度×
εoεox/τox×チヤネル幅/チヤネル長とPT15
のコンダクタンス 係数の比を、NT13のコンダクタンス係数とNT
14のコンダクタンス係数の比に等しくし、さら
にNT13と14をICチツプ上に近接させて配置
し、閾値を極めて整合性良くすれば、PT12の
閾値電圧VTPとPT15の閾値電圧VGTPの差
VTP―VGTP=Vstが、接地電位を基準にしてプ
ラス方向に得られる。例えばこのコンダクタンス
係数の比は1にとることができる。又当然12,
15と13,14におけるチヤネル長は等しくし
ておく。さもなければ拡散等の型の違いから、そ
の深さは様々にばらつきコンダクタンス係数のの
比を一致させるのが難しいからである。こうして
得られた基準電圧Vstは一般的にボルージ・フオ
ロワー16でバツフアされ、その出力は原理的に
Vstに等しくそれが高抵抗17,18で分割され
るので、最終的な基準電圧 Vst=R/R+RVstである。
Conductance coefficient of PT12 = mobility ×
εoεox/τox×channel width/channel length and PT15
The ratio of the conductance coefficient of NT13 to the conductance coefficient of NT
If the ratio of the conductance coefficients of PT12 and NT14 is equal to the ratio of the conductance coefficients of PT14, and if NT13 and NT14 are placed close to each other on the IC chip and the threshold values are made to have extremely good matching, the difference between the threshold voltage VTP of PT12 and the threshold voltage VGTP of PT15 will be
VTP - VGTP = Vst is obtained in the positive direction with respect to the ground potential. For example, the ratio of the conductance coefficients can be set to 1. Also of course 12,
The channel lengths in 15, 13, and 14 are made equal. Otherwise, due to differences in types such as diffusion, the depth varies and it is difficult to match the ratio of conductance coefficients. The reference voltage Vst obtained in this way is generally buffered by a volume follower 16, and its output is, in principle,
Since it is divided by the high resistance 17, 18, the final reference voltage Vst=R 2 /R 1 +R 2 Vst.

ボルテージ・フオロワーを構成する演算増幅器
は第3―a図の如く構成される。Vcがローの時
NT42はオフ、又インバータ53によりPT54
もオフとなり、各導電経路に電流が供給される。
PT43はNT44に比して、閾値電圧が高く、コ
ンダクタンス係数が低いのでバイアス電圧VBは
NTの閾値電圧のやや上にバイアスされる。反転
入力トランジスタのNT46と非反転入力トラン
ジスタのNT47は同幾何寸法、同電気特性の素
子であり、相補的負荷トランジスタのPT48と
PT49も同幾何寸法、同電気特性の素子であ
る。VI,VINの電位がNT46,47の閾値電圧
より高ければ、その電位の如何に依らずNT45
に流入する電流が一定であるので、PT49とPT
51のコンダクタンス係数の比をNT45とNT5
0のコンダクタンス係数の比の2倍にとり、さら
にそれぞれ49と51及び45と50の閾値電圧
を等しくするため近接させて配置することによ
り、完全にVIとVNIの差電圧をのみ増幅する演
算増幅器ができる。この時、チヤネル長を49と
51,45と50で等しくし、チヤネル幅で比を
決定するのが良い。又コンダクタンス係数を5
0,51の方を45,46,47,48,49よ
りかなり大きくすれば50,51よりなる増幅出
力段は低インピーダンスであつて、又ゲイン1と
なる周波数のクロス・オーバー点が45,46,
47,48,49より構成される差動増幅段のク
ロス・オーバー点よりかなり高く、又16のよう
にボルテージ・フオロワーにしても位相遅れがク
ロス・オーバー点で180゜未満が達成されるので
発振しない。又、この時、コンダクタンス係数を
大きくとれば、必然的に、チヤネル幅を大きくと
る必要があり、チヤネル幅を大きくとれば、51
のドレイン・ゲート間に寄性的に着く帰還容量
C2と51のゲートに着くゲート膜容量C1とで全
体として、C1+C2×(増幅出力段ゲイン)の容量
が49のドレインに着いて見えるのでさらに周波
数特性を安定にできる。第3―b図で説明すれば
それは52の如くPT51のゲート・ドレインの
重なりを第4―a図59より多くとると、チヤネ
ル幅が大きいので容量C2は大きくなる。又ゲー
ト・ソース間容量C3とゲート・サブストレート
間容量C4が並列して、合成容量C1となつてゲー
ト・電源間容量となるが、これも又、チヤネル幅
が大きいため大きくなるのである。発振に対する
更なる安定を図るためには、52のゲートのドレ
インとの重なりを増すことにより任意に帰還容量
を増して行ける。又第3―b図において、図の各
数字は第4―a図と同様な箇所を示している。
The operational amplifier constituting the voltage follower is constructed as shown in Figure 3-a. When Vc is low
NT42 is off, and PT54 is turned off by inverter 53.
is also turned off, supplying current to each conductive path.
PT43 has a higher threshold voltage and lower conductance coefficient than NT44, so the bias voltage VB is
Biased slightly above the NT threshold voltage. The inverting input transistor NT46 and the non-inverting input transistor NT47 are devices with the same geometric dimensions and the same electrical characteristics, and are similar to the complementary load transistor PT48.
PT49 is also an element with the same geometric dimensions and the same electrical characteristics. If the potential of V I and V IN is higher than the threshold voltage of NT46 and NT47, NT45
Since the current flowing into PT49 and PT
The ratio of the conductance coefficients of 51 to NT45 and NT5
An operation that completely amplifies only the difference voltage between V I and V NI by taking twice the ratio of the conductance coefficient of 0 and placing them close to each other to make the threshold voltages of 49 and 51 and 45 and 50 equal. An amplifier can be made. At this time, it is preferable to make the channel lengths equal to 49 and 51, and 45 and 50, and to determine the ratio by the channel width. Also, the conductance coefficient is 5
If 0,51 is made much larger than 45,46,47,48,49, the amplification output stage consisting of 50,51 will have low impedance, and the frequency crossover point at which the gain is 1 will be 45,46. ,
It is considerably higher than the crossover point of the differential amplifier stage composed of 47, 48, and 49, and even if it is a voltage follower like 16, the phase delay is less than 180° at the crossover point, so oscillation is not possible. do not. Also, at this time, if the conductance coefficient is made large, it is necessary to make the channel width large, and if the channel width is made large, 51
The feedback capacitance that parasitically arrives between the drain and gate of
With C 2 and the gate film capacitance C 1 attached to the gate of 51, the total capacitance of C 1 +C 2 × (amplification output stage gain) appears to be attached to the drain of 49, making the frequency characteristics even more stable. Referring to Fig. 3-b, if the gate and drain of the PT 51 overlap more than 59 in Fig. 4-a, as shown in Fig. 52, the channel width is large, so the capacitance C2 becomes large. Also, the gate-source capacitance C 3 and the gate-substrate capacitance C 4 are connected in parallel to form a composite capacitance C 1 , which becomes the gate-power capacitance, which also increases due to the large channel width. be. In order to achieve further stability against oscillation, the feedback capacitance can be arbitrarily increased by increasing the overlap between the gate and the drain of 52. Further, in Fig. 3-b, each number in the figure indicates the same location as in Fig. 4-a.

