JP4220484B2 - Integrated circuit resistor array - Google Patents
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Description
本発明は、一般的には、アナログ集積回路のゲインの如き所定のパラメータの電圧依存性に影響を与える多数の抵抗器を構成するのに使用する集積回路抵抗体アレイに関し、特に、デジタル−アナログ変換器内の加算増幅器のような高性能を要求されるアナログ集積回路の中のそのような多数の抵抗器として使用するのに適した抵抗体アレイに関するものである。 The present invention relates generally to integrated circuit resistor arrays used to construct a number of resistors that affect the voltage dependence of a given parameter, such as the gain of an analog integrated circuit, and more particularly to digital-to-analog. The present invention relates to a resistor array suitable for use as such a large number of resistors in an analog integrated circuit requiring high performance such as a summing amplifier in a converter.
従来のオーバーサンプリング型でマルチビットのデジタル−アナログ変換器(DAC)、例えば本願出願人製造の型番PCM1710のDACは、その構成として、概して、デジタル入力をオーバーサンプリング変調するノイズシェーピング器と、これからのオーバーサンプリング変調されたマルチビットのデジタル変調出力に応じてハイ又はローにスイッチされる複数のCMOSインバータと、これらインバータの出力を組み合わせてアナログ出力を発生する加算増幅器と、から成っている。更に、その加算増幅器は、各インバータの出力に各々接続した複数の変換抵抗器(即ち、互いに均等の重みをもつ単位荷重抵抗器)と、これら変換抵抗器のインバータ出力とは反対側の端子に接続したCRフィルタと、このフィルタの出力に接続した差動型の計装(インストゥールメンテーション)増幅器と、を含む構成を有している。 A conventional oversampling multi-bit digital-to-analog converter (DAC), for example, the DAC of model number PCM1710 manufactured by the present applicant, generally includes a noise shaper that oversamples a digital input, It consists of a plurality of CMOS inverters that are switched to high or low in response to an oversampled multi-bit digital modulation output and a summing amplifier that combines the outputs of these inverters to generate an analog output. Further, the summing amplifier has a plurality of conversion resistors (that is, unit load resistors having equal weights) connected to the outputs of the inverters, and terminals on the opposite side of the inverter outputs of the conversion resistors. It has a configuration including a connected CR filter and a differential instrumentation amplifier connected to the output of the filter.
型番PCM1710のDACの集積回路においては、加算増幅器内の変換抵抗器とCRフィルタのフィルタ抵抗器を含む第1の抵抗器群と、計装増幅器の入力抵抗器及び帰還抵抗器を含む第2の抵抗器群とは、それぞれ各群が関係する回路の近くの適所、従って互いに離れた第1と第2の領域にレイアウトしたポリシリコン抵抗で形成している。尚、本明細書では、“ポリシリコン抵抗”とは、ポリシリコン材料のみから成る抵抗だけでなく、ポリサイド構造の抵抗も含むものとする。 In the integrated circuit of DAC of model number PCM1710, a first resistor group including a conversion resistor in the summing amplifier and a filter resistor of the CR filter, and a second resistor including an input resistor and a feedback resistor of the instrumentation amplifier are provided. The resistor groups are formed by polysilicon resistors laid out in appropriate locations near the circuits to which each group is related, and thus in first and second regions that are separated from each other. In the present specification, the “polysilicon resistor” includes not only a resistor made of only a polysilicon material but also a resistor of a polycide structure.
各領域のポリシリコン抵抗は、くし形態のストライプから構成している。くし形態は、長い複数のくし歯ポリシリコン・ストライプ部分と、くし歯部分の一方の端部を他のくし歯部分の一方の端部に接続する短い接続ポリシリコン・ストライプ部分と、から成っていて、その短い接続部分は、くし歯部分と直交する方向に伸びている。第1と第2の領域の各々の領域においては、くし歯部分と接続部分とは、同一の厚さ、幅及び長さである。但し、第1領域と第2領域とでは、幅、即ちストライプの横断面積は互いに異なっている。また、第1領域と第2領域とでは、そのくし歯部分は、互いに直交する配置となっている。また、抵抗器の所要の抵抗値は、接続ストライプ部分で互いに隣接するくし歯部分を直列接続して得たくし形態ストライプの合計の長さにより決まるため、同一領域内での異なった抵抗値は、異なった数のくし歯ストライプ部分を接続ストライプ部分で直列接続することにより実現している。 The polysilicon resistor in each region is composed of comb-shaped stripes. The comb configuration consists of a plurality of long comb-tooth polysilicon stripe portions and a short connecting polysilicon stripe portion connecting one end of the comb-tooth portion to one end of the other comb-tooth portion. The short connection portion extends in a direction perpendicular to the comb portion. In each of the first and second regions, the comb portion and the connecting portion have the same thickness, width, and length. However, the width, that is, the cross-sectional area of the stripe is different between the first region and the second region. In the first region and the second region, the comb portions are arranged orthogonal to each other. Further, since the required resistance value of the resistor is determined by the total length of the comb-shaped stripes obtained by connecting the comb teeth portions adjacent to each other in the connection stripe portion, the different resistance values in the same region are: This is realized by connecting different numbers of comb stripe portions in series at connecting stripe portions.
上記のポリシリコン抵抗は、サブミクロン集積回路技術におけるプロセス汚染、プロセス整合性の観点から、シリコンクロム/ニクロム等の金属薄膜抵抗よりも優れているが、抵抗値の電圧依存性(又は電圧係数)が、金属薄膜抵抗と比べ高いという問題がある。また、ポリシリコン抵抗は、図5に示すように、電圧係数が、幅(但し、同一厚)が狭くなる程、従って横断面積が小さくなる程低くなるという特性をもっている。 The above polysilicon resistors are superior to metal thin film resistors such as silicon chrome / nichrome from the viewpoint of process contamination and process consistency in submicron integrated circuit technology, but the voltage dependency (or voltage coefficient) of the resistance value. However, there is a problem that it is higher than the metal thin film resistance. Further, as shown in FIG. 5, the polysilicon resistance has a characteristic that the voltage coefficient becomes lower as the width (however, the same thickness) becomes narrower, and thus the cross-sectional area becomes smaller.
更に、集積回路プロセス技術、特にポリシリコン等のエッチング加工においては、エッチング速度が、チップ上の場所、方向、エッチング面積に依存して変化する、という問題がある。従って、同一幅のポリシリコン抵抗を、互いに異なった場所、方向又はエッチング面積において形成加工しようとした場合、結果として幅が異なってしまい、電圧依存性の異なったポリシリコン抵抗ができてしまう。この結果、加算増幅器のパラメータ、例えばゲインも、ポリシリコン抵抗の電圧依存性に応じた大きさの電圧依存性をもつものとなってしまう。このことは、DAC全体の特性で言えば、リニアリティ、ダイナミックレンジ等のアナログ特性に影響を与えることになる。 Furthermore, in the integrated circuit process technology, particularly etching processing of polysilicon or the like, there is a problem that the etching rate changes depending on the location, direction, and etching area on the chip. Therefore, if an attempt is made to form and process polysilicon resistors having the same width in different locations, directions, or etching areas, the widths differ as a result, resulting in polysilicon resistors having different voltage dependencies. As a result, the parameter of the summing amplifier, for example, the gain also has a voltage dependency having a magnitude corresponding to the voltage dependency of the polysilicon resistance. This affects the analog characteristics such as linearity and dynamic range in terms of the characteristics of the entire DAC.
