(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
MOSトランジスタと、演算増幅器と、第1抵抗と、第2抵抗と、第3抵抗と、外部端子と、開閉器と、を備え、印加される入力電圧を所望の出力電圧に変換し、電圧出力端子から出力する半導体回路であって、
第1ヒューズをさらに備え、
前記第1抵抗、前記第2抵抗、及び前記第3抵抗は、
前記電圧出力端子と接地端子との間に前記第1抵抗、前記第2抵抗、及び前記第3抵抗の順に直列に接続され、
前記MOSトランジスタは、
ソース端子に前記入力電圧が印加され、ドレイン端子に前記電圧出力端子が接続され、
前記演算増幅器は、
基準電圧が印加される反転入力端子と、前記第1抵抗と前記第2抵抗との接続点の電圧が印加される反転入力端子と、前記MOSトランジスタのゲート端子が接続される出力端子と、当該演算増幅器の動作を有効又は無効に制御する制御信号が入力される入力端子と、を備え、
前記入力端子には、前記第1ヒューズが溶断されるまでの間、前記入力電圧が前記制御信号として入力され、前記第1ヒューズが溶断された後、前記信号が前記制御信号として入力され、
前記演算増幅器の動作は、前記第1ヒューズが溶断されるまでの間、常時有効に制御され、前記第1ヒューズが溶断された後、前記外部端子に入力される前記信号に基づいて制御され、
前記開閉器は、
前記外部端子に接続された制御端子を備え、前記第3抵抗と並列に接続され、
前記入力端子と、前記外部端子とは、論理回路を介して接続され、
前記入力端子と、前記入力電圧とは、論理回路と、前記第1ヒューズとを介して接続され、
前記半導体回路は、
前記外部端子に入力される信号によって前記開閉器が開状態になった場合に、前記第2抵抗及び前記第3抵抗の合成抵抗と、前記第1抵抗とによって分圧された電圧に基づいて、前記出力電圧を前記電圧出力端子から出力し、
前記外部端子に入力される信号によって前記開閉器が閉状態になった場合に、前記第2抵抗と、前記第1抵抗とによって分圧された電圧に基づいて、前記出力電圧を前記電圧出力端子から出力する、
半導体回路。
【発明を実施するための形態】
【0008】
[第1実施形態]
以下、図を参照して本発明の第1実施形態について説明する。
【0009】
<半導体回路の構成>
図1は、第1実施形態に係る半導体回路1を示す回路図である。
図1に示す通り、半導体回路1は、演算増幅器OPと、MOS(Metal―Oxide―Semiconductor)トランジスタTr1と、MOSトランジスタTr2と、ヒューズF1と、第1抵抗R1と、第2抵抗R2と、第3抵抗R3と、外部端子P1とを備える。MOSトランジスタTr1とは、例えば、P型MOSFET(Metal―Oxide―Semiconductor Field―Effect Transistor)である。また、MOSトランジスタTr2とは、例えば、N型MOSFETである。
【0010】
演算増幅器OPは、非反転入力端子と、反転入力端子と、出力端子とを備える。MOSトランジスタTr1は、ゲート端子と、ソース端子と、ドレイン端子とを備える。MOSトランジスタTr2は、ゲート端子と、ソース端子と、ドレイン端子とを備える。ヒューズF1は、第1端子(以下、端子F1a)と、第2端子(以下、端子F1b)とを備える。第1抵抗R1は、第1端子(以下、端子R1a)と、第2端子(以下、端子R1b)とを備える。第2抵抗R2は、第1端子(以下、端子R2a)と、第2端子(以下、端子R2b)とを備える。第3抵抗R3は、第1端子(以下、端子R3a)と、第2端子(以下、端子R3b)とを備える。
【0011】
第1抵抗R1と、第2抵抗R2と、第3抵抗R3とは、直列に接続される。具体的には、端子R1bと、端子R2aとが接続される。また、端子R2bと、端子R3aとが接続される。端子R3bは、接地される。第3抵抗R3と、MOSトランジスタTr2とは、ヒューズF1を介して互いに並列に接続される。具体的には、MOSトランジスタTr2のドレイン端子と、端子R3bとが接続される。MOSトランジスタTr2のソース端子と、端子F1aとが接続される。端子F1bと、端子R3aとが接続される。また、MOSトランジスタTr2のMOSトランジスタTr2のゲート端子と、外部端子P1とが接続される。