第3―a図の演算増幅器においてもう一つの問
題は差動段に生ずるオフセツト電圧であるが、こ
れは原理的に数mvオーダーであり、又パルス発
生回路5の微分パルスのローレベル信号のパルス
幅をある程度大きくとれば、演算増幅器の定電流
源45の流入電流を小さくできるのでオフセツト
電圧を小さくしぼれる。なぜならある程度パルス
幅が大きければ、演算増幅器の応答を下げられる
ためである。一方第3―a図の如き演算増幅器の
オフセツト電圧の温度特性、電圧特性は極めて小
さく問題にならない。
Another problem with the operational amplifier shown in Fig. 3-a is the offset voltage that occurs in the differential stage, but this is in principle on the order of several mV, and the pulse of the low level signal of the differential pulse of the pulse generating circuit 5 If the width is made large to a certain extent, the current flowing into the constant current source 45 of the operational amplifier can be made small, so that the offset voltage can be kept small. This is because if the pulse width is large to some extent, the response of the operational amplifier can be lowered. On the other hand, the temperature characteristics and voltage characteristics of the offset voltage of an operational amplifier as shown in FIG. 3-a are extremely small and do not pose a problem.

17,18の抵抗体は第4―b図と同様にして
構成できる。すなわちC―MOSでは抵抗体とし
て拡散或いはイオン打ち込みによるP-ウエル
層、それにソース・ドレイン、アイソレーシヨン
層を形成する拡散或はイオン打ち込みによるP型
若しくはN型層が使える他、多結晶シリコンも使
える。第4―b図ではP-ウエルによつて抵抗体
が作られる場合を図示している。一方第4―c図
の71のようにMOS、又第4―d図の72のよ
うに製造工程によつてはダイオードで抵抗体を構
成できる。第2図に示す本具体例では、この抵抗
体の抵抗比のみでVstが決定できるので、この比
には当然のこととして温度特性、電圧特性は無
い。以上のことから本発明の第3の特徴は、閾値
電圧の差の線型変換を基準電圧としたことであ
り、この線型変換は抵抗体の比により決定される
ことである。すなわちVst=R/R+RVstだから
で あり、又R1=0の時はVst=Vstとなることが特
徴であるが、この時は、17,18を付けない場
合と等しくて、又14,15の出力VstをVstと
して出力することと等しく、本具体例の比較器4
0は第3―a図の如きMOS入力の高インピーダ
ンス入力であることから、そのような出力形態も
可能である。又基準電圧は、この他に酸化銀電
池、ニツケル・カドミウム電池、水銀電池等を
Vst若しくは直接Vstとして比較器40の入力と
することもできるし、又、MOSの閾値に類する
ものとして、ダイオードの順方向立ち上がり電圧
或いは、ツエナーダイオードのツエナー電圧を使
える。周知のように、ツエナー電圧の温度特性は
ダイオードの立ち上がり電圧の温度特性と逆であ
るので例えば、これらを第4―e図74,75の
如く直列にし、それに抵抗体としてでオン・
オフするNT73を直列接続し、ツエナーダイオ
ードの順方向立ち上がり電圧を基準電圧としても
よい。
The resistors 17 and 18 can be constructed in the same manner as shown in FIG. 4-b. In other words, in C-MOS, a P - well layer formed by diffusion or ion implantation can be used as a resistor, and a P-type or N-type layer formed by diffusion or ion implantation to form the source/drain and isolation layer, as well as polycrystalline silicon. It can be used. FIG. 4-b illustrates the case where a resistor is made by a P - well. On the other hand, the resistor can be composed of a MOS as shown in 71 in FIG. 4-c, or a diode as shown in 72 in FIG. 4-d depending on the manufacturing process. In this specific example shown in FIG. 2, since Vst can be determined only by the resistance ratio of this resistor, this ratio naturally has no temperature characteristics or voltage characteristics. From the above, the third feature of the present invention is that linear conversion of the difference in threshold voltage is used as the reference voltage, and this linear conversion is determined by the ratio of the resistors. In other words, this is because Vst = R 2 /R 1 +R 2 Vst, and when R 1 = 0, Vst = Vst, which is the same as when 17 and 18 are not added. Also, it is equivalent to outputting the outputs Vst of 14 and 15 as Vst, and the comparator 4 of this specific example
Since 0 is a high impedance input of a MOS input as shown in FIG. 3-a, such an output form is also possible. In addition, the reference voltage can be used for silver oxide batteries, nickel cadmium batteries, mercury batteries, etc.
It can be input to the comparator 40 as Vst or directly as Vst, or the forward rising voltage of a diode or the Zener voltage of a Zener diode can be used as something similar to the threshold of a MOS. As is well known, the temperature characteristics of the Zener voltage are opposite to the temperature characteristics of the rising voltage of a diode, so for example, connect them in series as shown in Figure 4-e, 74 and 75, and connect them as a resistor with 3 .
NT73s that are turned off may be connected in series, and the forward rising voltage of the Zener diode may be used as the reference voltage.

続いて被検出電圧変換回路2について説明す
る。19は16と同様に第3―a図の如く構成さ
れるのでφがローの時本来の動作をしφがハ
イでは各電流経路及び抵抗体20,21,22,
23,24に電流は流れない。19はボルテー
ジ・フオロワーであるから、被検出電圧VdΓが
第3図V0から出力され、それが高抵抗により分
割され、r1+r2+r3+r4=rとすれば、それぞれ
C1点での電圧Vc1=r/R+rVdΓ、c2点でVc2= r+r/R+rVdΓ、c3点でVc3=r+r+r
/R+rVdΓ、c4点で Vc4=r/R+rVdΓと被検出電圧が線型変換され る。
Next, the detected voltage conversion circuit 2 will be explained. Like 16, 19 is configured as shown in Figure 3-a, so it operates as expected when φ3 is low, and when φ3 is high, each current path and resistor 20, 21, 22,
No current flows through 23 and 24. Since 19 is a voltage follower, the detected voltage VdΓ is output from V 0 in Figure 3, and it is divided by a high resistance, and if r 1 + r 2 + r 3 + r 4 = r, then each
Voltage at 1 point C: Vc 1 = r 1 /R + rVdΓ, Vc 2 = r 1 + r 2 /R + rVdΓ at 2 points, Vc 3 = r 1 + r 2 + r at 3 points.
3
/R+rVdΓ, c The detected voltage is linearly converted to Vc 4 =r/R+rVdΓ at four points.

このような線型変換をする抵抗体は17,18
と同様第4―b図の如く構成される。55はN-
シリコン基板であり、56はP-ウエル層であつ
てNTのサブストレート形成時に同時に形成され
る。又63,66,67,68,69,70はそ
れぞれP型層であり、PTのソース・ドレイン形
成時に同時に形成される。63は例えば、アルミ
配線により接地され、67はc1に68はc2に、6
9はc3に、70はc4に、対応し、66は例えばア
ルミ配線で19の出力に接続される。又63,6
7間抵抗が24のr1、67,68間抵抗が23の
r2、68,69間抵抗が22のr3、69,70間
抵抗が21のr4、70,66間抵抗が20のRに
対応する。64はフイールド絶縁膜、65はアル
ミとP型層とのコンタクトを示す。このように一
様なP-層で抵抗体を作ることの利点は、抵抗体
の比が温度特性、電圧特性を持たないことに依る
のであり、もう一つは、比のみを問題にするため
に、それは幾何学的寸法によつて簡単に精度良く
決定できるからである。この場合も抵抗体の幅は
一定にして、第4―b図の如く抵抗体の長さの比
をとることが良い。
Resistors that perform such linear conversion are 17, 18
Similarly, it is configured as shown in Figure 4-b. 55 is N -
It is a silicon substrate, and 56 is a P - well layer which is formed at the same time as forming the NT substrate. Further, 63, 66, 67, 68, 69, and 70 are P-type layers, which are formed simultaneously when forming the source and drain of the PT. For example, 63 is grounded by aluminum wiring, 67 is connected to c1 , 68 is connected to c2 , and 6
9 corresponds to c3 , 70 corresponds to c4 , and 66 is connected to the output of 19 by, for example, aluminum wiring. Also 63,6
The resistance between 7 and 68 is 24 r 1 , and the resistance between 67 and 68 is 23
The resistance between r 2 and 68 and 69 corresponds to r 3 of 22, the resistance between 69 and 70 corresponds to r 4 of 21, and the resistance between 70 and 66 corresponds to R of 20. Reference numeral 64 indicates a field insulating film, and reference numeral 65 indicates a contact between aluminum and the P-type layer. The advantage of making a resistor with a uniform P - layer in this way is that the ratio of the resistor does not have temperature or voltage characteristics, and the other reason is that only the ratio matters. This is because it can be easily and accurately determined by geometric dimensions. In this case as well, it is preferable to keep the width of the resistor constant and take the ratio of the lengths of the resistors as shown in FIG. 4-b.