上記の問題は、DACの加算増幅器のようなアナログ集積回路だけでなく、その他のデバイスのアナログ集積回路についても同様に当てはまる。
従って、本発明の目的は、高性能のアナログ集積回路用の抵抗器として使用するのに適した集積回路抵抗体アレイを提供することである。
The above problem applies not only to analog integrated circuits such as DAC summing amplifiers, but also to analog integrated circuits of other devices.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an integrated circuit resistor array suitable for use as a resistor for high performance analog integrated circuits.
本発明の別の目的は、アナログ集積回路のゲインの如き所定のパラメータの電圧依存性を最小限にするのに使用できる、集積回路抵抗体アレイを提供することである。
本発明の更に別の目的は、上記の集積回路抵抗体アレイを使って構成した、デジタル−アナログ変換器用の加算増幅器を提供することである。
Another object of the present invention is to provide an integrated circuit resistor array that can be used to minimize the voltage dependence of certain parameters, such as the gain of an analog integrated circuit.
Yet another object of the present invention is to provide a summing amplifier for a digital-to-analog converter constructed using the integrated circuit resistor array described above.
上記の目的を実現するため、本発明による、集積回路基板上に形成するアナログ集積回路について、該アナログ集積回路の所定のパラメータの電圧依存性に影響を与える前記アナログ集積回路内の複数の抵抗器を構成するための集積回路抵抗体アレイは、イ)前記基板上の1つの領域内に集合的に配置した、互いに分離した複数の抵抗体素子であって、同一材料で形成しかつ横断面の面積が同一の複数のストライプから成る、前記の複数の抵抗体素子と、ロ)該複数の抵抗体素子を電気的に接続することにより前記複数の抵抗器を形成するための導電体手段と、を備えるように構成する。 To achieve the above object, according to the present invention, an analog integrated circuit formed on an integrated circuit substrate has a plurality of resistors in the analog integrated circuit that affect the voltage dependence of predetermined parameters of the analog integrated circuit. An integrated circuit resistor array for constructing (a) is a plurality of resistor elements separated from one another, which are collectively arranged in one region on the substrate, and are formed of the same material and have a cross-sectional shape A plurality of resistor elements comprising a plurality of stripes having the same area; and b) conductor means for forming the plurality of resistors by electrically connecting the plurality of resistor elements; It comprises so that it may be provided.
本発明によれば、前記複数のストライプは、同一の幅を有するものとすることができ、前記1つの領域内に互いに近接して配置するようにでき、また、同一方向に互いに平行に延在するように配置することもできる。また、前記導電体手段は、前記抵抗体素子を少なくとも2以上使用して前記複数の抵抗器の各々を形成するようにすることができる。更にまた、前記複数の抵抗体素子の各々は、前記複数の抵抗器の内の最小の抵抗器の抵抗値よりも低い抵抗値を有するようにできる。 According to the present invention, the plurality of stripes can have the same width, can be arranged close to each other in the one region, and extend parallel to each other in the same direction. It can also be arranged. The conductor means may form each of the plurality of resistors by using at least two resistor elements. Furthermore, each of the plurality of resistor elements can have a resistance value lower than the resistance value of the smallest resistor of the plurality of resistors.
また、本発明によれば、前記複数の抵抗器は、複数の抵抗器群を含んでいて、各該抵抗器群は、互いに整合した抵抗値をもつべき複数の抵抗器から成るようにできる。この場合、前記各抵抗器群は、前記1つの領域内の1つの区域内の互いに近接する抵抗体素子で構成できる。また、イ)前記1つの区域は、互いに隣接した複数のサブ区域から成り、ロ)前記導電体手段は、前記各抵抗器群内の複数の抵抗器の各々を、前記1つの区域の前記複数のサブ区域の各々のサブ区域内の複数の抵抗体素子から少なくとも1つ選択して形成する、ようにすることができる。あるいはこの代わりに、イ)前記1つの区域は、非隣接のサブ区域を含む複数のサブ区域から成る第1の区域であり、ロ)前記導電体手段は、前記各抵抗器群内の複数の抵抗器の各々を、前記第1区域の前記複数のサブ区域の各々のサブ区域内の複数の抵抗体素子から少なくとも1つ選択して形成する、ようにすることができる。この場合、イ)前記複数の抵抗器群は、互いに整合した抵抗値をもつべき第1抵抗器群と第2抵抗器群とを含み、ロ)前記第1区域とは別の前記1つの区域である第2の区域は、前記第1区域の前記非隣接の2つのサブ区域の間に位置する少なくとも1つのサブ区域を含み、ハ)前記第1抵抗器群は、前記第1区域に形成し、前記第2抵抗器群は前記第2区域に形成する、ようにできる。 According to the present invention, the plurality of resistors may include a plurality of resistor groups, and each resistor group may be composed of a plurality of resistors that should have resistance values matched to each other. In this case, each of the resistor groups can be composed of resistor elements adjacent to each other in one section in the one region. A) the one area is composed of a plurality of sub-areas adjacent to each other; and b) the conductor means is configured to connect each of the plurality of resistors in each of the resistor groups to the plurality of the one area. At least one of the plurality of resistor elements in each of the sub-areas may be selected and formed. Alternatively, a) the one area is a first area composed of a plurality of sub-areas including non-adjacent sub-areas; and b) the conductor means includes a plurality of sub-areas in each resistor group. Each of the resistors may be formed by selecting at least one of a plurality of resistor elements in each sub-section of the plurality of sub-sections of the first section. In this case, a) the plurality of resistor groups include a first resistor group and a second resistor group that should have resistance values matched to each other, and b) the one area different from the first area. And the second area includes at least one sub-area located between the two non-adjacent sub-areas of the first area, and c) the first resistor group is formed in the first area. The second resistor group may be formed in the second area.
本発明によれば、前記抵抗体素子は、ポリシリコン抵抗あるいは拡散抵抗から成るものとすることができる。また、前記アナログ集積回路は、少なくとも1つの演算増幅器を含む回路とすることができる。更にまた、前記所定パラメータは、前記アナログ集積回路のゲインとすることができる。 According to the present invention, the resistor element may be a polysilicon resistor or a diffused resistor. The analog integrated circuit may be a circuit including at least one operational amplifier. Furthermore, the predetermined parameter may be a gain of the analog integrated circuit.
また、上記の目的を実現するため、本発明による、複数の荷重抵抗器と、少なくとも1つの入力抵抗器と少なくとも1つの帰還抵抗器とを含む演算増幅器と、を含む加算増幅器は、前記複数の荷重抵抗器、前記入力抵抗器及び前記帰還抵抗器を上記の集積回路抵抗体アレイで形成する。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a summing amplifier including a plurality of load resistors and an operational amplifier including at least one input resistor and at least one feedback resistor includes the plurality of load resistors. The load resistor, the input resistor, and the feedback resistor are formed by the integrated circuit resistor array.
本発明によれば、イ)前記加算増幅器は、更にフィルタ抵抗器を有するCRフィルタを含み、ロ)前記フィルタ抵抗器も、前記集積回路抵抗体アレイで形成する、ようにできる。また、前記加算増幅器は、オーバーサンプリング型デジタル−アナログ変換器に使用することができる。 According to the present invention, a) the summing amplifier further includes a CR filter having a filter resistor, and b) the filter resistor is also formed by the integrated circuit resistor array. The summing amplifier can be used in an oversampling digital-analog converter.
