KR0148689B1 - A voltage regulator - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 전압조절기는 출력전압을 결정하기에 효과적인 저항 네트워크를 가지고 있다. 상기 저항 네트워크는 폴리실리콘 막 또는 알루미늄 막으로 이루어진 다수의 결합부재를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 저항 네트워크는 높은 생산율로 전압조절기의 출력전압을 설정하기 위해 레이저 빔에 의해 선택적으로 절단된다.The voltage regulator according to the invention has a resistive network effective for determining the output voltage. The resistive network comprises a plurality of coupling members made of a polysilicon film or an aluminum film. In addition, the resistance network is selectively cut by the laser beam to set the output voltage of the voltage regulator at a high production rate.

Description

전압조절기Voltage regulator

본 발명은 높은 생산율(원료대 제품비)을 가지는 CMOS 모놀리딕 IC형태의 전압조절기에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage regulator in the form of a CMOS monolithic IC having a high production rate (raw material to product cost).

제2도는 종래 전압조절기의 회로도이다. 기준전압회로(1)는 기준전압을 생성하고, 저항(R1) 및 저항(R2)으로 구성되는 저항 그룹(2)은 조절전압을 생성한다.2 is a circuit diagram of a conventional voltage regulator. The reference voltage circuit 1 generates a reference voltage, and the resistance group 2 composed of a resistor R 1 and a resistor R 2 generates a regulated voltage.

이들 기준전압 및 조절전압은 출력트랜지스터(4)를 제어하기 위해서 차동증폭기(3)에 의해서 서로 비교된다. 즉, 저항 그룹(2)으로부터 취한 전압이 기준전압보다 낮으면, 차동증폭기(3)의 출력전압이 감소되어 출력트랜지스터(4)가 강하게 바이어스된다. 한편, 저항 그룹(2)으로부터 취한 전압이 기준전압보다 높으면, 트랜지스터(4)는 약하게 바이어스된다. 결국, 일정한 전압이 출력단자(5)에서 발생된다.These reference voltages and regulating voltages are compared with each other by the differential amplifier 3 to control the output transistor 4. In other words, if the voltage taken from the resistance group 2 is lower than the reference voltage, the output voltage of the differential amplifier 3 is reduced and the output transistor 4 is strongly biased. On the other hand, when the voltage taken from the resistance group 2 is higher than the reference voltage, the transistor 4 is weakly biased. As a result, a constant voltage is generated at the output terminal 5.

제2도의 전압조절기는 집적회로(이하, IC라 약칭한다)내에 제작될 수 있다. 이러한 경우에는 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다.The voltage regulator of FIG. 2 can be fabricated in an integrated circuit (hereinafter, abbreviated as IC). In this case, the following problem occurs.

출력단자(5)로부터의 출력전압(Vout)은 다음의 수학식 1로 표현된다.The output voltage Vout from the output terminal 5 is expressed by the following equation.

Vout = (R1+ R2) / R2× Vref Vout = (R 1 + R 2 ) / R 2 × V ref

상기 수학식 1에서 R1은 제2도의 저항(R1)의 저항값을 나타내고, R2은 제2도의 저항(R2)의 저항값을 나타내며, Vref는 기준전압회로(1)의 출력전압을 나타낸다(이하, Vref를 기준전압이라고 칭한다).In Equation 1, R 1 denotes a resistance value of the second-degree resistance (R 1), R 2 represents the resistance value of the second-degree resistance (R 2), V ref is the output of the reference voltage circuit (1) A voltage is shown (hereinafter, V ref is referred to as a reference voltage).