又このようにC1,C2,C3,C4の4点をとつた
のは第2図が検出設定電圧の調整を2ビツトで行
う具体例としたためである。本発明の第4の特徴
は被検出電圧変換回路が、被検出電圧を線型変換
することであり、この線型変換が抵抗体の比によ
り決定されることである。又R=0の時はVc4
VdΓであり、被検出電圧そのものをスイツチ3
9に入れることができる。そして上記被検出電圧
の変換電圧と前述基準電圧が比較器の比較電圧に
なるわけである。
The reason why four points, C 1 , C 2 , C 3 , and C 4 are taken, is that FIG. 2 is a specific example in which the detection setting voltage is adjusted using 2 bits. A fourth feature of the present invention is that the detected voltage conversion circuit linearly converts the detected voltage, and this linear conversion is determined by the ratio of the resistors. Also, when R=0, Vc 4 =
VdΓ, and the detected voltage itself is switched to switch 3.
You can put it in 9. The converted voltage of the detected voltage and the reference voltage become the comparison voltage of the comparator.

次に調整回路4について説明する。4は比較器
3に入力される比較電圧の一方若しくは両者を調
整する比較電圧調整回路であつて、第2図本具体
例は被検出電圧変換回路2を調整する方法で、2
ビツトであつて、(b1、b2)の信号の状態によつて
デイジタル的に(i)〜(iv)の4状態の調整が可能であ
る。0はローを1はハイを表わす。
Next, the adjustment circuit 4 will be explained. Reference numeral 4 denotes a comparison voltage adjustment circuit that adjusts one or both of the comparison voltages input to the comparator 3. This specific example in FIG.
It is a bit, and can be digitally adjusted to four states (i) to (iv) depending on the state of the signals (b 1 , b 2 ). 0 represents low and 1 represents high.

(i) (b1、b2)=(1、1)Vd=Vc1 (ii) (b1、b2)=(1、0)Vd=Vc2 (iii) (b1、b2)=(0、1)Vd=Vc3 (iv) (b1、b2)=(0、0)Vd=Vc4 (i)の時、ナンド28入力は(1、1)であるか
らその出力は0であり、トランスミツシヨンスイ
ツチ33のPTゲート入力は0、NTゲート入力は
インバータ32により1であるからオンしVd=
Vc1電位が転送される。ナンド29入力は、イン
バータ27により2=0となり(1、0)である
からその出力は1であり、トランスミツシヨンス
イツチ35のPTゲート入力は1、NTゲート入力
はインバータ34により0であるからオフする。
又、ナンド30入力は、インバータ26により1
=0となり(0、1)であるからその出力は1で
あり、トランスミツシヨンスイツチ37のPTゲ
ート入力は1、NTゲート入力はインバータ36
により0であるからオフする。さらにナンド31
入力は、インバータ26,27により1=0、2
=0となり(0、0)であるからその出力は1で
あり、トランスミツシヨンスイツチ39のPTゲ
ート入力は1、NTゲート入力はインバータ38
により0であるからオフする。結局、トランスミ
ツシヨンスイツチがオンし、電位が転送されるの
は33によるVc1だけである。(ii)の場合も同様に
35のみオンしVc2が転送される。(iii)の場合も同様
に37のみオンしVc3が転送される。(iv)の場合も
同様に39のみオンしVc4が転送されるわけであ
る。
(i) (b 1 , b 2 ) = (1, 1) Vd = Vc 1 (ii) (b 1 , b 2 ) = (1, 0) Vd = Vc 2 (iii) (b 1 , b 2 ) = (0, 1) Vd = Vc 3 (iv) (b 1 , b 2 ) = (0, 0) Vd = Vc 4 (i) When NAND 28 input is (1, 1), its output is 0, the PT gate input of the transmission switch 33 is 0, and the NT gate input is 1 due to the inverter 32, so it is turned on and Vd=
Vc 1 potential is transferred. Since the NAND 29 input is 2 = 0 by the inverter 27 and (1, 0), its output is 1, the PT gate input of the transmission switch 35 is 1, and the NT gate input is 0 by the inverter 34. Turn off.
In addition, the NAND 30 input is converted to 1 by the inverter 26.
= 0 and (0, 1), so the output is 1, the PT gate input of the transmission switch 37 is 1, and the NT gate input is the inverter 36.
Since it is 0, it is turned off. Furthermore, Nando 31
The input is 1 = 0, 2 by inverters 26 and 27.
= 0 and (0, 0), so its output is 1, the PT gate input of the transmission switch 39 is 1, and the NT gate input is the inverter 38.
Since it is 0, it is turned off. In the end, the transmission switch turns on and only Vc 1 from 33 is transferred. Similarly in case (ii)
Only 35 is turned on and Vc 2 is transferred. Similarly, in case (iii), only 37 is turned on and Vc 3 is transferred. Similarly, in case (iv), only 39 is turned on and Vc 4 is transferred.

本具体例ではこのような調整をIC内部で行な
うために第2図25制御回路を一例として第5―
a図のように不揮発性記憶素子を用いて構成す
る。76,77,81,82はFAMOSである。
このFAMOSのゲートに電子の注入が行なわれて
いず、(勿論FAMOSの極性が逆の回路構成をと
れば正孔であるが)、さらに、φがローの時Vc
であるから、NT79,84がオンして
〔a1、a2〕=〔0、0〕でその出力はインバータ8
0,85により反転されるから、(b1、b2)=
(1、1)に対応しVd=Vc1である。φがハイ
の時PT78,83がオンして〔a1、a2〕=〔1、
1〕であるがこの時第2図1,2,3の各回路の
電流経路には電流が流れず本来の動作をしない。
つまりφがローの時の25の出力が有効であ
る。さて前記(i)〜(iv)に対応する25の調整回路に
ついて述べる。(i)に対応するのは〔a1、a2〕=
〔0、0〕でありこれはデユアル・ゲートの
FAMOS76,77,81,82のゲート電極が
注入されていない状態である。
In this specific example, in order to perform such adjustment inside the IC, the 5th control circuit shown in FIG.
It is constructed using non-volatile memory elements as shown in Figure a. 76, 77, 81, 82 are FAMOS.
Electrons are not injected into the gate of this FAMOS (of course, if the circuit configuration of the FAMOS has the opposite polarity, they are holes), and furthermore, when φ3 is low, Vc
is 3 , so NT79 and 84 are turned on and [a 1 , a 2 ] = [0, 0], and the output is output from inverter 8.
Since it is inverted by 0,85, (b 1 , b 2 )=
(1, 1), and Vd=Vc 1 . When φ3 is high, PT78, 83 are turned on and [a 1 , a 2 ] = [1,
1] However, at this time, no current flows through the current paths of the circuits 1, 2, and 3 in FIG. 2, and the circuits do not operate as intended.
In other words, the output of 25 when φ3 is low is valid. Now, the 25 adjustment circuits corresponding to (i) to (iv) above will be described. Corresponding to (i) is [a 1 , a 2 ] =
[0, 0] and this is the dual gate
The gate electrodes of FAMOS 76, 77, 81, and 82 are not implanted.