次に、本発明の1実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。尚、以下の説明では、本発明の集積回路抵抗体アレイを、オーディオ用のオーバーサンプリング型でマルチビットのデジタル−アナログ変換器(DAC)の加算増幅器に使用した例について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, an example in which the integrated circuit resistor array of the present invention is used as an oversampling multi-bit digital-analog converter (DAC) summing amplifier for audio will be described.
先ず初めに、図1〜図3を参照すると、図1は、上記のオーバーサンプリング型のデジタル−アナログ変換器(DAC)1のICチップ2上の回路配置図を示し、図2は、DAC1内に含まれた加算増幅器3の回路図を示し、図3は、加算増幅器3に使用した集積回路抵抗体アレイ4の1実施形態のレイアウトを平面図で示している。
First, referring to FIGS. 1 to 3, FIG. 1 shows a circuit layout diagram on the
図1に示すように、DAC1のICチップ2は、デジタル回路領域20と、アナログ回路領域22を有し、そしてアナログ回路領域22は、Lチャンネル(ch)用とRチャンネル(ch)用の回路領域22L及び22Rとに別れている。領域22L及び22Rの各々には、本発明による集積回路抵抗体アレイ4を設けたほぼ正方形の抵抗体アレイ領域220L、220R(正方形領域のサイズは約200μm×200μm)があり、またこのアレイ4を含む加算増幅器3が位置している。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、加算増幅器3は、大きく分けて、変換抵抗器部30と、CRフィルタ部32と、そして差動型バッファ部34とから成っている。変換抵抗器部30は、DAC1が差動型であるため、正相側の4つのCMOSインバータ(図示せず)の各出力IN0〜IN3を受けるように一端が接続した正相側の4つの変換抵抗器R1〜R4と、逆相側の4つのCMOSインバータ(図示せず)の各出力IN0 ̄〜IN3 ̄(但し、記号“ ̄”はその前の記号が表す論理信号の反転を示す)を受けるように一端が接続した逆相側の4つの変換抵抗器R5〜R8と、を備えている。それら変換抵抗器R1〜R8は全て、互いに均等の単位重み付けを行うため、同一の抵抗値即ち42KΩである。正相側抵抗器R1〜R4の各他端は、接合点J1に接続し、逆相側抵抗器R5〜R8の各他端は接合点J2に接続している。
As shown in FIG. 2, the
次に、CRフィルタ部32は、接合点J1とJ2間に接続していて抵抗器R1〜R8と合わさって差動型のローパスフィルタを構成するキャパシタC1と、接合点J1と接地GNDとの間に直列接続してローパスフィルタを構成する抵抗器R9及びキャパシタC3と、接合点J2と接地GNDとの間に直列接続してローパスフィルタを構成する抵抗器R11及びキャパシタC4と、接合点J3(抵抗器R9とキャパシタC3との接合点)と接合点J4(抵抗器R11とキャパシタC4との接合点)との間に接続していて抵抗器R9及びR11と合わさって差動型のローパスフィルタを構成するキャパシタC2と、から成っている。抵抗器R9及びR11は、各々21KΩであり、キャパシタC1,C2は47.4pFであり、C3,C4は4.74pFである。
Next, the
次の差動型バッファ部34は、第1と第2の2つの反転バッファIBF1及びIBF2から成り、第1の反転バッファIBF1は、演算増幅器(オペアンプとも呼ぶ)OPA1と、これの逆相入力端子と接合点J4との間に接続した入力抵抗器R12と、逆相入力端子とオペアンプの出力端子との間に接続した帰還抵抗器R13と、オペアンプの出力端子と接合点J5との間に接続した出力抵抗器R14と、を備えている。オペアンプOPA1の正相入力端子は、抵抗器R16とR17の間の接合点J6に接続しており、そしてそのR17の他端は電源端子VCCにそしてR16の他端は接地GNDに接続している。接合点J6は、端子DCCに接続しており、これは、オペアンプの正相入力端子への接続用である(図3参照)。第2の反転バッファIBF2は、逆相入力端子が接合点J5に接続し正相入力端子が接合点J6に接続したオペアンプOPA2と、接合点J3とJ5との間に接続した入力抵抗器R10と、オペアンプOPA2の逆相入力端子と出力端子との間に接続した帰還抵抗器R15と、を備えている。オペアンプOPA2の出力端子は加算増幅器3の電圧出力端子VOUTに接続している。抵抗器R10,R12,R15〜R17は、21KΩであり、R13及びR14は42KΩである。VCCは5ボルトである。
The next
図4は、図2の加算増幅器3の等価回路を示す図であり、(a)→(b)→(c)と抵抗に着目して簡略化してある。図中、Vinは、インバータ出力IN0〜IN3を集合的に表す電圧源であり、Vin*は、IN0 ̄〜IN3 ̄を集合的に表す電圧源である。また、Rは21KΩの単位抵抗であり、これでR1〜R17を表してある。図4(a)から分かるように、抵抗器R1〜R4とR5〜R8とは各々、2Rの4本の並列接続であるため(1/2)Rとなる。また、図4(b)において、オペアンプOPA2の逆相入力端子に対し、Vinを含む正相側は、(2/5R)Vinの電流を供給する一方、Vin*と第1反転バッファIBF1を含む逆相側は、−(2/5R)Vin*の電流を供給するため、(2/5R)Vin−(2/5R)Vin*=(4/5R)Vinとなり、従って、図4(c)に示すように、オペアンプOPA2の逆相入力端子への入力回路は、等価的にVinと(5/4)Rの直列接続となる。
FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit of the summing
この図4(c)から分かるように、入力抵抗をRinとし、帰還抵抗をRfとすると、加算増幅器3の電圧ゲインGは、G=−Rf/Rinとなり、これは、−R/{(5/4)R}=−4/5となる。従って、理論上は、アナログ出力電圧Vout=−(4/5)Vinとなる。しかし、RinとRfは、ポリシリコン抵抗で実現すると、実際にはそれぞれ有意の電圧依存性をもち、従って、Rinの電圧依存性とRfの電圧依存性が互いに整合していることが、加算増幅器のゲインGの電圧依存性を最小限にするため、従ってDAC3のアナログ特性を向上させるためには重要である。
As can be seen from FIG. 4C, when the input resistance is Rin and the feedback resistance is Rf, the voltage gain G of the summing
図5は、ポリシリコン抵抗の電圧依存性を示すグラフであり、横軸は、ポリシリコン抵抗の両端に印加する電圧の大きさであり、縦軸(対数目盛り)は、ポリシリコン抵抗の抵抗値の電圧係数VOLTCO(ppm/V)である。菱形マーク付きの曲線は、幅25μm、長さ100μmの単一のストライプのものであり、矩形マーク付きの曲線は、幅5μmで長さが100μmのストライプを5本並列接続して成る多数ストライプ形態のものであり、そして三角マーク付きの曲線は、幅が3μmで長さが100μmの単一ストライプのものである。但し、各ストライプは、5000オングストロームの同じ厚さである。これから分かるように、印加電圧が大きくなるにつれ電圧係数が増大し、またポリシリコン抵抗の幅が狭くなるにつれ、即ち横断面積が小さくなるにつれ、電圧係数が低下する。このことから、多数のポリシリコン抵抗を用いる場合、その電圧係数を互いに最大限に整合させるには、できるたけ同じ幅(又は横断面積)で形成すると共に、できるだけ同じ電圧を印加することが好ましい。 FIG. 5 is a graph showing the voltage dependence of the polysilicon resistance, the horizontal axis is the magnitude of the voltage applied to both ends of the polysilicon resistance, and the vertical axis (logarithmic scale) is the resistance value of the polysilicon resistance. The voltage coefficient of VOLTCO (ppm / V). The curve with rhombus marks is for a single stripe with a width of 25 μm and a length of 100 μm, and the curve with a rectangle mark is a multiple stripe form consisting of 5 stripes with a width of 5 μm and a length of 100 μm connected in parallel And the curve with triangular marks is of a single stripe with a width of 3 μm and a length of 100 μm. However, each stripe is the same thickness of 5000 angstroms. As can be seen, the voltage coefficient increases as the applied voltage increases, and the voltage coefficient decreases as the width of the polysilicon resistor decreases, i.e., as the cross-sectional area decreases. For this reason, when a large number of polysilicon resistors are used, it is preferable to form them with the same width (or cross-sectional area) as much as possible and to apply the same voltage as much as possible in order to maximize the voltage coefficients of each other.
