專利名稱：模擬半導(dǎo)體集成電路和其調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模擬(analog)半導(dǎo)體集成電路(以下，稱為“模擬LSI”)，特別是涉及輸出部的偏置調(diào)整電路和其調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
圖2，是以往的模擬LSI的輸出部的電路圖。
該輸出部，由晶體管1、連接在該晶體管1的漏極和電源電位VDD之間的負(fù)載電阻2，和連接在漏極和柵極之間的偏置電阻3構(gòu)成。將按照輸入信號(hào)在內(nèi)部生成的模擬(analog)信號(hào)SIG提供給晶體管1的柵極，將源極連接在接地電位GND上，將漏極連接在輸出端子4上。該輸出部以如下的方式構(gòu)成，即通過用偏置電阻3將柵極和漏極連接在一起，將柵極的電位保持在和漏極的電位大致相同的電位，并成為自偏置電路。
在該輸出部，當(dāng)晶體管1的閾值電壓Vt較低時(shí)，漏極電流流動(dòng)較多，從而由負(fù)載電阻2引起的電壓降低變大，由此，柵極·源極之間電壓降低，從而漏極電流減少，穩(wěn)定在想要的漏極電流。另外，當(dāng)晶體管1的閾值電壓Vt較高時(shí)，由于漏極電流變小，因此由負(fù)載電阻2引起的電壓降低變小，由此，柵極·源極之間電壓變大，從而漏極電流增加，并穩(wěn)定在想要的漏極電流。這樣，即便因制造程序的變動(dòng)而使晶體管1的閾值Vt產(chǎn)生差別，圖2那樣的自偏置方式的輸出部，也可以將該晶體管1的漏極電流大致設(shè)定在想要的值，因此作為模擬LSI的輸出部被廣泛采用。
專利文獻(xiàn)1特開平5-19879號(hào)公報(bào)但是，在所述輸出部的自偏置方式中，晶體管1的源極·漏極之間電壓只比電源電壓降低由負(fù)載電阻2引起的電壓降低的量。因此，當(dāng)電源電壓較低時(shí)，存在不能得到足夠的源極·漏極之間電壓，并且不能發(fā)出較大的輸出信號(hào)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供為了輸出較大的信號(hào)，代替自偏置方式而具備開式漏極方式的輸出部和該偏置調(diào)整電路的模擬LSI，和其調(diào)整方法。
本發(fā)明的模擬LSI，其特征在于，具備按照提供給輸入端子的信號(hào)向內(nèi)部節(jié)點(diǎn)輸出模擬信號(hào)的模擬電路；由將柵極連接在所述內(nèi)部節(jié)點(diǎn)上、將源極連接在接地線上、將漏極連接在輸出端子上的MOS晶體管構(gòu)成的輸出部；以及可以通過加減熔絲的切斷數(shù)來調(diào)整提供給所述內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的偏置電壓的偏置調(diào)整電路。
另外，本發(fā)明的模擬LSI的調(diào)整方法，其特征在于，依次進(jìn)行如下的處理前處理，利用分別改變閾值電壓來試制的或者通過模擬(simnlafion)生成的多個(gè)模擬(anaolog)半導(dǎo)體集成電路，將向所述輸入端子注入規(guī)定的電流時(shí)在該輸入端子上出現(xiàn)的電壓和為了在該模擬半導(dǎo)體集成電路上得到最合適的偏置電流的所述熔絲的切斷數(shù)的關(guān)系，作為輸入端子電壓對熔絲切斷數(shù)信息而預(yù)先確定；測定處理，測定向作為調(diào)整對象的模擬半導(dǎo)體集成電路的輸入端子注入規(guī)定的電流時(shí)在該輸入端子上出現(xiàn)的電壓；切斷數(shù)確定處理，參照所述輸入端子電壓對熔絲切斷數(shù)信息，確定與由所述測定處理測出的電壓相對應(yīng)的熔絲切斷數(shù)；以及熔絲切斷處理，將所述偏置調(diào)整電路內(nèi)的熔絲，只切斷用所述切斷數(shù)確定處理確定的數(shù)。
在本發(fā)明中，由于具有可以通過加減熔絲的切斷數(shù)來調(diào)整提供給內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的偏置電壓的偏置調(diào)整電路，因此具有可以用開式漏極方式的輸出部，在最合適的狀態(tài)下輸出較大的信號(hào)的效果。