상기 수학식 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 소정의 출력전압(Vout)을 얻기 위해서 저항(R1,R2)의 저항값들과 기준전압(Vref)은 알맞게 설정되어야 한다. 그러나, IC장치에서 저항(R1,R2)의 실제값과 기준전압은 IC제조공정의 변동으로 인하여 설정값으로부터 상당히 벗어나게 될 수 있다. 특히, 전압조절기 IC장치의 경우에는 상기 수학식 1에 나타낸 기준전압(Vref)은 설정값 또는 소망값으로부터 크게 변동된다. 그러므로, 상기 수학식 1에 포함된 저항(R1)의 저항값은 출력전압(Vout)이 소정값을 얻도록 조절된다.As can be seen from Equation 1, in order to obtain a predetermined output voltage Vout, the resistance values of the resistors R 1 and R 2 and the reference voltage V ref must be appropriately set. However, in the IC device, the actual values and reference voltages of the resistors R 1 and R 2 may deviate significantly from the set values due to variations in the IC manufacturing process. In particular, in the case of the voltage regulator IC device, the reference voltage V ref shown in Equation 1 greatly varies from the set value or the desired value. Therefore, the resistance value of the resistor R 1 included in Equation 1 is adjusted so that the output voltage Vout obtains a predetermined value.

이하, 저항(R1)의 저항값을 조절하는 종래 방법에 대해 설명한다. 제3도는 종래 저항(R1)의 저항 네트워크를 도시한 것이다. 저항(Ra,Rb,Rc,Rd,Re,Rf)은 서로 직렬로 연결되고, 알루미늄 도체는 각 저항에 병렬로 연결되어 있다. 각 기준전압 회로가 IC장치의 제조공정에서 형성된 후, 기준전압(Vref)의 대표값이 측정된다. 이 기준전압(Vref)의 측정치는 상기 수학식 1에 대비되어 미리 설정된 출력전압(Vout)을 얻기 위해 저항비[(R1+R2)/R2]를 계산한다. 저항(R1)의 설정값은 절단될 특정 알루미늄 도체를 결정하기 위해서 각 저항(R1)에 대한 저항비의 값으로부터 계산된다. 예를 들면, 저항(R1)의 설정값이(Re+Rf)의 값과 동일하면, 저항(Re, Rf)과 병렬로 연결된 특정 알루미늄 도체는 동일한 IC웨이퍼 위의 모든 전압조절기에 대해 저항값(R1)을 (Re+Rf)의 저항값으로 설정하기 위해서 에칭처리에 의해 선택적으로 절단된다.Hereinafter, the conventional method of adjusting the resistance value of the resistor R 1 will be described. 3 shows a resistive network of a conventional resistor R1. The resistors Ra, Rb, Rc, Rd, Re, and Rf are connected in series with each other, and the aluminum conductor is connected in parallel with each resistor. After each reference voltage circuit is formed in the manufacturing process of the IC device, the representative value of the reference voltage V ref is measured. The measured value of the reference voltage (V ref ) is calculated by comparing the resistance ratio [(R 1 + R 2 ) / R 2 ] to obtain a preset output voltage Vout in comparison with Equation 1 above. Set value of the resistor (R 1) is calculated from the value of the resistance ratio of each resistance (R 1) in order to determine the specific aluminum conductor to be cut. For example, if the set value of resistor (R 1 ) is equal to the value of (Re + Rf), then certain aluminum conductors connected in parallel with resistors (Re, Rf) will have resistance values for all voltage regulators on the same IC wafer. It is selectively cut by an etching process to set (R 1 ) to a resistance value of (Re + Rf).

그러나, 상기한 알루미늄 도체의 에칭에 의한 조절방법에 있어서는 동일한 IC웨이퍼 위에서 모든 전압조절기 칩의 저항(R1)이 (Re+Rf)의 동일한 값으로 균일하게 설정되지만, 상기한 조절방법은 생산율의 감소와 같은 문제점을 야기시킬 수 있다. 그 이유는 상기에서 언급한 IC제조공정의 변동이 동일한 IC웨이퍼 내에서도 위치에 따라 발생될 수 있기 때문이다. 예를 들면, 동일 웨이퍼의 우측 및 좌측 칩에서 기준전압(Vref)이 다를 수 있으므로, 좌측 칩에 대하여 결정되는 저항(R1)의 대표값은 우측 칩에 대해 적용될 수 없다.However, in the adjusting method by etching the aluminum conductor, the resistances R 1 of all voltage regulator chips are uniformly set to the same value of (Re + Rf) on the same IC wafer. It can cause problems such as reduction. The reason is that the above-mentioned variations in the IC manufacturing process can occur depending on the position even within the same IC wafer. For example, since the reference voltage V ref may be different in the right and left chips of the same wafer, the representative value of the resistor R 1 determined for the left chip cannot be applied for the right chip.