本発明では、図2の加算増幅器3のゲインGの電圧依存性を最小限にするために、回路構成上の工夫により、オペアンプOPA2の等価入力抵抗Rinと帰還抵抗Rfとを、上記のように5/4:1という比率にすることにより、電圧源Vinと仮想接地との間に接続された等価入力抵抗Rinとその仮想接地と出力電圧との間に接続された帰還抵抗Rfとに、ほぼ同じ大きさの電圧が常時印加されるようしている。これに加えて、図3に示した集積回路抵抗体アレイ4を加算増幅器3の抵抗器として使用する。
In the present invention, in order to minimize the voltage dependency of the gain G of the summing
次に、図3、図6及び図7を参照して、その集積回路抵抗体アレイ4について説明する。尚、図6は、図3の線VI−VIに沿った断面図であり、図7は、図3の線VII−VIIに沿った断面図である。抵抗体アレイ4は、図1のアレイ領域220L及び220Rの内の一方の領域、例えばほぼ正方形の領域220Lに設けたものを示している。先ず初めに、アレイ4の水平構造について説明すると、図3及び図6から分かるように、Nウェル領域40内の更にN+アクティブ領域41内において、互いに平行に延在した100本の直線のポリシリコン層ストライプ42を含んでいる(両端の各2本は不使用)。また、図6にも示すように、アレイ4は、ストライプ42の相互接続のため、ほぼU字の平面形状を有するアルミニウムの第1金属層43aと、この第1金属層43aの端部とストライプ42の端部とを接続するタングステン・プラグから成るコンタクト44と、を備えている。また、図7にも示すように、アレイ4は、ストライプ42を外部回路、即ち図2のIV0〜IV3及びIV0 ̄〜IV3 ̄出力、接合点J1〜J4、端子DCC、オペアンプOPA1及びOPA2の出力端子及び逆相入力端子、それら両オペアンプの各バイアス端子、端子VCC、及び接地GNDに接続するため、アルミニウムの第2金属層45と、この第2金属層45の端部と第1金属層43bの端部とを接続するタングステン・プラグから成るバイア46と、を備えている。第1金属層43bの他方の端部は、コンタクト44によりストライプ42の端部に接続している。
Next, the integrated circuit resistor array 4 will be described with reference to FIGS. 3, 6 and 7. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 3, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. The resistor array 4 is provided in one of the
ストライプ42は、全て、同一の幅(例:1.4μm)、長さ(例:200μm)及び厚さ(例:1500オングストローム)をもち、従って同一の横断面積をもつように設計してあり、そしてまた隣接するストライプとは同じ間隔(例:0.6μm)で離間するように設計してある。各ストライプ上には、記号“R1”〜“R17”を付してあり、図2の回路の抵抗器R1〜R17の各々に使用するストライプを示してある。各ストライプは、7KΩの抵抗値であり、従って、抵抗器R1〜R8及びR13及びR14(各々42KΩ)は、6本のストライプを直列接続して使用し、抵抗器R9〜R12,R16及びR17(各々21KΩ)は、3本のストライプの直列接続を使用している。一方、抵抗器R15(21KΩ)は、12本のストライプを使用し、各6本を直列したもの(各42KΩ)を互いに並列接続している。この他に、アレイ4の右端の6本のストライプは、図2の回路に示していないが、オペアンプOPA1の内部の抵抗器R1(OPA1)とオペアンプOPA2の内部の抵抗器R1(OPA2)に使用するものである。
The
次に、図6及び図7を参照して、アレイ4の垂直構造について説明すると、アレイ4は、下から順番に、ICチップ2のシリコン基板2200と、Nウェル40を定める拡散層2202と、第1絶縁体層2204と、ポリシリコン層42とコンタクト44を埋め込んだ第2絶縁体層2206と、第1金属層43a及び43bとバイア46を埋め込んだ第3絶縁体層2208と、この第3絶縁体層上に設けた第2金属層45とから成っている。
Next, the vertical structure of the array 4 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The array 4 includes, in order from the bottom, the
今度は、図8を参照して、加算増幅器3の抵抗体アレイ4中のストライプ毎の抵抗値並びにその電圧係数のバラツキを平均化する手法について説明する。
先ず初めに、図2の加算増幅器3の回路構成からも分かるように、抵抗値並びにその電圧係数が互いに整合すべき抵抗器の群は、特に、
R1〜R8の変換抵抗器群RG1、
R9及びR11のフィルタ抵抗器群RG2、
R10及びR12のオペアンプの入力抵抗器群RG3、
R13〜R15のオペアンプ帰還/出力抵抗器群RG4、
R10,R12〜R15のオペアンプ抵抗器群RG5、
R16及びR17の抵抗器群RG6、
である。
Next, referring to FIG. 8, a method of averaging the resistance value for each stripe in the resistor array 4 of the summing
First, as can be seen from the circuit configuration of the summing
R1-R8 conversion resistor group RG1,
R9 and R11 filter resistor group RG2,
R10 and R12 operational amplifier input resistor group RG3,
Op-amp feedback / output resistor group RG4 of R13 to R15,
Operational amplifier resistor group RG5 of R10, R12 to R15,
R16 and R17 resistor group RG6,
It is.
そこで、図8に示すように、図3の抵抗器R1〜R17用の90本のストライプ42の領域SRを、
抵抗器群RG1(R1〜R8)用の区域A1、
抵抗器群RG2(R9,R11)用の区域A2、
抵抗器群RG3(R10,R12)用の分離した区域A3、
抵抗器群RG4(R13〜R15)用の区域A4、
抵抗器群RG6(R16,R17)用の区域A5、
に分けている。更に、区域A1は、6つの互いに隣接するサブ区域A1S1〜A1S6に分け、そしてその各サブ区域が、8本の隣接するストライプを含むようにして、各1本をR1〜R8の各1つに割り当て、そして各サブ区域のそれら各1本を直列接続することによりR1〜R8の各々を構成している。これにより、ストライプ毎のバラツキによる影響を平均化により最小限にしている。
Therefore, as shown in FIG. 8, the region SR of 90
Area A1, for resistor group RG1 (R1-R8),
Area A2 for resistor group RG2 (R9, R11),
Separate area A3 for resistor group RG3 (R10, R12),
Section A4 for resistor group RG4 (R13-R15),
Area A5 for resistor group RG6 (R16, R17),
It is divided into. Furthermore, area A1 is divided into six adjacent subareas A1S1 to A1S6, and each subarea includes eight adjacent stripes, each one being assigned to each one of R1 to R8, And each of R1 to R8 is constituted by connecting each one of each sub-section in series. As a result, the influence of variations among stripes is minimized by averaging.