(ii)に対応するのは〔a1、a2〕=〔0、1〕で
FAMOS81,82のゲート電極に電子が注入さ
れている状態である。(iii)に対応するのは〔a1
a2〕=〔1、0〕でFAMOS76,77のゲート電
極に電子が注入されている状態である。(iv)に対応
するのは〔a1、a2〕=〔1、1〕でFAMOS76,
77,81,82のゲート電極が共に電子の注入
されている状態である。
Corresponding to (ii) is [a 1 , a 2 ] = [0, 1]
This is a state in which electrons are injected into the gate electrodes of FAMOS 81 and 82. Corresponding to (iii) is [a 1 ,
a 2 ]=[1, 0], and electrons are injected into the gate electrodes of the FAMOSs 76 and 77. Corresponding to (iv) is [a 1 , a 2 ] = [1, 1] and FAMOS76,
Electrons are injected into the gate electrodes 77, 81, and 82.

このFAMOSの構成を第5―b図に図示する。
55はN-シリコン基板であり、57,58はPT
のソース・ドレインとなるP型層、87,88は
FAMOSのソース・ドレインとなるP型層であ
る。62はアイソレーシヨン兼基板(サブストレ
ート)とのコンタクトをとるN型層、89はゲー
トの清浄な絶縁膜、64はフイールド絶縁膜、6
5はゲート電極、ソース・ドレイン、サブストレ
ート電極若しくは配線に使われる金属層、例えば
アルミニウムである。90がFAMOSの浮遊ゲー
ト電極であり、例えばP若しくはNにドーブされ
た或いはノンドーブの多結晶シリコンで構成され
る。FAMOSのゲート電極に電子を注入する時は
55,62と88間つまり、書き込み用FAMOS
のドレインとサブストレート間の空乏層中に(図
では点線領域)アバランシエを起こし、その際生
ずる電子を加速電界でゲート電極に注入すること
で行なわれる。(図では矢印で示す。)従つて書き
込み用FAMOSのドレイン・サブストレート間の
PNジヤンクシヨンでのアバランシエ電圧がその
ドレイン・アイソレーシヨン間のPNジヤンクシ
ヨンの逆降伏電圧により妨げられぬように書き込
み用FAMOSのドレイン88、アイソレーシヨン
86間の間隔92は通常のMOSのドレイン5
8、アイソレーシヨン86間隔91より大きくし
なければならない。当然91を92の長さに合せ
ることは可能である。90は又多層配線用の多結
晶シリコンを浮遊ゲート電極とすることができる
し、逆に浮遊ゲートに使われる多結晶シリコンを
多層配線に使うことも可能である。又第5―a図
では、77若しくは82が注入状態にあり、かつ
φがローで79,84がオンしている時a1、a2
電位がハイとなるように79,84のオン時イン
ピーダンスは高く設計される。勿論79,82が
充分注入状態にあれば、79,84と同サイズ
(同チヤネル長、同チヤネル幅、同ゲート絶縁膜
厚)でも充分インピーダンスが低くなるためサイ
ズ的には79,84は77,82と同等程度で構
わない。第5―c図はこれらの意図を包含した、
76,77,78のパターン例である。図の模様
は第5―b図と同じものである。すなわち斜線部
はN型のアイソレーシヨン兼サブストレートとの
コンタクトをとる層、自部はP型層か若しくはサ
ブストレート、二重斜線部はFAMOSのゲート電
極例えば多結晶シリコン、ドツト部はゲート、ソ
ース、ドレイン、サブストレートの電極となる金
属層、例えばアルミニウムである。〓はP型、若
しくはN型層と、金属とのコンタクトを表わす。
書き込み用FAMOS76ではドレイン、アイソレ
ーシヨン間の間隔92を読み込み用FAMOS若し
くは通常のMOS78のドレイン、アイソレーシ
ヨン間の間隔91より大きくとつている。
The configuration of this FAMOS is illustrated in Figure 5-b.
55 is an N - silicon substrate, 57 and 58 are PT
The P-type layers 87 and 88 which become the source and drain of
This is a P-type layer that becomes the source and drain of FAMOS. 62 is an N-type layer for isolation and contact with the substrate; 89 is a clean insulating film for the gate; 64 is a field insulating film;
Reference numeral 5 denotes a metal layer, such as aluminum, used for the gate electrode, source/drain, substrate electrode, or wiring. 90 is a floating gate electrode of FAMOS, which is made of, for example, P- or N-doped or non-doped polycrystalline silicon. When injecting electrons into the gate electrode of FAMOS, between 55, 62 and 88, that is, the writing FAMOS
This is done by causing an avalanche in the depletion layer between the drain and the substrate (dotted line region in the figure), and injecting the electrons generated at this time into the gate electrode using an accelerating electric field. (Indicated by an arrow in the figure.) Therefore, there is a gap between the drain and substrate of the FAMOS for writing.
In order to prevent the avalanche voltage at the PN junction from being disturbed by the reverse breakdown voltage of the PN junction between its drain and isolation, the gap 92 between the write FAMOS drain 88 and the isolation 86 is similar to that of the normal MOS drain 5.
8. Isolation 86 must be greater than spacing 91. Of course, it is possible to match the length of 91 to 92. 90 can also use polycrystalline silicon for multilayer wiring as a floating gate electrode, and conversely, polycrystalline silicon used for floating gates can also be used for multilayer wiring. Also, in Fig. 5-a, when 77 or 82 is in the injection state and φ3 is low and 79 and 84 are on, a 1 and a 2
The on-state impedances of 79 and 84 are designed to be high so that the potential is high. Of course, if 79 and 82 are in a sufficiently implanted state, the impedance will be sufficiently low even with the same size as 79 and 84 (same channel length, same channel width, same gate insulating film thickness), so in terms of size, 79 and 84 will be 77, The same level as 82 is fine. Figure 5-c encompasses these intentions,
This is an example of patterns 76, 77, and 78. The pattern in the figure is the same as in Figure 5-b. That is, the shaded area is a layer that serves as an N-type isolation layer and makes contact with the substrate, the area itself is a P-type layer or substrate, the double shaded area is a gate electrode of FAMOS, such as polycrystalline silicon, and the dotted area is a gate, A metal layer, for example aluminum, that serves as source, drain, and substrate electrodes. 〓 represents a contact between a P-type or N-type layer and a metal.
In the write FAMOS 76, the gap 92 between the drain and the isolation is set larger than the gap 91 between the drain and the isolation of the read FAMOS or the normal MOS 78.

このようにFAMOSを調整回路に使えば、これ
は、集積回路のウエハー状態でのテスト時にテス
ターから直接調整を行い、後にこの電圧検出回路
を何ら調整する必要がないという工程上の利点に
本発明の第5の特色がある。
If FAMOS is used as the adjustment circuit in this way, this invention has the process advantage of directly adjusting from the tester during testing of the integrated circuit in the wafer state, and eliminating the need for any adjustment of this voltage detection circuit later. There is a fifth characteristic.