【0012】
演算増幅器OPの
反転入力端子には、演算増幅器OPの帰還電圧との比較に用いる基準電圧Vrefが接続される。演算増幅器OPの出力端子には、MOSトランジスタTr1のMOSトランジスタTr1のゲート端子が接続される。MOSトランジスタTr1のMOSトランジスタTr1のソース端子には、半導体回路1に印加される入力電圧Vddが接続される。MOSトランジスタTr1のドレイン端子には、端子R1aが接続される。演算増幅器OPの
非反転入力端子には、第1抵抗R1と、第2抵抗R2との接続点(端子R1b、及び端子R2aの接続点)の電位が印加(接続)される。また、MOSトランジスタTr1と、第1抵抗R1との接続点(MOSトランジスタTr1のドレイン端子、及び端子R1aの接続点)の電位が、半導体回路1の出力電圧Voutとして出力される。ここで、MOSトランジスタTr1のドレイン端子、及び端子R1aの接続点には、出力電圧Voutを出力する電圧出力端子P2が接続される。
【0013】
<半導体回路1の動作>
以下、半導体回路1の動作について説明する。
半導体回路1は、当該半導体回路1に印加される入力電圧Vddを、所望の出力電圧(以下、出力電圧
Vout)として出力する回路である。
ここで、第2抵抗R2、及び第3抵抗R3の
合成抵抗と、第1抵抗R1とによって分圧された電圧と、基準電圧Vrefとが等しくなる
出力電圧Voutを、
出力電圧Vout1と呼称する。
第1抵抗R1の抵抗値をR1とし、第2抵抗R2の抵抗値をR2とし、第3抵抗R3の抵抗値をR3とし、基準電圧Vrefの電圧値をVrefとし、出力電圧Vout1の電圧値をVout1とした場合、
Vout1と、R1、R2、R3、及びVrefとの関係は、式(1)によって示される。
【0014】
Vout1=(Vref/(R2+R3))×(R1+R2+R3)…(1)
【0015】
ここで、ヒューズF1が溶断されていない場合、MOSトランジスタTr2は、外部端子P1からMOSトランジスタTr2のゲート端子に入力される信号(以下、信号S1)の電圧値に応じて、ON状態、及びOFF状態が制御される。MOSトランジスタTr2がON状態に制御される場合、MOSトランジスタTr2は、第3抵抗R3の両端を短絡する。換言すると、MOSトランジスタTr2がON状態である場合、第2抵抗R2の端子R2bは、接地される。この場合、半導体回路1は、出力電圧Voutが第1抵抗R1と第2抵抗R2とによって分圧された電圧と基準電圧Vrefとが等しくなるように出力電圧Vout(以下、出力電圧Vout2)を出力する。出力電圧Vout2の電圧値をVout2とした場合、Vout2と、R1、R2、及びVrefとの関係は、式(2)によって示される。
【0016】
Vout2=(Vref/R2)×(R1+R2)…(2)
【0017】
ここで、第1抵抗R1、及び第2抵抗R2は、入力電圧Vddを第1抵抗R1、及び第2抵抗R2で分圧した電圧が基準電圧Vrefよりも低くなる抵抗値である。これにより、演算増幅器OPは、出力端子からMOSトランジスタTr1のゲート端子にローレベル(接地と同電位)の信号を出力し続ける。すなわち、MOSトランジスタTr1のゲート端子と、ソース端子との間に入力電圧Vddが印加され続け、MOSトランジスタTr1はスクリ−ニングされる。
したがって、半導体回路1は、MOSトランジスタTr1のゲート端子に追加回路や追加端子を設けることなく、MOSトランジスタTr1をスクリ−ニングすることが出来る。
【0018】
ヒューズF1が溶断されると、第3抵抗R3と、MOSトランジスタTr2との間の接続は、切断される。換言すると、ヒューズF1が溶断されている場合、第3抵抗R3の両端は、MOSトランジスタTr2がON状態になったとしても短絡されない。したがって、ヒューズF1が溶断されている場合、半導体回路1は、MOSトランジスタTr2の動作状態に関わらず、出力電圧Vout1を出力する。
【0019】
<第1実施形態のまとめ>