同じように、区域A2は、互いに隣接する3つのサブ区域A2S1〜A2S3に分け、各サブ区域に2本のストライプを含ませ、各サブ区域の各1本を直列接続してR9とR11の各々を構成している。区域A3は、2つの互いに隣接するサブ区域A3S1,A3S2と、そしてこれらから離れた非隣接の1つのサブ区域A3S3とから成っていて、その各サブ区域は2本のストライプを包含している。それらサブ区域の各1本を直列接続してR10とR12の各々を構成している。また、区域A4は、区域A3内において、互いに隣接した6つのサブ区域A4S1〜A4S6から成り、その各区域は4本のストライプを含んでいて、それらサブ区域の各1本を直列接続してR13とR14の各々を構成し、一方、各サブ区域の各並列接続した2本を、直列接続してR15を構成している。区域A4を区域A3内に配置することにより、抵抗器群RG5の整合性を高めている。また、R15(図4(c)の帰還抵抗Rfとして機能)として使用するストライプ数(=12本)を多くすることにより、その他の抵抗器R1〜R14から成る等価入力抵抗(図4(c)に示した等価入力抵抗Rinに相当)との整合性を高めている。最後に、区域A5は、3つの互いに隣接したサブ区域A5S1〜A5S3から成り、そのサブ区域は2本のストライプを包含し、そして各サブ区域の各1本を直列接続してR16,R17の各々を構成している。 Similarly, the area A2 is divided into three sub-areas A2S1 to A2S3 adjacent to each other, each sub-area includes two stripes, and each of the sub-areas is connected in series to connect each of R9 and R11. Is configured. Area A3 consists of two adjacent sub-areas A3S1, A3S2 and one non-adjacent sub-area A3S3 away from each other, each sub-area including two stripes. Each of these sub-areas is connected in series to constitute each of R10 and R12. The area A4 is composed of six sub-areas A4S1 to A4S6 adjacent to each other in the area A3, and each area includes four stripes, and each of the sub-areas is connected in series to form R13. And R14, on the other hand, two sub-sections connected in parallel are connected in series to form R15. By arranging the area A4 in the area A3, the consistency of the resistor group RG5 is enhanced. Further, by increasing the number of stripes (= 12) used as R15 (functioning as the feedback resistor Rf in FIG. 4C), an equivalent input resistance (FIG. 4C) composed of the other resistors R1 to R14 is increased. And the equivalent input resistance Rin shown in FIG. Finally, area A5 consists of three adjacent sub-areas A5S1 to A5S3, which sub-areas contain two stripes, and each one of each sub-area is connected in series to each of R16, R17 Is configured.
以上に述べた抵抗体アレイ4をもつ加算増幅器3においては、その電圧ゲインの電圧依存性が低下し、これにより、その加算増幅器3を使ったDAC1においては、従来の同じタイプのDACと比べ、DACのダイナミックレンジの大きな改善がみられた。1例として、ダイナミックレンジが92dB(従来)から96dB(本発明)へと、ほぼ4dB上がった。この4dBは、100dB近辺における改善としてはかなり大きな値である。
In the summing
次に、図9〜図12を参照して、上記の1実施形態に対する種々の変更例について説明する。
先ず、図9に示すように、抵抗体アレイ4を設ける領域の形状は、回路設計上の必要に応じて変更することができる。上記1実施形態のものは、図9(a)に示すように、ほぼ正方形の領域220aであるが、その他の例として、例えば、図9(b)、(c)、(d)に示すように、L字形領域220b、横長の長方形領域220c、縦長の長方形領域220dのような形状にして、このような領域にストライプ42の如き抵抗ストライプを集合的に配置することができる。尚、図9に示した例では、同一領域内に設ける各抵抗ストライプ群42a、42b、42c、42dは、ストライプの延在方向が同一方向であり、またストライプのアスペクト比(長さ対幅)が同一のものである。このような領域形状の変更によっても、上記1実施形態の抵抗体アレイと同様の効果が生ずる。
Next, with reference to FIGS. 9 to 12, various modifications to the above-described embodiment will be described.
First, as shown in FIG. 9, the shape of the region in which the resistor array 4 is provided can be changed as necessary in circuit design. 9A is a substantially square region 220a as shown in FIG. 9A, but as another example, for example, as shown in FIGS. 9B, 9C, and 9D. In addition, the L-shaped
図10は、同一領域内に設けるストライプの延在方向として2以上の異なった方向をもつ変更例を、1例として示すものである。但し、同一領域内のストライプのアスペクト比は同一である。詳しくは、図10(a)の正方形領域220a’は、延在方向が縦方向の1群のストライプと、延在方向が横方向の2群のストライプと、からなるストライプ群42a’を有し、図10(b)のL字形領域220b’では、縦方向と横方向に各1群ずつのストライプ群42b’を有する。図10(c)の長方形領域220c’内のストライプ群42c’は、縦方向のストライプ数が減っている点を除けば図10(b)と同様である。このような変更を行っても、全ストライプの延在方向を同一とすることにより得られる効果(即ち、ストライプ幅の均一化への寄与)を除けば、上記1実施形態と同様の効果を得ることができる。
FIG. 10 shows, as an example, a modification example in which two or more different directions are provided as extending directions of stripes provided in the same region. However, the aspect ratios of the stripes in the same region are the same. Specifically, the square region 220a ′ in FIG. 10A has a
図11は、図10における延在方向を非同一にする変更に加え、ストライプのアスペクト比(但し、幅は一定)として2以上の異なった値をもつストライプを配置した変更例を、1例として示すものである。即ち、図11(a)に示した正方形領域220a''のストライプ群42a''は、延在方向が縦方向の3群のストライプの内、1群が他の2群よりもアスペクト比、即ち長さが大きい。図11(b)の正方形領域220a'''のストライプ群42a'''は、図11(a)と違う点は、アスペクト比の小さい2群のストライプが、縦方向と横方向の互いに異なった延在方向のものであることである。図11(c)のL字形領域220b''のストライプ群42b''では、延在方向が横のストライプ群が、延在方向が縦のストライプ群よりもアスペクト比が小さい。このような変更によっても、全ストライプの延在方向を同一とすることによる効果並びに全ストライプのアスペクト比を同一とすることにより得られる効果(即ち、ストライプ幅の均一化への寄与)を除けば、上記1実施形態と同様の効果を得ることができる。
FIG. 11 shows, as an example, a modification in which stripes having different values of two or more as the aspect ratio of the stripe (however, the width is constant) are arranged in addition to the modification in which the extending direction in FIG. 10 is not the same. It is shown. That is, the
更に、上記1実施形態では、抵抗ストライプとしてポリシリコン抵抗を使用したものについて説明したが、電圧依存性をもつその他のタイプ又は材料の集積回路抵抗、例えば拡散抵抗を使用することもできる。また、抵抗値の電圧係数がストライプの横断面積と関係を有するタイプ又は材料の集積回路抵抗も、本発明の抵抗体アレイに使用することができる。 Furthermore, in the above-described one embodiment, the use of a polysilicon resistor as the resistor stripe has been described. However, other types or materials of integrated circuit resistors having a voltage dependency, for example, diffused resistors may be used. An integrated circuit resistor of a type or material in which the voltage coefficient of the resistance value is related to the cross-sectional area of the stripe can also be used for the resistor array of the present invention.