続いて比較回路3について説明する。3はφ
がローで本来の動作をする。3は比較器40から
なる。比較器40は第3―a図の如く差動増幅器
(演算増幅器)で構成され、反転入力VIと非反転
入力VNIとを比較する。VI>VNIではV0=ロー
(0)VI<VNIではV0=ハイ(1)となる。分
解能は第3―a図増幅器のオープン・ループゲイ
ンで決定され、典型的にこのゲインは70乃至8
0bBであるから、電源電圧の約3千分の1B至1
万分の1の微小電圧を比較できる。比較器につい
ては発振の心配は無く、容量C1,C2は小さくて
良い。つまり、第3―b図におけるゲート構造5
2でなく、第4―a図におけるゲート構造59で
良い。又45,50のコンダクタンス係数の比も
同程度であつてさしつかえない。第3―a図の差
動増幅器(演算増幅器)のオーブン・ループゲイ
ンは増幅段を構成する各トランジスタのチヤネル
長を長く、基盤濃度を高く、ゲート膜厚を薄くす
ればより高くなる。この内集積回路の設計でゲイ
ンを高くするよう工夫するには、増幅器を構成す
る各トランジスタのチヤネル長を長くすることで
ある。これは増幅器のトランジスタのチヤネル長
が電圧検出回路の内でも増幅器以外のトランジス
タ、若しくは、電子機器における電圧検出回路以
外の集積回路のトランジスタのチヤネル長より長
いこととして特色づけられる。
Next, the comparison circuit 3 will be explained. 3 is φ3
works as expected when set to low. 3 consists of a comparator 40. The comparator 40 is composed of a differential amplifier (operational amplifier) as shown in FIG. 3-a, and compares the inverting input V I and the non-inverting input V NI . When V I > V NI , V 0 = low (0), and when V I < V NI , V 0 = high (1). The resolution is determined by the open-loop gain of the amplifier in Figure 3-a, which typically ranges from 70 to 8.
Since it is 0b B , approximately 1/3000th of the power supply voltage to 1B
It is possible to compare minute voltages of 1/10,000th. As for the comparator, there is no need to worry about oscillation, and the capacitances C 1 and C 2 only need to be small. In other words, the gate structure 5 in FIG. 3-b
2, the gate structure 59 in FIG. 4-a may be used. Further, the ratio of the conductance coefficients of 45 and 50 may be approximately the same. The oven loop gain of the differential amplifier (operational amplifier) shown in FIG. 3-a can be increased by increasing the channel length of each transistor constituting the amplification stage, increasing the substrate concentration, and decreasing the gate film thickness. One way to increase the gain in integrated circuit design is to increase the channel length of each transistor that makes up the amplifier. This is characterized in that the channel length of the transistor in the amplifier is longer than the channel length of a transistor other than the amplifier in a voltage detection circuit or a transistor in an integrated circuit other than the voltage detection circuit in an electronic device.

ところで本具体例では、比較電圧は、VI
Vd、VNI=Vstである。調整回路4が(i)の状態の
時には、Vd=r/R+rVdΓであり、Vst=R/R
+R VstであるからVdΓ*/R+RR+r/rVst
を境界に VdΓ>VdΓ*では比較器の出力はロー(接地電
位)にVdΓ<VdΓ*ではハイV(VDD)にな
る。逆に言えば所望のVd*でVdΓの検出が行な
われるように、R2/R1の比とri/R+r(i=
1、2…)さらにVst(=VTP―VGTPが認定さ
れるのである。
By the way, in this specific example, the comparison voltage is V I =
Vd, V NI =Vst. When the adjustment circuit 4 is in the state (i), Vd=r 1 /R+rVdΓ, and Vst=R 2 /R
1
+R 2 Vst, so VdΓ * R 2 /R 1 +R 2 R+r/r 1 Vst
When VdΓ>VdΓ * , the output of the comparator becomes low (ground potential), and when VdΓ<VdΓ * , the comparator output becomes high V ( VDD ). Conversely , the ratio of R 2 /R 1 and ri/R+r (i=
1, 2...) Furthermore, Vst (=V TP - V GTP) is certified.

本発明の第6の特色としては電圧検出回路を構
成する基準電圧と被検出変換電圧の比較が比較器
すなわち差動増幅器で行なわれることである。
A sixth feature of the present invention is that the comparison between the reference voltage constituting the voltage detection circuit and the converted voltage to be detected is performed by a comparator, that is, a differential amplifier.

最後にホールド回路6は第6図の如きデータ・
ホールドフリツプフロツプ(シフトレジスタ)4
1で構成され、φがローでは比較器40の出力
Vcompを書き込み、φがハイではその出力を
ホールドする記憶回路となる。Vcompはホール
ド回路内のインバータ、例えば(96、97)若しく
は(102、103)によりさらに増幅されて出力Vh
となる。
Finally, the hold circuit 6 holds the data as shown in FIG.
Hold flip-flop (shift register) 4
1, and when φ3 is low, the output of comparator 40
It becomes a memory circuit that writes Vcomp and holds its output when φ3 is high. Vcomp is further amplified by an inverter in the hold circuit, for example (96, 97) or (102, 103), and the output Vh
becomes.

第2図bの例では、電圧検出の各回路1,2,
3,4を動作させるパルスφとホールド回路の
クロツクパルスとを同じφにしているが、実は
このホールド回路の出力信号の出力信号が常時完
全に必要となる場合には、φパルスのハイから
ローに変わる時の各回路の動特性、すなわち過渡
特性が問題となる。この時には、例えば電圧検出
の各回路1,2,3,4が静的に一様になるまで
の時間τdをφからさし引いて第7―c図φ
の如きパルスでホールド回路を駆動する。φ
からφの半クロツクの時間τb(>τd)
に相当するパルスを抜いたもので、第7―b図の
如くシフトレジスタ(フリツプフロツプ)104
とノア105で作られる。
In the example of FIG. 2b, each voltage detection circuit 1, 2,
The pulse φ 3 that operates 3 and 4 is the same as the clock pulse of the hold circuit, but in reality, if the output signal of this hold circuit is always required completely, the high of the φ 3 pulse The problem is the dynamic characteristics of each circuit when changing from low to low, that is, the transient characteristics. At this time, for example, by subtracting the time τd required for each voltage detection circuit 1, 2, 3, and 4 to become statically uniform from φ 3 , we obtain φ 5 in Fig. 7-c.
The hold circuit is driven by a pulse such as . φ5 is
Half clock time τb (>τd) from 3 to φ4
The pulse corresponding to the shift register (flip-flop) 104 is removed as shown in Figure 7-b.
and is made with Noah 105.

また上記に加えて、φパルスのローからハイ
に変わる時の電圧検出回路及びホールド回路の過
渡特性が同様の意味で問題となれば、φからあ
る一定時間τa(の−クロツク分)に相当す
るパルスを抜いたφでホールド回路を駆動す
る。φは第7―b図の如くシフトレジスタ(フ
リツプフロツプ)106とナンド107、インバ
ータ108とで作られる。この第7―b図の回路
はパルス発生回路5の中にはいる。
In addition to the above, if the transient characteristics of the voltage detection circuit and hold circuit when the φ3 pulse changes from low to high become a problem in the same sense, then a certain period of time τa ( 4 - clock minutes) from φ5 The hold circuit is driven by φ6 with the pulse corresponding to . φ6 is made up of a shift register (flip-flop) 106, a NAND 107, and an inverter 108 as shown in FIG. 7-b. The circuit shown in FIG. 7-b is included in the pulse generating circuit 5.