따라서, 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 높은 생산율로 생산될 수 있는 전압조절기를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object thereof is to provide a voltage regulator that can be produced at a high production rate.

사실상, IC웨이퍼를 통하여 알루미늄 도체의 에칭에 의해서 종래 균일한 조절 대신에, 결합부재는 개개 저항(R1)에 연결되고 폴리실리콘 막 또는 알루미늄 막으로 형성된다. 이러한 결합부재는 저항(R1)값을 개별적으로 조절하기 위해서 어드반테스트 컴퍼니 리미티드 제품인 T8000C 레이저 수선기계를 이용하여 레이저 빔에 의해서 선택적으로 절단되며, 그것에 의해서 미리 설정된 출력전압(Vout)을 얻게 된다.In fact, instead of the conventional uniform adjustment by etching the aluminum conductor through the IC wafer, the coupling member is connected to the individual resistor R 1 and formed of a polysilicon film or an aluminum film. This coupling member is selectively cut by the laser beam using the T8000C laser repair machine, which is an Advanced Test Company Limited, to individually adjust the resistance (R 1 ) value, thereby obtaining a preset output voltage (Vout).

제1도는 본 발명의 전압조절기의 회로도.1 is a circuit diagram of a voltage regulator of the present invention.

제2도는 종래 전압조절기의 회로도.2 is a circuit diagram of a conventional voltage regulator.

제3도는 제2도에 도시한 회로도의 저항부분에 관한 상세 회로도.3 is a detailed circuit diagram of the resistance portion of the circuit diagram shown in FIG.

제4도는 본 발명의 전압조절기의 저항부분에 관한 회로도.4 is a circuit diagram of a resistance portion of the voltage regulator of the present invention.

제5도는 음의 출력전압을 가지는 전압조절기의 회로도.5 is a circuit diagram of a voltage regulator having a negative output voltage.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 기준전압회로 2 : 저항 그룹1: reference voltage circuit 2: resistance group

3 : 차동증폭기 4 : 출력트랜지스터3: differential amplifier 4: output transistor

5 : 출력단자 6∼11 : 결합부재5: output terminal 6-11: coupling member

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

제1도는 본 발명에 따른 전압 조절기의 회로구성을 도시한 도면이다. 전압조절기는 기준전압회로(1)와, 전압(R1)과 저항(R2)으로 구성되는 저항 그룹, 차동증폭기(3), 출력트랜지스터(4) 및 출력단자(5)를 포함한다. 상기 기준전압회로(1)로부터 공급되는 기준전압(Vref)과, 저항(R1)과 저항(R2)사이의 접점(junction; 이하, 접점이란 두 소자가 접속되는 지점을 의미한다)에서의 조절전압은, 저항(R1)의 값에 따라서 출력단자(5)에서 출력전압(Vout)을 생성하기 위해서 출력트랜지스터(4)를 제어하기에 효과적인 제어전압을 생성하기 위한 차동증폭기(3)에 의해서 서로 비교된다.1 is a diagram showing the circuit configuration of the voltage regulator according to the present invention. The voltage regulator includes a reference voltage circuit 1, a resistance group composed of a voltage R 1 and a resistor R 2 , a differential amplifier 3, an output transistor 4, and an output terminal 5. At a reference voltage V ref supplied from the reference voltage circuit 1 and a junction between a resistor R 1 and a resistor R 2 , the contact means a point at which two elements are connected. The regulating voltage of is a differential amplifier 3 for generating a control voltage effective to control the output transistor 4 to produce an output voltage Vout at the output terminal 5 according to the value of the resistor R 1 . Are compared to each other by