次に、図12を参照して、領域を複数の区域に分割することによる平均化手法の変更例について説明する。上記1実施形態では、抵抗器群RG5における整合、即ち、入力抵抗器群RG3(抵抗器R10,R12)と帰還/出力抵抗器群RG4(抵抗器R13〜R15)との間の整合は、分離したサブ区域からなる区域A3内に区域A4を非分離で配置することにより行っている。しかし、仮に、抵抗器群RG3と抵抗器群RG4とに、より一層高い整合性をもたせたいとした場合には、2つの区域のサブ区域が互い違い配置となるように変更することができる。1例として、図12に示すように、区域A3及びA4を、A3’及びA4’のようにする。即ち、区域A3’のサブ区域A3S1’〜A3S3’を全て互いに分離したものとし、そしてサブ区域A3S1’とA3S2’間に、区域A4のサブ区域A4S1’〜A4S6’の内の半分即ちA4S1’〜A4S3’を配置し、そしてサブ区域A3S2’とA3S3’の間に、残りの半分であるA4S4’〜A4S6’を配置する。このような互い違い配置にすれば、複数の抵抗器群相互のより更に高い平均化効果が得られる。 Next, a modification example of the averaging method by dividing the region into a plurality of sections will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the matching in the resistor group RG5, that is, the matching between the input resistor group RG3 (resistors R10, R12) and the feedback / output resistor group RG4 (resistors R13 to R15) is separated. This is done by arranging the area A4 in a non-separated area A3 consisting of the sub-areas. However, if it is desired to provide the resistor group RG3 and the resistor group RG4 with higher matching, the sub-zones of the two zones can be changed to be alternately arranged. As an example, as shown in FIG. 12, areas A3 and A4 are made A3 'and A4'. That is, the sub-areas A3S1 ′ to A3S3 ′ of the area A3 ′ are all separated from each other, and a half of the sub-areas A4S1 ′ to A4S6 ′ of the area A4, that is, A4S1 ′ to A3S2 ′. A4S3 ′ is placed, and the other half, A4S4 ′ to A4S6 ′, is placed between sub-areas A3S2 ′ and A3S3 ′. With such a staggered arrangement, a higher averaging effect between the plurality of resistor groups can be obtained.
また、サブ区域におけるストライプ割当法による平均化手法として、上記1実施形態では、抵抗器に対するストライプの割当を、サブ区域毎に“折り返し”形式で行っている。例えば、サブ区域A1S1〜A1S6においては、図3から分かるように、R8−R7−・・・−R2−R1−R1−R2・・・−R7−R8−R8−R7・・・と、折り返し的に割当てている。この割当方法は、図6に示すように、同一層として配置した複数のU字状の第1金属層43aを使って、ストライプ間の相互接続を完了できるため、有利である。しかし、平均化効果をより一層高めたい場合)には、非折り返し形式、例えば、R8−R7−・・・−R2−R1−R8−R7・・・−R2−R1−R8−R7・・・という具合に割当てるようにしても良い。
In addition, as an averaging method using the stripe allocation method in the sub-areas, in the above-described embodiment, the stripes are assigned to the resistors in a “folded” format for each sub-area. For example, in the sub-areas A1S1 to A1S6, as can be seen from FIG. 3, R8-R7 -...- R2-R1-R1-R2 ...- R7-R8-R8-R7. Assigned. As shown in FIG. 6, this assignment method is advantageous because the interconnection between stripes can be completed using a plurality of U-shaped
更に、ストライプ間の電気的接続形態は、上記1実施形態では、直列接続のみか、あるいは並列接続したものの直列接続であるが、これ以外に任意の組合せの電気的接続方法が可能である。 Furthermore, in the above-described one embodiment, the electrical connection form between the stripes is only series connection or series connection of parallel connection, but any combination of electrical connection methods is possible.
また、上記1実施形態では、加算増幅器3の回路は、2つの反転バッファを用いているが、差動型の計装増幅器を用いる回路構成に変更することも可能である。また、DAC1が差動型であるため加算増幅器3も差動型にしてあるが、DAC1が非差動型の場合あるいは用途に応じて、非差動型にしても良い。また、本発明は、加算増幅器を含むその他のタイプのDACにも適用できる。このような場合でも、本発明の抵抗体アレイを使用すれば、上述と同様の効果がある。
In the first embodiment, the circuit of the summing
更に、本発明の抵抗体アレイは、回路のパラメータがその回路内の抵抗器の電圧依存性の影響を受ける回路であれば、その他の任意のアナログ集積回路に適用できる。例えば、演算増幅器あるいは増幅器を含む種々の回路である。また、回路のパラメータとして、電圧ゲイン、電流ゲイン、その他の回路特性を表す任意のパラメータ例えばリニアリティである。 Furthermore, the resistor array of the present invention can be applied to any other analog integrated circuit as long as the circuit parameters are affected by the voltage dependence of the resistors in the circuit. For example, operational amplifiers or various circuits including amplifiers. In addition, as a circuit parameter, there are a voltage gain, a current gain, and other arbitrary parameters representing circuit characteristics such as linearity.
最後に、まとめると、本発明の抵抗体アレイにおいては、複数の抵抗ストライプ間の電圧依存性の違いを低減させるには、同一領域における集合配置、抵抗ストライプの同一材料、ストライプの同一断面積、の要素が重要である。更に、同一断面積を実現するには、ストライプの同一延在方向、近接配置が好ましい。この近接配置は、各ストライプの抵抗率の応力(パッケージング時にチップにかかる)による変化を最小限にするのにも有効である。また、平均化効果を高めるには、ストライプの同一長さが有効である。次に、複数の抵抗器間の電圧依存性の違いを最小限にするには、高い整合性を要求される抵抗器の近接配置、並びに平均化が有効である。次に、アナログ回路の所定のパラメータの電圧依存性を低減させるには、複数の抵抗器群がある場合には、高い整合性が必要な抵抗器群を相互に近接配置することが有効である。
[発明の効果]
Finally, in summary, in the resistor array of the present invention, in order to reduce the voltage dependency difference between the plurality of resistance stripes, the collective arrangement in the same region, the same material of the resistance stripe, the same cross-sectional area of the stripe, The element of is important. Furthermore, in order to achieve the same cross-sectional area, the same extending direction and proximity of stripes are preferable. This proximity arrangement is also effective in minimizing changes due to the stress in the resistivity of each stripe (on the chip during packaging). Also, the same stripe length is effective for enhancing the averaging effect. Next, in order to minimize the difference in voltage dependency between a plurality of resistors, it is effective to arrange the resistors close to each other and require averaging that require high matching. Next, in order to reduce the voltage dependency of a predetermined parameter of an analog circuit, when there are a plurality of resistor groups, it is effective to dispose resistor groups that require high matching close to each other. .