ところで本発明の具体例第2図では調整を2で
行なつているが、1で調整を行うこともでき、そ
れは例えば、19出力に20,21,22,23,
24の替わりに17,18なる抵抗体を接続し
て、VdR/R+RVdΓと固定し、逆に16出力に17
, 18の替わりに20,21,22,23,24なる
抵抗体と調整回路4を接続して、Vstを調整する
形式である。又設定電圧の厳密さ如何によつては
当然無調整も可能で、それは第2図で云えば4を
削除し、19の出力に接続される抵抗値を固定
し、出力Vdとすることである。例えばr2=r3=r4
=0とし、R/rを適当に設定し、C1出力を直接比較 器40の反転入力にVdとして接続すれば良い。
By the way, in the specific example of the present invention shown in FIG. 2, the adjustment is performed using 2, but it is also possible to perform the adjustment using 1, for example, 20, 21, 22, 23,
Connect resistors 17 and 18 instead of 24 and fix it to VdR 2 /R 1 +R 2 VdΓ, and conversely change 16 output to 17
, 18, resistors 20, 21, 22, 23, and 24 are connected to the adjustment circuit 4 to adjust Vst. Also, depending on the precision of the set voltage, it is of course possible to make no adjustment, which means deleting 4 in Figure 2, fixing the resistance value connected to the output of 19, and setting it as the output Vd. . For example, r 2 = r 3 = r 4
= 0, R/r 1 is set appropriately, and the C 1 output is directly connected to the inverting input of the comparator 40 as Vd.

いずれにしても上記の如く本発明の電圧検出回
路のICは電子機器を構成する他の回路と共に共
存でき、容易に集積化されることに特色がある。
In any case, as described above, the IC of the voltage detection circuit of the present invention is characterized in that it can coexist with other circuits constituting electronic equipment and can be easily integrated.

ところで、本発明における電圧検出回路のIC
は、更に次の様な検出設定電圧自動調整方式も可
能にする。第8図に示す回路は不揮発生記憶素子
(この場合はFAMOS)110〜114,115
〜119とFAMOSのON―OFFをコントロール
するための注入コントロール・トランジスタ12
0〜124、及びこのコントロール・トランジス
タをクロツクパルス入力clにより順次FAMOSを
導通させるべく構成されるシフトレジスタ125
より構成される。比較器(コンパレータ)の比較
入力となるVd端子はこの時FAMOSが順次ONし
てゆくと、r2〜rnの抵抗が順次短絡されていくこ
とにより、電圧が可変となる。又FAMOS110
と115,111,116という風に前述の如く
デユアルゲート構造である。更にVp端子は
FAMOSに電荷を注入するための書き込み入力と
なり、−30〜−50V程度の電圧がインパルス状に
印加される。第9図は、第8図における自動調整
回路109を用いて、自動調整するための実際の
システムの一例を示す。この例は電源電圧がある
所望の電圧になつた時、これを検出するものであ
つて、従つてVdo=VDDとなる。まず電源電圧V
DDを検出設定電圧より低めに設定する。この時コ
ンパレータ3の出力VcompはHレベルとする。
コントローラ127はこれを確認して、次にリセ
ツトを解除してクロツクClo入力よりカウンタ1
26を介して調整器109にClを入力し、シフ
トレジスタ125を動かすと、レジスタ出力Q1
〜Qnが順次Lレベルとなり、この時注入パルス
がVpに印加されるのでFAMOS110〜114
は順次ONする。すると、被検出電圧Vdは電位が
クロツクパルスに同期して次第に低下し、基準電
位Vstを横切つた時コンパレータ出力VcompはL
レベルと変化する。この時コントローラ127は
クロツクと注入パルスを速やかに停止して調整の
終了とする。従つて、この回路を通常使用する時
には、電源電圧が設定電圧に達すると、コンパレ
ータ3は直ちに検出してくれることになる。
By the way, the IC of the voltage detection circuit in the present invention
Furthermore, the following detection setting voltage automatic adjustment method is also possible. The circuit shown in FIG.
~119 and injection control transistor 12 for controlling ON-OFF of FAMOS
0 to 124, and a shift register 125 configured to sequentially turn on the FAMOS through the control transistors by clock pulse input cl.
It consists of At this time, when the FAMOS is sequentially turned on, the voltage of the Vd terminal, which is the comparison input of the comparator, becomes variable as the resistors r 2 to rn are sequentially short-circuited. Also FAMOS110
and 115, 111, and 116, which is a dual gate structure as described above. Furthermore, the Vp terminal
This is a write input for injecting charge into the FAMOS, and a voltage of about -30 to -50V is applied in an impulse manner. FIG. 9 shows an example of an actual system for automatic adjustment using the automatic adjustment circuit 109 in FIG. This example detects when the power supply voltage reaches a certain desired voltage, and therefore Vdo= VDD . First, the power supply voltage V
Set DD to be lower than the detection setting voltage. At this time, the output Vcomp of the comparator 3 is set to H level.
The controller 127 confirms this, then releases the reset and starts the counter 1 from the clock Clo input.
When Cl is input to the regulator 109 via 26 and the shift register 125 is moved, the register output Q 1
~Qn sequentially goes to L level, and at this time, the injection pulse is applied to Vp, so FAMOS110~114
are turned on sequentially. Then, the potential of the detected voltage Vd gradually decreases in synchronization with the clock pulse, and when it crosses the reference potential Vst, the comparator output Vcomp becomes L.
Change with level. At this time, controller 127 immediately stops the clock and injection pulse to complete the adjustment. Therefore, when this circuit is normally used, the comparator 3 will immediately detect when the power supply voltage reaches the set voltage.

前述の回路における調整素子としては特に
FAMOSに限らずMNOS等のトンネル注入型の素
子も含む。
Especially as a regulating element in the circuit described above,
It includes not only FAMOS but also tunnel injection type devices such as MNOS.

更に本発明における調整手段としては次のもの
も含まれる。第10図は調整回路にヒユーズ(メ
タル又はミリコン等を材料とする)130を用い
たもので入力134とVDD間に多大な電流を流
し、熱的に切断するか、しないかで検出電圧を調
整する。消費電流が非常に制限される時は
ような微分パルスを用いて、NT133でサンプ
リング検出すればよい。他の手段としてはヒユー
ズ130に相当する部分をレーザ等で切断しても
よい。すなわち、FAMOS、MNOS、ヒユーズ等
は不揮発性であり、本発明の調整手段は不揮発性
記憶素子すべてに適用できる。更に前述の手段
は、全てICの実装前すなわち、チツプ若しくは
ウエハー状態での調整を可能にするものである
が、ボンデイング機械的接点等の実装時若しくは
後の状態での端子選択による調整も可能となる。
Further, the adjusting means in the present invention includes the following. Figure 10 shows an adjustment circuit that uses a fuse 130 (made of metal or millicon, etc.), which allows a large amount of current to flow between the input 134 and VDD , and determines the detected voltage by thermally disconnecting it or not. adjust. When the current consumption is extremely limited, a differential pulse such as 3 may be used and sampling detection may be performed using the NT133. As another means, the portion corresponding to the fuse 130 may be cut using a laser or the like. That is, FAMOS, MNOS, fuses, etc. are nonvolatile, and the adjustment means of the present invention can be applied to all nonvolatile memory elements. Furthermore, although all of the above-mentioned methods enable adjustment before the IC is mounted, that is, in the chip or wafer state, it is also possible to make adjustments by terminal selection during or after the mounting of bonding mechanical contacts, etc. Become.