圖1是展示本發(fā)明的實(shí)施例1的模擬LSI和其調(diào)整方法的說明圖。
圖2是以往的模擬LSI的輸出部的電路圖。
圖3是展示用試制LSI的試驗(yàn)得到的電壓Vj、電流Ij0、和熔絲切斷數(shù)的關(guān)系的一例的圖。
圖4是展示本發(fā)明的實(shí)施例2的模擬LSI的調(diào)整方法的說明圖。
標(biāo)號(hào)說明10模擬LSI 11輸入端子12模擬電路 13保護(hù)電路14電源端子 15電源線16接地端子 17接地線19PMOS 21輸出端子30偏置調(diào)整電路 31晶體管32熔絲 33電阻具體實(shí)施方式
用如下的步驟調(diào)整模擬LSI，其中模擬LSI具備按照提供給輸入端子的輸入信號(hào)向內(nèi)部節(jié)點(diǎn)輸出模擬信號(hào)的模擬電路，由設(shè)在所述輸入端子和電源線以及接地線之間、分別按逆向進(jìn)行了二極管連接的晶體管構(gòu)成的保護(hù)電路，由將柵極連接在所述內(nèi)部節(jié)點(diǎn)上、將源極連接在所述接地線上、將漏極連接在輸出端子上的MOS晶體管構(gòu)成的輸出部，和通過加減熔絲的切斷數(shù)可以調(diào)整提供給所述內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的偏置電壓的偏置調(diào)整電路。
首先，作為前處理，利用分別改變閾值電壓來試制的或者通過模擬生成的多個(gè)模擬半導(dǎo)體集成電路，將向輸入端子注入規(guī)定的電流時(shí)在該輸入端子上出現(xiàn)的電壓和為了在該模擬LSI上得到最適合的偏置電流的熔絲的切斷數(shù)的關(guān)系，作為輸入端子電壓對熔絲切斷數(shù)信息來規(guī)定。
其次，測定當(dāng)向作為調(diào)整對象的模擬LSI的輸入端子注入規(guī)定的電流時(shí)在該輸入端子上出現(xiàn)的電壓。進(jìn)而，參照輸入端子電壓對熔絲切斷數(shù)信息，確定與測出的電壓相對應(yīng)的熔絲切斷數(shù)。然后，將偏置調(diào)整電路內(nèi)的熔絲只切斷確定的數(shù)。
(實(shí)施例1)圖1，是展示本發(fā)明的實(shí)施例1的模擬LSI和其調(diào)整方法的說明圖。
該模擬LSI10，具有被給予輸入信號(hào)IN的輸入端子11。在輸入端子11上連接有模擬電路12，同時(shí)將該模擬電路12連接在用于在受到從外部侵入的靜電沖擊時(shí)保護(hù)它的、由N溝道MOS晶體管(以下，稱為“NMOS”)13a和P溝道MOS晶體管(以下，稱為“PMOS”)13b構(gòu)成的保護(hù)電路13上。即，NMOS13a，是將漏極連接在輸入端子11上，將柵極和源極連接在從被給予電源電位VDD的電源端子14延伸的電源線15上，從而相對于通常的輸入信號(hào)IN就像是逆向連接的二極管。另外，PMOS13b，是將漏極連接在輸入端子11上，將柵極和源極連接在從被給予接地電位GND的接地端子16延伸的接地線17上，從而相對于通常的輸入信號(hào)IN就像是逆向連接的二極管。
模擬電路12的輸出端經(jīng)由電容器18連接在節(jié)點(diǎn)N1上，在該節(jié)點(diǎn)N1上，連接有作為開式漏極型的輸出部的PMOS19的柵極。將PMOS19的源極連接在接地線17上，并將漏極經(jīng)由PMOS20連接在輸出端子21上。另外，在PMOS20的漏極·柵極之間連接有偏置電阻22，并將柵極經(jīng)由電容器23連接在接地線17上。
進(jìn)而，該模擬LSI10，具有用于調(diào)整提供給輸出部的PMOS19的偏置電流的偏置調(diào)整電路30。偏置調(diào)整電路30包括連接在電源線15和節(jié)點(diǎn)N2之間的開關(guān)用的多個(gè)晶體管31i(但是，i＝1～m)，以及用于將這些晶體管31i分別設(shè)定為導(dǎo)通或截止的熔絲32i以及電阻33i。熔絲32i的一端連接在電源線15上，該熔絲32i的另一端連接在電阻33i的一端和晶體管31i的柵極上，該電阻33i的另一端連接在接地線17上。并且，節(jié)點(diǎn)N2經(jīng)由電阻24連接在節(jié)點(diǎn)N1上。