[The invention's effect]
以上に詳細に述べた本発明によれば、アナログ集積回路の所定のパラメータの電圧依存性を低減させることができ、従ってアナログ集積回路を高性能化、高精度化するのに有効に使用できる。 According to the present invention described in detail above, it is possible to reduce the voltage dependency of a predetermined parameter of the analog integrated circuit, and therefore, it can be effectively used to improve the performance and accuracy of the analog integrated circuit.
1:オーバーサンプリング型のデジタル−アナログ変換器(DAC)
2:ICチップ
3:加算増幅器
4:集積回路抵抗体アレイ
22:アナログ回路領域
30:変換抵抗器部
32:CRフィルタ部
34:差動型バッファ部
J1〜J6:接合点
IN0〜IN3,IN0 ̄〜IN3 ̄:インバータ出力
IBF1,IBF2:反転バッファ
VOUT:アナログ出力電圧
VCC:電源電圧
40:Nウェル領域
41:N+アクティブ領域
42:ポリシリコン層ストライプ
43a,43b:第1金属層
44:コンタクト
45:第2金属層
46:バイア
220:抵抗体アレイ領域
2200:シリコン基板
2202:拡散層
2204:第1絶縁体層
2206:第2絶縁体層
2208:第3絶縁体層
A1〜A5:区域
A1S1〜A1S6:A1のサブ区域
A2S1〜A2S3:A2のサブ区域
A3S1〜A3S3:A3のサブ区域
A4S1〜A4S6:A4のサブ区域
A5S1〜A5S3:A5のサブ区域
1: Oversampling digital-analog converter (DAC)
2: IC chip 3: Summing amplifier 4: Integrated circuit resistor array 22: Analog circuit region 30: Conversion resistor unit 32: CR filter unit 34: Differential buffer unit J1-J6: Junction points IN0-IN3, IN0 ̄ ~ IN3 ̄: inverter outputs IBF1, IBF2: inverting buffer VOUT: analog output voltage VCC: power supply voltage 40: N well region 41: N + active region 42:
Claims (11)
a)集積回路チップ上の1つの領域と、
b)前記1つの領域中に分散させた、互いに分離した複数の個々の細長い抵抗性ストライプであって、すべてが同一の厚さおよび幅のものであり、各々が第1の端部と第2の端部を有し、各々が互いに平行に1列に配置され、前記複数の種々の抵抗性ストライプの各々の電圧依存性が、前記領域内におけるその抵抗性ストライプの場所に依存した、前記複数の細長い抵抗性ストライプと、
c)前記1つの領域が、第1のサブ領域を含む複数の隣接したサブ領域を含み、各サブ領域が、さらに、少なくとも3つの複数の隣接した細長い非オーバーラップ状のサブ区域に分割されたこと、
d)各々の抵抗性ストライプが、1つのサブ区域にのみ含まれ、各々のサブ区域が、複数の前記抵抗性ストライプを含むこと、
e)第1群の金属導電体であって、その各金属導電体が、第1群の前記抵抗性ストライプのうちの1つの抵抗性ストライプの前記第1および第2の端部のうちの一方の端部を、前記第1群の抵抗性ストライプのうちの別の抵抗性ストライプの前記一方の端部にそれぞれ接続して第1の抵抗器を形成し、前記第1群の前記抵抗性ストライプの少なくともいくつかは、前記第1のサブ領域の分離したサブ区域内に配置されることによって第1のサブ領域中に分散され、これによって、前記第1の抵抗器を形成する前記抵抗性ストライプの電圧依存性における変動を平均化する、前記第1群の金属導電体と、
f)第2群の金属導電体であって、その各金属導電体が、前記第1群のもの以外の第2群の前記抵抗性ストライプのうちの1つの抵抗性ストライプの前記第1および第2の端部のうちの一方の端部を、前記第2群の抵抗性ストライプのうちの別の抵抗性ストライプの前記一方の端部に接続して第2の抵抗器を形成し、前記第2群の前記抵抗性ストライプの少なくともいくつかは、前記第1のサブ領域の分離したサブ区域内に配置されることによって前記第1のサブ領域中に分散され、これによって、前記第2の抵抗器を形成する前記抵抗性ストライプの電圧依存性における変動を平均化する、前記第2群の金属導電体と、
g)前記第1の抵抗器の電圧依存性を前記第2の抵抗器の電圧依存性に整合させるために、前記第1群の種々のストライプが、前記1つの領域内において、前記第2群の種々のストライプに近接して配置されていること、
h)前記第1群の金属導電体によって互いに接続される前記第1群の抵抗性ストライプのうちの2つが隣接する2つの前記サブ区域にそれぞれ含まれ、これら2つの前記抵抗性ストライプが隣接する2つの前記サブ区域の境界に対して対称に配置されていること、
i)前記第2群の金属導電体によって互いに接続される前記第2群の抵抗性ストライプのうちの2つが隣接する2つの前記サブ区域にそれぞれ含まれ、これら2つの前記抵抗性ストライプが隣接する2つの前記サブ区域の境界に対して対称に配置されていること、
j)前記第1および第2の抵抗器の各々が、前記第1のサブ領域内に配置された少なくとも3つ以上の前記抵抗性ストライプを含むこと、
k)前記第1および第2の抵抗器の各々の前記第1のサブ領域内に配置された前記少なくとも3つ以上の前記抵抗性ストライプが、前記第1群または第2群の金属導電体の前記第1のサブ領域内に設けられた金属導電体により直列に接続されたこと、
を構成要件とする集積回路抵抗体アレイ。 An integrated circuit resistor array comprising:
a) an area on the integrated circuit chip;
b) A plurality of individual elongated resistive stripes dispersed in the one region, all of the same thickness and width, each having a first end and a second The plurality of different stripes, the voltage dependence of each of the various resistive stripes depending on the location of the resistive stripe in the region. With an elongated resistive stripe,
c) the one region includes a plurality of adjacent sub-regions including a first sub-region, each sub-region being further divided into at least three adjacent elongated non-overlapping sub-areas; thing,
d) each resistive stripe is included in only one sub-section, and each sub-section includes a plurality of said resistive stripes;
e) a first group of metal conductors, each metal conductor being one of the first and second ends of one resistive stripe of the first group of resistive stripes. Are connected to one end of another resistive stripe of the first group of resistive stripes to form a first resistor, and the first group of resistive stripes At least some of which are distributed in the first sub-region by being placed in separate sub-areas of the first sub-region, thereby forming the first resistor Said first group of metal conductors, which averages variations in voltage dependence of:
f) a second group of metal conductors, each metal conductor of the first and second of the resistive stripes of the second group other than the first group of resistive stripes. One end of the two ends is connected to the one end of another resistive stripe of the second group of resistive stripes to form a second resistor; At least some of the two groups of the resistive stripes are distributed in the first sub-region by being disposed in separate sub-areas of the first sub-region, thereby the second resistance The second group of metal conductors averaging the variation in voltage dependence of the resistive stripes forming the vessel;
g) In order to match the voltage dependence of the first resistor to the voltage dependence of the second resistor, the various stripes of the first group are arranged within the one region in the second group. In close proximity to the various stripes of
h) two of the first group of resistive stripes connected to each other by the first group of metal conductors are included in two adjacent sub-areas, respectively, and the two resistive stripes are adjacent Being arranged symmetrically with respect to the boundary of the two sub-regions,
i) Two of the second group of resistive stripes connected to each other by the second group of metal conductors are included in two adjacent sub-areas, respectively, and the two resistive stripes are adjacent Being arranged symmetrically with respect to the boundary of the two sub-regions,
j) each of the first and second resistors includes at least three or more resistive stripes disposed in the first sub-region;
k) The at least three or more resistive stripes disposed in the first sub-region of each of the first and second resistors are the first group or the second group of metal conductors. Connected in series by a metal conductor provided in the first sub-region,
An integrated circuit resistor array having the following requirements.