第11図は以上に記述した電圧検出回路を電子
時計に応用した具体例であり、電池電圧の低下を
検出し、適当な表示により携帯者に電池の寿命の
尽きたことを知らせ、電池の交換を促すための回
路である。基準電圧発生回路10〜15とコンパ
レータ3、データホールドフリツプフロツプ4
1、サンプリングパルスφ発生回路7,8、外
部端子W1,W2による調整回路4は第2図と殆ん
ど同じ構成となる。この場合基準電圧Vstoは直
接コンパレータ3に入力され、又検出電圧は電源
電圧となる。
Figure 11 shows a specific example of applying the voltage detection circuit described above to an electronic watch, which detects a drop in battery voltage, notifies the wearer that the battery has reached the end of its life with an appropriate display, and prompts the user to replace the battery. This is a circuit to encourage this. Reference voltage generation circuits 10 to 15, comparator 3, data hold flip-flop 4
1. The sampling pulse φ3 generating circuits 7 and 8 and the adjustment circuit 4 using external terminals W 1 and W 2 have almost the same configuration as in FIG. 2. In this case, the reference voltage Vsto is directly input to the comparator 3, and the detected voltage is the power supply voltage.

154は水晶発振用のインバータであり156
は16段の1/2分周回路である。この回路における
調整は次の如く行なう。まずResetをHレベルに
する。この時、分周回路のうち低周波段はリセツ
トされると同時にフリツプフロツプ(シフトレジ
スタ7,140,143は1/2ビツト構成である
ので全てW=(i=2.4)となり、従つて針駆
動用のモータ出力O1,O2はHレベルになる。こ
の時O2端子を強制的に外部にてLレベルにする
と、ゲート148,158が開いて、電圧検出回
路のサンプリングパルスφは全てのゲー
ト開き、定常的に検出状態となる。又データ・ホ
ールド・フリツプフロツプ41はにより書き
込み状態となりゲート148通して検出データは
O1に出力される。その後電源電圧VDDを変化さ
せ、O1の出力が変化する電圧から適正な検出設
定電圧を定めW1,W2端子より、FAMOSに書き
込む。しかる後に電源を正常にして、Resetを開
放にすると、リセツトが解除され、O1,O2には
1秒毎に交番に駆動パルスが出力される。又フリ
ツプフロツプ(シフトレジスタ)7のデータ入力
Wは16段目のマスタ信号M16を用いるので、前記
モータ駆動信号とは0.5秒、時間のずれを持つサ
ンプリング、パルスφが作られ、やはり2秒に
1回微少時間に電圧検出を行ないフリツプフロツ
プ41にデータをストアさせる。もし電池電圧が
低下して所定の電圧に達し、コンパレータの出力
が反転するとゲート141が働いてフリツプフロ
ツプ143の入力Wの信号はクロツクS12によつ
てデユーテイの大きくずれた信号となる。従つて
出力O1,O2には1秒毎の交番信号でなく時間的
に偏つて出力されるので時計の秒針が1秒づつ運
針していたのが、見かけ上2秒に1回、2ステツ
プづつ進み携帯者に警告する。
154 is an inverter for crystal oscillation, and 156
is a 16-stage 1/2 frequency divider circuit. Adjustment in this circuit is performed as follows. First, set Reset to H level. At this time, the low frequency stage of the frequency divider circuit is reset, and at the same time the flip-flop (shift registers 7, 140, 143 have a 1/2 bit configuration, so all W = (i = 2.4), and therefore the hand drive The motor outputs O 1 and O 2 become H level.At this time, when the O 2 terminal is forcibly set to L level externally, the gates 148 and 158 are opened, and the sampling pulses φ 3 and 3 of the voltage detection circuit are All gates are open and the detection state is maintained steadily. Also, the data hold flip-flop 41 is in the write state by 3 and the detection data is sent through the gate 148.
Output to O1 . Thereafter, the power supply voltage V DD is changed, and an appropriate detection setting voltage is determined from the voltage at which the output of O 1 changes and is written to the FAMOS from the W 1 and W 2 terminals. After that, when the power supply is normalized and Reset is opened, the reset is canceled and driving pulses are outputted to O 1 and O 2 alternately every second. Also, since the data input W of the flip-flop (shift register) 7 uses the master signal M16 of the 16th stage, a sampling pulse φ3 with a time difference of 0.5 seconds from the motor drive signal is created, which is also 2 seconds. Voltage detection is performed once every minute and the data is stored in the flip-flop 41. If the battery voltage decreases and reaches a predetermined voltage and the output of the comparator is inverted, the gate 141 operates and the signal at the input W of the flip-flop 143 becomes a signal whose duty is largely shifted by the clock S12 . Therefore, the outputs O 1 and O 2 are not alternating signals every second, but are output in a time-biased manner, so that the second hand of the clock, which used to move one second at a time, appears to move once every two seconds. It advances step by step and alerts the person carrying it.

更に本発明の電圧検出回路は2レベル以上の検
出も可能である。第12―a図は2レベルの電圧
検出を行なう回路である。φ,φは第12―
b図の如く各々位相のずれた信号であつて電圧検
出回路は各タイミングで同じように動作するが、
但しφ入力の時はトランジスタ165はOFF
しているので基準電位としてはVstoが用いら
れ、φの時165はONし(R2/R1+R2)Vsto
が基準電位となり、2レベル検出となる。各々の
タイミングで検出されたコンパレータ3の出力は
それぞれフリツプフロツプ163,164にて記
憶される。又被検出電位Vdは必要があれば前述
の如く調整する回路が付加される。
Furthermore, the voltage detection circuit of the present invention is also capable of detecting two or more levels. FIG. 12-a shows a circuit that performs two-level voltage detection. φ 7 and φ 8 are the 12th-
As shown in figure b, the signals are out of phase, and the voltage detection circuit operates in the same way at each timing.
However, when φ8 input is used, transistor 165 is OFF.
Therefore, Vsto is used as the reference potential, and when φ 7 , 165 is ON and (R 2 / R 1 + R 2 ) Vsto
becomes the reference potential, resulting in two-level detection. The outputs of the comparator 3 detected at each timing are stored in flip-flops 163 and 164, respectively. Further, a circuit for adjusting the detected potential Vd as described above is added if necessary.

第12図―aにおける回路は時計用では例えば
太陽電池付の如くの充電式のものに用いられる。
φのタイミングは二次電池電圧の低下を検出
し、Q5の出力により携帯者に充電を促すべく予
告の表示をする。φのタイミングは逆に過充電
のための二次電池電圧の上昇を検出し、Q6の出
力により充電を停止させる。
The circuit shown in FIG. 12-a is used in a rechargeable watch, such as one equipped with a solar battery.
The timing of φ7 detects a drop in the secondary battery voltage, and the output of Q5 displays a notice to prompt the user to charge the battery. Conversely, the timing of φ8 detects a rise in the secondary battery voltage due to overcharging, and stops charging by the output of Q6 .

本発明にける電圧検出回路はモノリシツクIC
化され、特に時計用ICの如く、他の機能と同一
のチツプ内に集積化することが可能であり、又検
出電圧の調整回路は検出電圧のIC間のバラツキ
を補償する意味でIC内トリミングをも可能にす
るものである。
The voltage detection circuit according to the present invention is a monolithic IC.
In particular, it is possible to integrate other functions into the same chip, such as a watch IC, and the detection voltage adjustment circuit can be trimmed within the IC to compensate for variations in detection voltage between ICs. It also makes it possible to

本発明による電圧検出回路は、調整回路がある
ので外付のボリユーム、抵抗等のトリマーを必要
としない点で画期的であり、又特性的に言つても
温度変動、電源電圧変動に対して、極めて安定で
ある。又時計用ICに用いた際、外付調整素子の
省略により、小型化、低コスト化が更に推進さ
れ、大きな意義を持つものである。
The voltage detection circuit according to the present invention is revolutionary in that it does not require an external trimmer such as a volume or resistor because it has an adjustment circuit, and is also resistant to temperature fluctuations and power supply voltage fluctuations. , is extremely stable. Furthermore, when used in a watch IC, the omission of external adjustment elements further promotes miniaturization and cost reduction, which is of great significance.