因而，當(dāng)切斷熔絲32i時(shí)，晶體管31i的柵極成為接地電位GND，該晶體管31i是導(dǎo)通狀態(tài)，從而偏置電壓從節(jié)點(diǎn)N2經(jīng)由電阻24提供給節(jié)點(diǎn)N1，與該偏置電壓相對應(yīng)的偏置電流便流向輸出部的PMOS19。再者，各晶體管31i的尺寸，全都設(shè)定為相同。另外，熔絲32i，由于照射激光束來切斷，故集中配置在熔絲區(qū)域內(nèi)，以不給其他的元件造成影響。
其次，說明該模擬LSI10的輸出部的偏置電流的調(diào)整方法。
首先，在實(shí)際的制品的制造之前，預(yù)先改變制造程序的設(shè)定條件來試制具有不同的閾值電壓的多個(gè)模擬LSI10j(其中，j＝1～n)。
接著，在試制的模擬LSI10j的輸入端子11和接地端子16之間，連接產(chǎn)生一定電流Ic的電流源I，同時(shí)連接電壓表VM，測定流過該一定電流Ic時(shí)的輸入端子11的電壓Vj。進(jìn)而，在同樣的模擬LSI10j的電源端子14和接地端子16之間連接規(guī)定的直流電源DC以提供電源電位VDD，同時(shí)將輸出端子21經(jīng)由規(guī)定的負(fù)載電阻R和電流表AM連接在電源電位VDD上。然后，在偏置調(diào)整電路30的熔絲32i都是未切斷的狀態(tài)下，測定流入輸出端子21的電流Ij0。之后，將熔絲32i一個(gè)一個(gè)地按順序切斷，然后測定各個(gè)狀態(tài)下的電流Ij1、Ij2、...、Ijm，找出得到想要的電流時(shí)的熔絲32i的切斷數(shù)。
對試制的所有的模擬LSI10j實(shí)施以上的試驗(yàn)，并根據(jù)其結(jié)果，確定流過一定電流時(shí)的輸入端子11的電壓Vj、熔絲32未切斷時(shí)的流入輸出端子19的電流Ij0、和能夠得到最合適的輸出電流I的熔絲切斷數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。
圖3，是展示用試制LSI的試驗(yàn)得到的電壓Vj、電流Ij0、和熔絲切斷數(shù)的關(guān)系的一例的圖。根據(jù)該試驗(yàn)結(jié)果，將電壓Vj和熔絲切斷數(shù)的對應(yīng)關(guān)系設(shè)定為，例如，當(dāng)電壓Vj小于330mV時(shí)，將熔絲的切斷數(shù)設(shè)為0，當(dāng)大于等于330mV小于360mV時(shí)，將切斷數(shù)設(shè)為1，當(dāng)大于等于360mV小于380mV時(shí)，將切斷數(shù)設(shè)為2，當(dāng)大于等于380mV小于400mV時(shí)，將切斷數(shù)設(shè)為3，當(dāng)大于等于400mV時(shí)，將切斷數(shù)設(shè)為4。
其次，對于實(shí)際的制品，用如下的步驟進(jìn)行輸出部的偏置電流的調(diào)整。
使測量器的探針接觸完成的晶片狀態(tài)的模擬LSI10的輸入端子11和接地端子16，在流過一定電流Ic的同時(shí)測定在該輸入端子11上出現(xiàn)的電壓Vx。這時(shí)，模擬LSI10的熔絲32i，全都是未切斷狀態(tài)。
根據(jù)由圖3的試驗(yàn)結(jié)果確定的電壓Vj和熔絲切斷數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，求出與測出的電壓Vx相對應(yīng)的熔絲切斷數(shù)。然后，將該模擬LSI10的偏置調(diào)整電路30的熔絲32i只切斷求得的數(shù)。由此，該模擬LSI10的輸出部的偏置調(diào)整結(jié)束。之后，進(jìn)行各功能的測試，判定作為該模擬LSI10的制品的合格與否。
如以上那樣，該實(shí)施例1的模擬LSI10，由于具有可以用熔絲32i的切斷數(shù)調(diào)整輸出部的偏置電流的偏置調(diào)整電路30，因此具有即便是開式漏極方式的輸出部，也可以使其用最合適的偏置電流動(dòng)作，即便在電源電壓較低的情況下，也可以輸出較大的輸出信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。