以上説明したように、本実施形態の半導体回路1は、MOSトランジスタTr2がOFF状態に制御される場合、MOSトランジスタTr1のゲート端子と、ソース端子との間に通常の電圧よりも高い検査電圧を印加する。これにより、本実施形態の半導体回路1は、スクリーニング等の検査を行う際、所定の電圧よりも高い検査電圧をMOSトランジスタTr1のゲート端子と、ソース端子との間に印加することができる。
したがって、本実施形態の半導体回路1によれば、MOSトランジスタTr1の本来の動作に影響を及ぼすことなく、簡便な構成によってMOSトランジスタTr1の検査を行うことができる。
【0020】
また、本実施形態の半導体回路1は、MOSトランジスタTr2がOFF状態に制御される場合、所望の出力電圧(出力電圧Vout1)を出力する。本実施形態の半導体回路1によれば、第1抵抗R1、第2抵抗R2、及び第3抵抗R3が所望の出力電圧が出力可能な抵抗値に設定(トリミング)されているか否かを確認することができる。
【0021】
また、本実施形態の半導体回路1は、MOSトランジスタTr2と、第3抵抗R3との間に直列に接続されるヒューズF1を備え、ヒューズF1が溶断されることに伴い、第3抵抗R3と、MOSトランジスタTr2との間の接続は、切断される。
ここで、半導体回路1は、スクリーニング等の検査を行う際にのみ、検査電圧(出力電圧Vout2)を出力し、検査後には所望の出力電圧(出力電圧Vout1)を出力することが好ましい。本実施形態の半導体回路1によれば、スクリーニング等の検査後にヒューズF1を溶断することにより、検査後(ヒューズF1の溶断後)の出力電圧を所望の出力電圧にすることができる。
【0022】
[第2実施形態]
以下、図を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。
ここで、外部端子P1は、半導体回路の通常動作に用いられる外部端子であることが好ましい。第2実施形態では、外部端子P1が、半導体回路2の動作の有効、又は無効を切換えるチップイネーブル端子である場合について説明する。
なお、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0023】
<半導体回路2の構成>
図2は、第2実施形態に係る半導体回路2の構成を示す回路図である。
図2に示す通り、本実施形態の半導体回路2は、演算増幅器OPと、MOSトランジスタTr1と、MOSトランジスタTr2と、ヒューズF1と、第1抵抗R1と、第2抵抗R2と、第3抵抗R3と、外部端子P1と、電圧出力端子P2と、第1論理回路RG1と、第2論理回路RG2と、ヒューズF2とを備える。
第1論理回路RG1は、第1端子(以下、端子RG1a)と、第2端子(以下、端子RG1b)と、第3端子(以下、端子RG1c)とを備える。第2論理回路RG2は、第1端子(以下、端子RG2a)と、第2端子(以下、端子RG2b)とを備える。ヒューズF2は、第1端子(以下、端子F2a)と、第2端子(以下、端子F2b)とを備える。
【0024】
端子OPdと、外部端子P1とは、第1論理回路RG1を介して接続される。具体的には、外部端子P1と、端子RG1bとがシュミットトリガST1を介して接続される。端子RG1cと、端子OPdとが接続される。第1論理回路RG1には、ヒューズF2を介して入力電圧Vddが印加される。具体的には、端子F2aと、入力電圧Vddとが接続される。端子F2bと、端子RG1aとが接続される。
また、MOSトランジスタTr2のゲート端子と、外部端子P1とは、第2論理回路RG2を介して接続される。具体的には、外部端子P1と、端子RG2aとは、シュミットトリガST1を介して接続される。端子RG2bと、MOSトランジスタTr2のゲート端子とが接続される。
【0025】
第1論理回路RG1は、MOSトランジスタTr3と、OR回路OR1と、NOT回路NT1とを備える。MOSトランジスタTr3とは、例えば、デプレッション型のN型MOSFETである。MOSトランジスタTr3のゲート端子と、ドレイン端子とは、接地される。MOSトランジスタTr3のドレイン端子と、端子RG1aとが接続される。OR回路OR1には、端子RG1bの電位と、MOSトランジスタTr3のドレイン端子の電位とが、信号として入力される。