さらにサンプリング回路を有しているので、消
費電流を大幅に低くすることができる。またサン
プリングを行なつていないときでもホールド回路
を有しているので常時比較回路の出力電圧を取り
出すことが可能である。
Furthermore, since it includes a sampling circuit, current consumption can be significantly reduced. Furthermore, since the holding circuit is provided even when sampling is not being performed, it is possible to always take out the output voltage of the comparator circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の電圧検出検出回路のブロツク
図。第2図は本発明の電圧検出回路の具体例。第
3―a図は本発明の電圧検出回路における演算増
幅器若しくは差動増幅器をC―MOSで構成した
具体図。第3―b図はMOS集積回路の断面図。
第4―a図MOS集積回路の断面図。第4―b図
は集積回路中の抵抗体の構成図。第4―c図は抵
抗体のMOSによる構成図。第4―d図は抵抗体
のダイオードによる構成図。第4―e図は本発明
の電圧検出回路における基準電圧回路の他の具体
図。第5―a図は本発明の電圧検出回路における
調整回路の制御回路の具体図。第5―b図は
MOS及びFAMOSの集積回路断面図。第5―c図
は第5―a図制御回路の集積回路上の平面図。第
6図は本発明の電圧検出回路におけるシフトレジ
スタ若しくはフリツプフロツプの具体図。第7―
a図は本発明の電圧検出回路におけるパルス発生
回路のサンプリング、ホールドの各パルスのタイ
ミング図。第7―b図は本発明の電圧検出回路に
おけるパルス発生回路の他の具体例。第7―c図
は本発明の電圧検出回路における第7―b図パル
ス発生回路のサンプリング・ホールドの各パルス
のタイミング図。第8図は本発明の電圧検出回路
の検出設定電圧の自動調整回路の具体例。第9図
は本発明の電圧検出回路の自動調整システムの具
体例。第10図は本発明の電圧検出回路における
調整回路の他の具体例。第11図は本発明の電圧
検出回路を電子時計に応用した具体例。第12―
a図は2レベルの電圧検出をなう本発明の電圧検
出回路の具体例。第12―b図は2レベルの電圧
検出を行なう本発明の電圧検出回路のサンプリン
グ・ホールドパルスのタイミング図。 第10図131…抵抗体、132…インバー
タ、第11図Pf…発振インバータの帰還抵抗、R
D…発振インバータ出力抵抗、CD,CG…発振回
路のコンデンサー、Rr…リセツト端子プルダウ
ン抵抗、144,146,151,153,15
7,159,162…インバータ、142,14
5,155…ナンド回路、149,161…アン
ド回路、150,160…ノア回路、147,1
52…モーター駆動用インバータ、S9…1/2分周
回路16段中9段目出力、R…リセツト入力、第1
2―a図166…インバータ、167…ナンド回
路。
FIG. 1 is a block diagram of a voltage detection circuit according to the present invention. FIG. 2 shows a specific example of the voltage detection circuit of the present invention. FIG. 3-a is a concrete diagram in which an operational amplifier or a differential amplifier in the voltage detection circuit of the present invention is configured with C-MOS. Figure 3-b is a cross-sectional view of a MOS integrated circuit.
Figure 4-a is a sectional view of a MOS integrated circuit. Figure 4-b is a configuration diagram of a resistor in an integrated circuit. Figure 4-c is a MOS configuration diagram of the resistor. Figure 4-d is a diagram showing the configuration of a resistor using diodes. FIG. 4-e is another specific diagram of the reference voltage circuit in the voltage detection circuit of the present invention. FIG. 5-a is a specific diagram of the control circuit of the adjustment circuit in the voltage detection circuit of the present invention. Figure 5-b is
Cross-sectional diagram of MOS and FAMOS integrated circuits. FIG. 5-c is a plan view of the integrated circuit of the control circuit shown in FIG. 5-a. FIG. 6 is a specific diagram of a shift register or flip-flop in the voltage detection circuit of the present invention. 7th-
Figure a is a timing diagram of each pulse of sampling and holding of the pulse generation circuit in the voltage detection circuit of the present invention. FIG. 7-b shows another specific example of the pulse generation circuit in the voltage detection circuit of the present invention. FIG. 7-c is a timing diagram of each pulse of sampling and holding of the pulse generating circuit shown in FIG. 7-b in the voltage detection circuit of the present invention. FIG. 8 is a specific example of an automatic adjustment circuit for the detection setting voltage of the voltage detection circuit of the present invention. FIG. 9 is a specific example of an automatic adjustment system for a voltage detection circuit according to the present invention. FIG. 10 shows another specific example of the adjustment circuit in the voltage detection circuit of the present invention. FIG. 11 shows a specific example in which the voltage detection circuit of the present invention is applied to an electronic watch. 12th-
Figure a is a specific example of the voltage detection circuit of the present invention that detects two levels of voltage. FIG. 12-b is a timing chart of sampling and holding pulses of the voltage detection circuit of the present invention that performs two-level voltage detection. Fig. 10 131...Resistor, 132...Inverter, Fig. 11 Pf...Feedback resistance of oscillation inverter, R
D ...Oscillation inverter output resistance, C D , C G ...Oscillation circuit capacitor, Rr...Reset terminal pull-down resistor, 144, 146, 151, 153, 15
7,159,162...Inverter, 142,14
5,155...NAND circuit, 149,161...AND circuit, 150,160...NOR circuit, 147,1
52... Motor drive inverter, S 9 ... 9th stage output out of 16 stages of 1/2 frequency divider circuit, R... Reset input, 1st
2-a Figure 166... Inverter, 167... NAND circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (a) 検出をうける被検出電圧に依存しない基
準電圧を発生する基準電圧発生回路と、 (b) 前記被検出電圧に依存する変換電圧を発生す
る被検出電圧変換回路と、 (c) 前記基準電圧と前記変換電圧を比較し、出力
電圧を出力する比較回路と、 (d) 前記基準電圧発生回路もしくは前記被検出電
圧変換回路を調整して設定電圧を変動させる調
整回路と、 (e) 前記出力電圧を入力し、保持するホールド回
路と、 (f) 前記基準電圧発生回路、前記被検出電圧変換
回路、前記比較回路、前記調整回路及び前記ホ
ールド回路にパルスを供給し、サンプリング駆
動をするためのパルスを発生するパルス発生回
路とからなり、 (g) 前記調整回路は縦続接続された複数の抵抗の
分動点を選択するゲートからなることを特徴と
する電圧検出回路。
[Claims] 1. (a) A reference voltage generation circuit that generates a reference voltage independent of the detected voltage to be detected; (b) A detected voltage conversion circuit that generates a converted voltage that depends on the detected voltage. (c) a comparison circuit that compares the reference voltage and the converted voltage and outputs an output voltage; (d) an adjustment that adjusts the reference voltage generation circuit or the detected voltage conversion circuit to vary the set voltage. (e) a hold circuit that inputs and holds the output voltage; (f) supplies pulses to the reference voltage generation circuit, the detected voltage conversion circuit, the comparison circuit, the adjustment circuit, and the hold circuit; and a pulse generation circuit that generates pulses for sampling drive, (g) the adjustment circuit comprising a gate that selects a dividing point of a plurality of cascade-connected resistors. circuit.
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