另外，該實(shí)施例1的模擬LSI10的調(diào)整方法，是當(dāng)在輸入端子11上流過一定電流Ic時(shí)，測定在該輸入端子11上出現(xiàn)的電壓Vx，根據(jù)該電壓Vx，按照由試制LSI的試驗(yàn)預(yù)先確定的熔絲切斷數(shù)，切斷偏置調(diào)整電路30的熔絲32i。由于在輸入端子11上出現(xiàn)的電壓Vx，與閾值電壓相對應(yīng)，因此可以根據(jù)預(yù)先用試制品測出的數(shù)據(jù)得知與該閾值電壓相對應(yīng)的最合適的熔絲切斷數(shù)。因而，具有可以用短時(shí)間調(diào)整偏置電流的優(yōu)點(diǎn)。
再者，本發(fā)明，不限于上述實(shí)施例1，可以進(jìn)行各種變形。作為該變形例，例如，有如下的變形。
(1)偏置調(diào)整電路30，雖然以切斷熔絲32i時(shí)晶體管31i導(dǎo)通，從而偏置電流增加的方式構(gòu)成，但也可以用當(dāng)切斷熔絲32i時(shí)晶體管31i截止，從而偏置電流減少的方式構(gòu)成。
(2)圖3的電壓Vj、電流Ij0、和熔絲切斷數(shù)的關(guān)系，只要是用模擬能得到正確的數(shù)據(jù)，也可以不用試制品而使用模擬結(jié)果。另外，也可以從幾個(gè)試制品的試驗(yàn)結(jié)果，通過內(nèi)插以及外插補(bǔ)充數(shù)據(jù)。
(3)也可以除去PMOS20、電阻22以及電容器23，然后將PMOS19的漏極直接連接在輸出端子21上。
(實(shí)施例2)圖4，是展示本發(fā)明的實(shí)施例2的模擬LSI的調(diào)整方法的說明圖。
在此，從直流電源DC向完成的晶片狀態(tài)的模擬LSI10的電源端子14和接地端子16之間提供規(guī)定的電源電位VDD，同時(shí)將輸出端子21，經(jīng)由規(guī)定的負(fù)載電阻R和電流表AM連接在電源電位VDD上。然后，測定流入輸出端子21的電流Ix。
參照圖3，搜索最接近測出的電流Ix的電流Ij0，并求出與該電流Ij0相對應(yīng)的熔絲切斷數(shù)。然后，將該模擬LSI10的偏置調(diào)整電路30的熔絲32i只切斷求得的數(shù)。由此，該模擬LSI10的輸出部的偏置調(diào)整結(jié)束。之后，進(jìn)行各功能的測試，判定作為該模擬LSI10的制品的合格與否。
如以上那樣，該實(shí)施例2的模擬LSI10的調(diào)整方法，著眼于在偏置調(diào)整電路30的熔絲32i是未切斷的狀態(tài)下流入輸出端子21的電流Ix的大小與閾值電壓相對應(yīng)這一點(diǎn)，并根據(jù)預(yù)先由試制LSI的電流Ij0確定的熔絲切斷數(shù)來切斷偏置調(diào)整電路30的熔絲32i。由此，具有可以用短時(shí)間調(diào)整偏置電流的優(yōu)點(diǎn)。
另外，用該實(shí)施例2的模擬LSI10的調(diào)整方法，沒必要參照圖3的電壓Vj。因而，便沒必要在試制的模擬LSI10的輸入端子11上注入一定電流Ic，然后測定這時(shí)的輸入端子11的電壓Vj，可以將用于準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)制成操作簡單化。
權(quán)利要求
1.一種模擬半導(dǎo)體集成電路，其特征在于，具備按照提供給輸入端子的信號(hào)向內(nèi)部節(jié)點(diǎn)輸出模擬信號(hào)的模擬電路；由將柵極連接在所述內(nèi)部節(jié)點(diǎn)上、將源極連接在接地線上、將漏極連接在輸出端子上的MOS晶體管構(gòu)成的輸出部；以及可以通過加減熔絲的切斷數(shù)來調(diào)整提供給所述內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的偏置電壓的偏置調(diào)整電路。
2.如權(quán)利要求1所述的模擬半導(dǎo)體集成電路，其特征在于，具有由設(shè)在所述輸入端子和電源線以及所述接地線之間、分別按逆向進(jìn)行二極管連接的晶體管構(gòu)成的保護(hù)電路。