제1도에 도시된 바와 같이, 저항(R1)은 제3도의 종래 회로의 네트워크 구조와 마찬가지로 직렬 연결된 저항(Ra∼Rf)의 네트워크 구조이다. 결합부재(6∼11)는 각 저항(Ra∼Rf)에 대응하게 연결되고, 결합부재는 폴리실리콘 막 또는 알루미늄 막으로 구성된다. 즉, 저항(Ra)의 한 단자는 레이저 빔의 선택적 조사에 의해서 절단될 수 있는 대응 결합부재(6∼11)를 통해 인접 저항(Ra∼Rf)사이의 각 접점에 연결된다.As shown in FIG. 1, the resistor R 1 is a network structure of resistors Ra to Rf connected in series as in the network structure of the conventional circuit of FIG. The coupling members 6 to 11 are connected corresponding to the respective resistors Ra to Rf, and the coupling member is composed of a polysilicon film or an aluminum film. That is, one terminal of the resistor Ra is connected to each contact between the adjacent resistors Ra to Rf via corresponding coupling members 6 to 11 which can be cut by selective irradiation of the laser beam.

다음으로 전압조절방법은 다음과 같다. IC 웨이퍼에 형성된 각 기준전압회로(1)에 대해 기준전압(Vref)을 측정한다. 미리 설정된 출력전압(Vout)을 얻기 위해서 기준전압(Vref)의 측정치는 저항비[(R1+R2)/R2]를 계산하기 위해서 상기 수학식 1에서 이용된다. 그후, 저항(R1)의 설정값은 상기 계산된 저항비에 따라서 개별적으로 결정되며, 예를 들면 만일 설정값이 (Re+Rf)와 실질적으로 동일한 경우 결합부재(10,11)는 레이저 빔에 의해서 선택적으로 절단된다. 본 실시예에서 각 결합부재(6∼11)의 저항값은 저항(Ra∼Rf)의 것보다 상당히 더 작게 설정되어 있으며, 그래서 저항(R1)의 유효값은 (Re+Rf)와 실질적으로 동일하다. 사실상, 저항(Ra∼Rf)은 수십KΩ∼수MΩ정도의 저항값을 가진다. 한편, 결합부재(6∼11)는 폴리실리콘막으로 구성된 경우 수십Ω정도의 저항값을 갖는다. 그리고, 결합부재가 알루미늄막으로 구성되는 경우 저항(R1)의 유효값은 (Re+Rf)에 보다 가깝게 설정될 수 있다.Next, the voltage control method is as follows. The reference voltage V ref is measured for each reference voltage circuit 1 formed on the IC wafer. The measured value of the reference voltage V ref is used in Equation 1 to calculate the resistance ratio [(R 1 + R 2 ) / R 2 ] in order to obtain a preset output voltage Vout. Then, the set value of the resistor R 1 is individually determined in accordance with the calculated resistance ratio, for example, if the set value is substantially equal to (Re + R f), the coupling members 10 and 11 are laser beams. Is selectively cut by In this embodiment, the resistance value of each coupling member 6 to 11 is set considerably smaller than that of the resistors Ra to Rf, so that the effective value of the resistor R 1 is substantially equal to (Re + Rf). same. In fact, the resistors Ra to Rf have resistance values on the order of tens of KΩ to several MΩ. On the other hand, the coupling members 6 to 11 have a resistance value of about several tens of ohms when composed of a polysilicon film. In addition, when the coupling member is made of an aluminum film, the effective value of the resistor R 1 may be set closer to (Re + Rf).

상기 조절방법은 동일한 IC 웨이퍼상에 위치한 전압조절기의 각 칩에 대해서 개별적으로 수행된다. 그러므로, 저항(R1)의 값은 동일 웨이퍼내에서 변화하는 기준전압(Vref)에 따라서 레이저 빔을 이용하는 결합부재의 선택적 커팅에 의해서 개별적으로 설정된다.The regulation method is performed separately for each chip of the voltage regulator located on the same IC wafer. Therefore, the value of the resistor R 1 is individually set by selective cutting of the coupling member using the laser beam according to the reference voltage V ref changing in the same wafer.

제4도는 저항(R1)의 다른 실시예에 관한 저항 네트워크를 도시한 도면이다. 결합부재(6∼11)는 각 저항(Ra∼Rf)에 병렬로 연결된다. 상기 전압조절은 선택된 저항에 병렬로 연결되는 특정 결합부재가 레이저 빔에 의해서 절단되도록 제1도의 실시예와 동일한 방법으로 수행될 수 있다.4 shows a resistor network in accordance with another embodiment of a resistor R 1 . The coupling members 6 to 11 are connected in parallel to the respective resistors Ra to Rf. The voltage regulation may be performed in the same manner as in the embodiment of FIG. 1 so that a specific coupling member connected in parallel to the selected resistor is cut by the laser beam.