第2論理回路RG2は、NOT回路NT2を備える。具体的には、NOT回路NT2は、端子RG2aと、端子RG2bとの間に接続される。
なお、NOT回路NT1と、NOT回路NT2とは、演算増幅器OPの端子OPdと、MOSトランジスタTr2との動作論理に対応させて備えられている。
【0026】
<半導体回路2の動作>
以下、半導体回路2の動作について説明する。
上述したように、外部端子P1とは、チップイネーブル端子である。本実施形態の一例において、半導体回路2を有効にする場合、外部端子P1には、ハイレベルの電圧が制御信号S2として印加される。また、半導体回路2を無効にする場合、外部端子P1には、ローレベルの電位が制御信号S2として印加される。換言すると、演算増幅器OPの端子OPdにハイレベルの信号が入力される場合、演算増幅器OPの動作が有効である。また、演算増幅器OPの端子OPdにローレベルの信号が入力される場合、演算増幅器OPの動作が無効である。
【0027】
<制御信号S2に基づく第1論理回路RG1の動作>
MOSトランジスタTr3のドレイン端子の電位は、半導体回路2が動作状態(入力電圧Vddが印加された状態)であって、かつヒューズF2が溶断されていない場合、入力電圧Vddと同電位(ハイレベル)である。したがって、OR回路OR1の出力は、半導体回路2の動作状態であって、かつヒューズF2が溶断されていない場合、外部端子P1に入力される制御信号S2に関わらず、常にハイレベルである。つまり、ヒューズF2が溶断されていない場合であって、かつ半導体回路2の動作状態である場合、演算増幅器OPの動作は、常時有効である。
また、MOSトランジスタTr3のドレイン端子の電位は、半導体回路2が停止状態(入力電圧Vddが印加されていない状態)又は、ヒューズF2が溶断される場合、接地と同電位(ローレベル)である。したがって、OR回路の出力は、外部端子P1に入力される制御信号S2と合致する。つまり、ヒューズF2が溶断される場合、演算増幅器OP(半導体回路2)の動作は、外部端子P1に入力される制御信号S2に基づいて有効、又は無効に制御される。
【0028】
<制御信号S2に基づく第2論理回路RG2の動作>
第2論理回路RG2が備えるNOT回路NT2は、外部端子P1に入力される制御信号S2を反転し、信号S1として出力する。具体的には、第2論理回路RG2は、外部端子P1(端子RG2a)にローレベルの制御信号S2が印加される場合、ハイレベルの信号S1を端子RG2bから出力する。また、第2論理回路RG2は、外部端子P1にハイレベルの制御信号S2が印加される場合、ローレベルの信号S1を端子RG2bから出力する。
以降の構成は、上述した実施形態同様であるため、説明を省略する。
【0029】
<第2実施形態のまとめ>
以上説明したように、本実施形態の半導体回路2は、ヒューズF2を更に備え、演算増幅器OPは、当該演算増幅器OPの動作を有効、又は無効に制御する制御信号S2が入力される端子OPdを備え、端子OPdには、外部端子P1から入力される制御信号S2が第1論理回路RG1を介して入力される。
本実施形態の半導体回路2では、ヒューズF2が切断されるまでの間、演算増幅器OPの動作は、外部端子P1に入力される制御信号S2に関わらず常時有効に制御され、ヒューズF2が溶断された後、外部端子P1に入力される
制御信号S2に基づいて制御される。
これにより、本実施形態の半導体回路2は、ヒューズF2が溶断されるまでの間、外部端子P1を所望の出力電圧と、検査電圧との切替える信号(信号S1)の入力端子として用い、溶断後(例えば、スクリーニング等の検査が行われた後)、外部端子P1をチップイネーブル端子として用いることができる。したがって、本実施形態の半導体回路2によれば、半導体回路2の通常動作に用いられる端子(この一例では、チップイネーブル端子である外部端子P1)を用いて、簡便な構成によってMOSトランジスタTr1の検査を行うことができる。
【0030】
[第3実施形態]
以下、図を参照して本発明の第3実施形態について説明する。