3.一種模擬半導(dǎo)體集成電路的調(diào)整方法，所述模擬半導(dǎo)體集成電路具備按照提供給輸入端子的信號(hào)向內(nèi)部節(jié)點(diǎn)輸出模擬信號(hào)的模擬電路，由設(shè)在所述輸入端子和電源線以及所述接地線之間、分別按逆向進(jìn)行二極管連接的晶體管構(gòu)成的保護(hù)電路，由將柵極連接在所述內(nèi)部節(jié)點(diǎn)上、將源極連接在所述接地線上、將漏極連接在輸出端子上的MOS晶體管構(gòu)成的輸出部，以及可以通過加減熔絲的切斷數(shù)來調(diào)整提供給所述內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的偏置電壓的偏置調(diào)整電路，所述模擬半導(dǎo)體集成電路的調(diào)整方法的特征在于，依次進(jìn)行如下的處理前處理，利用分別改變閾值電壓來試制的或者通過模擬生成的多個(gè)模擬半導(dǎo)體集成電路，將向所述輸入端子注入規(guī)定的電流時(shí)在該輸入端子上出現(xiàn)的電壓和為了在該模擬半導(dǎo)體集成電路上得到最合適的偏置電流的所述熔絲的切斷數(shù)的關(guān)系，作為輸入端子電壓對熔絲切斷數(shù)信息而預(yù)先確定；測定處理，測定向作為調(diào)整對象的模擬半導(dǎo)體集成電路的輸入端子注入規(guī)定的電流時(shí)在該輸入端子上出現(xiàn)的電壓；切斷數(shù)確定處理，參照所述輸入端子電壓對熔絲切斷數(shù)信息，確定與由所述測定處理測出的電壓相對應(yīng)的熔絲切斷數(shù)；以及熔絲切斷處理，將所述偏置調(diào)整電路內(nèi)的熔絲，只切斷用所述切斷數(shù)確定處理確定的數(shù)。
4.一種模擬半導(dǎo)體集成電路的調(diào)整方法，所述模擬半導(dǎo)體集成電路具備按照提供給輸入端子的信號(hào)向內(nèi)部節(jié)點(diǎn)輸出模擬信號(hào)的模擬電路，由將柵極連接在所述內(nèi)部節(jié)點(diǎn)上、將源極連接在接地線上、將漏極連接在輸出端子上的MOS晶體管構(gòu)成的輸出部，和可以通過加減熔絲的切斷數(shù)來調(diào)整提供給所述內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的偏置電壓的偏置調(diào)整電路，所述模擬半導(dǎo)體集成電路的調(diào)整方法的特征在于，依次進(jìn)行如下的處理前處理，利用分別改變閾值電壓來試制的或者通過模擬生成的多個(gè)模擬半導(dǎo)體集成電路，將所述偏置調(diào)整電路的熔絲未切斷時(shí)流入所述輸出端子的電流和為了在該模擬半導(dǎo)體集成電路上得到最合適的偏置電流的所述熔絲的切斷數(shù)的關(guān)系，作為輸出端子電流對熔絲切斷數(shù)信息而預(yù)先確定；測定處理，測定流入作為調(diào)整對象的模擬半導(dǎo)體集成電路的輸出端子的電流；切斷數(shù)確定處理，參照所述輸出端子電流對熔絲切斷數(shù)信息，確定與由所述測定處理測出的電流相對應(yīng)的熔絲切斷數(shù)；以及熔絲切斷處理，將所述偏置調(diào)整電路內(nèi)的熔絲，只切斷由所述切斷數(shù)處理確定的數(shù)。
全文摘要
提供具備開式漏極方式的輸出部和與之相對應(yīng)的偏置調(diào)整電路的模擬LSI和其調(diào)整方法。在模擬電路(12)的輸出側(cè)的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)(N)上，連接有作為開式漏極方式的輸出部的PMOS(19)的柵極，同時(shí)連接有能夠按照熔絲(32i)的切斷數(shù)調(diào)整偏置電流的偏置調(diào)整電路(30)。預(yù)先利用改變閾值電壓試制的多個(gè)模擬LSI(10j)，找出在輸入端子(11)上流過一定電流Ic時(shí)的電壓Vj，和為了在該模擬LSI(10j)的輸出部上流過最合適的偏置電流的熔絲切斷數(shù)的關(guān)系。在作為調(diào)整對象的模擬LSI(10)的輸入端子(11)上流過一定電流Ic，然后測定電壓Vx，求出與該電壓Vx相對應(yīng)的熔絲切斷數(shù)，并切斷偏置調(diào)整電路(30)內(nèi)的熔絲(32i)。
文檔編號(hào)G05F3/08GK1866151SQ20061000245
公開日2006年11月22日 申請日期2006年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月17日
發(fā)明者髭本信雅, 田邊晉司, 太矢隆士 申請人:沖電氣工業(yè)株式會(huì)社