제1도의 실시예가 양의 출력전압을 가지는 전압조절기를 포함하는 반면, 제5도는 음의 출력전압을 가지는 전압조절기의 다른 실시예를 도시한 것이며, 저항(R3)은 동일한 효과를 얻기 위해서 제1도 또는 제4도에 도시된 저항 네트워크로 구성된다.While the embodiment of FIG. 1 includes a voltage regulator having a positive output voltage, FIG. 5 shows another embodiment of a voltage regulator having a negative output voltage, and the resistor R 3 is applied to obtain the same effect. It consists of a resistor network shown in FIG. 1 or FIG.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 저항에 연결되는 결합부재는 소망의 출력전압(Vout)을 얻도록 개별적으로 측정되는 기준전압(Vref)에 근거한 계산 결과에 따라서 레이저 빔에 의해서 선택적으로 절단된다. 따라서, 상기와 같은 조절을 각 칩에 대하여 수행함으로써 높은 생산율로 전압조절기를 제공할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the coupling member connected to the resistor is selectively cut by the laser beam according to the calculation result based on the reference voltage V ref measured separately to obtain a desired output voltage Vout. do. Therefore, by performing the above adjustment for each chip, it is possible to provide a voltage regulator at a high production rate.

Claims (5)

기준전압을 생성하는 기준전압회로와, 조절전압을 상기 기준전압과 비교하여 제어전압을 생성하는 차동증폭기와, 상기 제어전압에 따라서 작동하여 일정한 레벨을 출력하는 출력트랜지스터와, 상기 조절전압을 그 저항값에 따라서 생성하기 위해 상기 출력트랜지스터에 연결되는 저항수단을 포함하는 CMOS 모놀리딕 IC형태의 전압조절기에 있어서, 상기 저항수단은 다수의 저항과, 상기 저항들 사이에 연결된 다수의 결합부재를 가지는 저항 네트워크로 구성되고, 상기 결합부재는 상기 기준전압의 값에 따라 상기 조절전압을 조절하기 위해서 상기 저항수단의 저항값을 설정하도록 레이저 빔에 의해서 선택적으로 절단되도록 된 것을 특징으로 하는 전압조절기.A reference voltage circuit for generating a reference voltage, a differential amplifier for generating a control voltage by comparing the control voltage with the reference voltage, an output transistor for outputting a constant level by operating in accordance with the control voltage, and the control voltage thereof. In a voltage regulator in the form of a CMOS monolithic IC comprising resistance means connected to the output transistor for generating according to a value, the resistance means comprises a resistance having a plurality of resistors and a plurality of coupling members connected between the resistors. And the coupling member is selectively cut by the laser beam to set the resistance value of the resistance means to adjust the regulating voltage according to the value of the reference voltage. 제1항에 있어서, 상기 저항 네트워크는 서로 직렬로 연결되는 저항들과, 상기 직렬로 연결된 저항들의 한쪽 단자와 상기 저항들의 각 접점 사이에 각각 연결된 결합부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압조절기.The voltage regulator of claim 1, wherein the resistor network comprises resistors connected in series with each other, and a coupling member connected between one terminal of the series connected resistors and each contact of the resistors. 제1항에 있어서, 상기 저항 네트워크는 서로 직렬로 연결되는 저항들과, 상기 저항들에 각각 병렬로 연결된 결합부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압조절기.The voltage regulator of claim 1, wherein the resistor network comprises resistors connected in series with each other, and a coupling member connected in parallel to the resistors, respectively. 제1항에 있어서, 상기 각 결합부재는 폴리실리콘 막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전압조절기.The voltage regulator of claim 1, wherein each coupling member is made of a polysilicon film. 제1항에 있어서, 상기 각 결합부재는 알루미늄 막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전압조절기.The voltage regulator of claim 1, wherein each of the coupling members is made of an aluminum film.
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