第2実施形態では、チップイネーブル端子である外部端子P1を信号S1の入力端子として用いて、所望の出力電圧、及び検査電圧を切換える半導体回路2について説明した。
第3実施形態では、外部端子P1用いて、所望の出力電圧と、検査電圧とを切替えつつ、かつ外部端子P1がチップイネーブル端子として機能するかを確認可能な半導体回路3について説明する。
なお、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0031】
<半導体回路の構成>
図3は、第3実施形態に係る半導体回路3を示す回路図である。
図3に示す通り、本実施形態の半導体回路3は、演算増幅器OPと、MOSトランジスタTr1と、MOSトランジスタTr2と、ヒューズF1と、第1抵抗R1と、第2抵抗R2と、第3抵抗R3と、外部端子P1と、電圧出力端子P2と、第3論理回路RG3と、第4論理回路RG4とを備える。
第3論理回路RG3は、第1端子(端子RG3a)と、第2端子(端子RG3b)とを備える。第4論理回路RG4は、第1端子(端子RG4a)と、第2端子(端子RG4b)とを備える。
【0032】
端子OPdと、外部端子P1とは、第3論理回路RG3を介して接続される。具体的には、外部端子P1と、端子RG3aとが接続される。端子RG3bと、端子OPdとが接続される。また、MOSトランジスタTr2のゲート端子と、外部端子P1とは、第4論理回路RG4を介して接続される。具体的には、外部端子P1と、端子RG4aとが接続される。端子RG4bと、MOSトランジスタTr2のゲート端子とが接続される。
【0033】
第3論理回路RG3は、シュミットトリガST2と、NOT回路NT3とを備える。シュミットトリガST2と、NOT回路NT3とは、端子RG3aと、端子RG3bとの間に、シュミットトリガST2、NOT回路NT3の順に直列に接続される。シュミットトリガST2は、入力される制御信号S2を反転し、出力する。
第4論理回路RG4は、シュミットトリガST3と、NOT回路NT4と、NOT回路NT5とを備える。シュミットトリガST3と、NOT回路NT4と、NOT回路NT5とは、端子RG4aと、端子RG4bとの間に、シュミットトリガST3、NOT回路NT4、NOT回路NT5の順に直列に接続される。シュミットトリガST3は、入力される制御信号S2を反転し、出力する。
なお、NOT回路NT3、NOT回路NT4、及びNOT回路NT5は、演算増幅器OPの端子OPdと、MOSトランジスタTr2との動作論理に対応させて備えられている。
【0034】
<半導体回路3の動作>
以下、半導体回路3の動作について説明する。
上述したように、外部端子P1とは、チップイネーブル端子である。また、半導体回路2を有効にする場合、外部端子P1には、ハイレベルの電圧が制御信号S2として印加される。また、半導体回路2を無効にする場合、外部端子P1には、ローレベルの電位が制御信号S2として印加される。
ここで、シュミットトリガST2と、シュミットトリガST3とは、入力信号(この一例では、制御信号S2)に対する閾値がそれぞれ異なる。以降の説明において、シュミットトリガST2の閾値を閾値TH2と記載し、シュミットトリガST3の閾値を閾値TH3と記載する。本実施形態の一例では、閾値TH2と、閾値TH3とでは、閾値TH3の方が大きい場合について説明する。
【0035】
また、本実施形態の一例では、制御信号S2として外部端子P1に入力される電圧(制御信号S2)が第1状態、第2状態、及び第3状態の順に遷移する場合について説明する。具体的には、制御信号S2は、第1状態において、閾値TH3、及び閾値TH2より大きい電圧である。また、制御信号S2は、第2状態において、閾値TH3より小さく、閾値TH2より大きい電圧である。また、制御信号S2は、第3状態において、閾値TH3、及び閾値TH2より小さい電圧である。
【0036】
<制御信号S2に基づく第3論理回路RG3の動作>
シュミットトリガST2は、制御信号S2の電圧が、閾値TH2より大きい場合、ハイレベルの信号を出力する。また、シュミットトリガST2は、制御信号S2の電圧が閾値TH2より小さい場合、ローレベルの信号を出力する。したがって、外部端子P1に入力される制御信号S2の電圧が、閾値TH2より大きい場合、ハイレベルの信号を端子RG3bから出力し、端子OPdに入力する。また、外部端子P1に入力される制御信号S2の電圧が、閾値TH2より小さい場合、ローレベルの信号を端子RG3bから出力し、端子OPdに入力する。
【0037】
<制御信号S2に基づく第4論理回路RG4の動作>
シュミットトリガST3は、制御信号S2の電圧が閾値TH3より大きい場合、ハイレベルの信号を出力する。また、シュミットトリガST3は、制御信号S2の電圧が閾値TH3より小さい場合、ローレベルの信号を出力する。したがって、外部端子P1に入力される制御信号S2の電圧が閾値TH3より大きい場合、ローレベルの信号を端子RG4bから出力し、MOSトランジスタTr2のゲート端子に入力する。また、外部端子P1に入力される制御信号S2の電圧が、閾値TH3より小さい場合、ハイレベルの信号を端子RG4bから出力し、MOSトランジスタTr2のゲート端子に入力する。
【0038】
<各状態の詳細について>
以下、
図4を参照し、第1状態、第2状態、及び第3状態の詳細について説明する。
図4は、第3実施形態に係る各状態と、演算増幅器OPの動作と、MOSトランジスタTr2の状態との関係を示す表である。
図4に示す通り、第1状態では、演算増幅器OPの動作が有効に制御され、MOSトランジスタTr2の状態がOFF状態に制御される。また、第2状態では、演算増幅器OPの動作が有効に制御され、MOSトランジスタTr2の状態がON状態に制御される。また、第3状態では、演算増幅器OPの動作が無効に制御され、MOSトランジスタTr2の状態がON状態に制御される。
【0039】
<第3実施形態のまとめ>
以上説明したように、本実施形態の半導体回路3は、シュミットトリガST2を備える第3論理回路RG3と、シュミットトリガST3を備える第4論理回路RG4とを備える。本実施形態の半導体回路3において、シュミットトリガST2と、シュミットトリガST3との閾値は、それぞれ異なる。制御信号S2として外部端子P1に印加される電圧を変化させることに伴い、本実施形態の半導体回路3は、所望の出力電圧(出力電圧Vout1)を出力し、検査電圧(出力電圧Vout2)を出力し、半導体回路3(演算増幅器OP)の動作を無効状態にする。
【0040】
本実施形態の半導体回路3は、制御信号S2の電圧が閾値TH2、及び閾値TH3よりも高い電圧である場合、所望の出力電圧(出力電圧Vout1)を出力する。これにより、本実施形態の半導体回路3は、半導体回路3から所望の出力電圧(出力電圧Vout1)が出力されるかを確認することができる。
【0041】
また、本実施形態の半導体回路3は、制御信号S2の電圧が閾値TH2よりも高く、閾値TH3よりも低い電圧である場合、MOSトランジスタTr1のゲート端子と、ソース端子との間に、通常の電圧よりも高い検査電圧を印加する。これにより、本実施形態の半導体回路3は、半導体回路3にスクリーニング等の検査を行う際、所望の出力電圧よりも高い検査電圧をMOSトランジスタTr1のゲート端子と、ソース端子との間に印加することができる。
【0042】
また、本実施形態の半導体回路3は、制御信号S2が閾値TH2、及び閾値TH3よりも低い電圧である場合、演算増幅器OPの動作を無効に制御する。これにより、本実施形態の半導体回路3は、チップイネーブル端子(この一例では、外部端子P1)からの入力に基づいて、演算増幅器OPの動作が制御されるか否かを検査することができる。
したがって、本実施形態の半導体回路3によれば、外部端子P1用いて、所望の出力電圧と、検査電圧とを切替えつつ、かつ外部端子P1がチップイネーブル端子として機能するかを確認することができる。
【0043】
なお、上述では、制御信号S2として外部端子P1に入力される電圧(制御信号S2)が第1状態、第2状態、及び第3状態の順に遷移する場合について説明したが、これに限られない。制御信号S2は、第3状態、第2状態、及び第1状態の順に遷移する構成であってもよい。