a)集積回路チップ上の1つの領域と、
b)前記1つの領域中に分散させた、互いに分離した複数の個々の細長い抵抗性ストライプであって、すべてが同一の厚さおよび幅のものであり、各々が第1の端部と第2の端部を有し、各々が互いに平行に1列に配置され、前記複数の種々の抵抗性ストライプの各々の電圧依存性が、前記領域内におけるその抵抗性ストライプの場所に依存した、前記複数の細長い抵抗性ストライプと、
c)前記1つの領域が、第1と第2のサブ領域を含む複数の隣接したサブ領域を含み、各サブ領域が、さらに、少なくとも3つの複数の隣接した細長い非オーバーラップ状のサブ区域に分割されたこと、
d)各々の抵抗性ストライプが、1つのサブ区域にのみ含まれ、各々のサブ区域が、複数の前記抵抗性ストライプを含むこと、
e)第1群の金属導電体であって、その各金属導電体が、第1群の前記抵抗性ストライプのうちの1つの抵抗性ストライプの前記第1および第2の端部のうちの一方の端部を、前記第1群の抵抗性ストライプのうちの別の抵抗性ストライプの前記一方の端部にそれぞれ接続して第1の抵抗器を形成し、前記第1群の前記抵抗性ストライプの少なくともいくつかは、前記第1のサブ領域の分離したサブ区域内に配置されることによって第1のサブ領域中に分散され、これによって、前記第1の抵抗器を形成する前記抵抗性ストライプの電圧依存性における変動を平均化する、前記第1群の金属導電体と、
f)第2群の金属導電体であって、その各金属導電体が、第2群の前記抵抗性ストライプのうちの1つの抵抗性ストライプの前記第1および第2の端部のうちの一方の端部を、前記第2群の抵抗性ストライプのうちの別の抵抗性ストライプの前記一方の端部にそれぞれ接続して第2の抵抗器を形成し、前記第2群の前記抵抗性ストライプの少なくともいくつかは、前記第1のサブ領域の分離したサブ区域内に配置されることによって第1のサブ領域中に分散され、これによって、前記第2の抵抗器を形成する前記抵抗性ストライプの電圧依存性における変動を平均化する、前記第2群の金属導電体と、
g)第3群の金属導電体であって、その各金属導電体が、前記第1群および第2群のもの以外の第3群の前記抵抗性ストライプのうちの1つの抵抗性ストライプの前記第1および第2の端部のうちの一方の端部を、前記第3群の抵抗性ストライプのうちの別の抵抗性ストライプの前記一方の端部に接続して第3の抵抗器を形成し、前記第3群の前記抵抗性ストライプの少なくともいくつかは、前記第2のサブ領域の分離したサブ区域内に配置されることによって前記第2のサブ領域中に分散され、これによって、前記第3の抵抗器を形成する前記抵抗性ストライプの電圧依存性における変動を平均化する、前記第3群の金属導電体と、
h)前記第1の抵抗器の電圧依存性を前記第2の抵抗器の電圧依存性に整合させるために、前記第1群の種々のストライプが、前記1つの領域内において、前記第2群の種々のストライプに近接して配置されていること、
i)前記第1群の金属導電体によって互いに接続される前記第1群の抵抗性ストライプのうちの2つが隣接する2つの前記サブ区域にそれぞれ含まれ、これら2つの前記抵抗性ストライプが隣接する2つの前記サブ区域の境界に対して対称に配置されていること、
j)前記第2群の金属導電体によって互いに接続される前記第2群の抵抗性ストライプのうちの2つが隣接する2つの前記サブ区域にそれぞれ含まれ、これら2つの前記抵抗性ストライプが隣接する2つの前記サブ区域の境界に対して対称に配置されていること、
k)前記第1および第2の抵抗器の各々が、前記第1のサブ領域内に配置された少なくとも3つ以上の前記抵抗性ストライプを含むこと、
l)前記第1および第2の抵抗器の各々の前記第1のサブ領域内に配置された前記少なくとも3つ以上の前記抵抗性ストライプが、前記第1群または第2群の金属導電体の前記第1のサブ領域内に設けられた金属導電体により直列に接続されたこと、を構成要件とする集積回路抵抗体アレイ。 An integrated circuit resistor array comprising:
a) an area on the integrated circuit chip;
b) A plurality of individual elongated resistive stripes dispersed in the one region, all of the same thickness and width, each having a first end and a second The plurality of different stripes, the voltage dependence of each of the various resistive stripes depending on the location of the resistive stripe in the region. With an elongated resistive stripe,
c) the one region includes a plurality of adjacent sub-regions including first and second sub-regions, each sub-region further comprising at least three adjacent elongated non-overlapping sub-regions; Being divided,
d) each resistive stripe is included in only one sub-section, and each sub-section includes a plurality of said resistive stripes;
e) a first group of metal conductors, each metal conductor being one of the first and second ends of one resistive stripe of the first group of resistive stripes. Are connected to one end of another resistive stripe of the first group of resistive stripes to form a first resistor, and the first group of resistive stripes At least some of which are distributed in the first sub-region by being placed in separate sub-areas of the first sub-region, thereby forming the first resistor Said first group of metal conductors, which averages variations in voltage dependence of:
f) a second group of metal conductors, each of which is one of the first and second ends of one resistive stripe of the second group of resistive stripes. Are connected to one end of another resistive stripe of the second group of resistive stripes to form a second resistor, and the second group of resistive stripes At least some of which are distributed in the first sub-region by being disposed in separate sub-areas of the first sub-region, thereby forming the second resistor Said second group of metal conductors, which averages variations in voltage dependence of:
g) a third group of metal conductors, each of the metal conductors of the one of the resistive stripes of the third group other than those of the first group and the second group; One end of the first and second ends is connected to the one end of another resistive stripe of the third group of resistive stripes to form a third resistor. And at least some of the resistive stripes of the third group are distributed in the second sub-region by being disposed in separate sub-areas of the second sub-region, thereby A third group of metal conductors that averages variations in voltage dependence of the resistive stripe forming a third resistor;
h) In order to match the voltage dependence of the first resistor to the voltage dependence of the second resistor, the various stripes of the first group are arranged within the one region in the second group. In close proximity to the various stripes of
i) Two of the first group of resistive stripes connected to each other by the first group of metal conductors are included in two adjacent sub-areas, respectively, and the two resistive stripes are adjacent Being arranged symmetrically with respect to the boundary of the two sub-regions,
j) Two of the second group of resistive stripes connected to each other by the second group of metal conductors are included in two adjacent sub-areas, respectively, and the two resistive stripes are adjacent Being arranged symmetrically with respect to the boundary of the two sub-regions,
k) each of the first and second resistors includes at least three or more resistive stripes disposed in the first sub-region;
l) The at least three or more resistive stripes disposed in the first sub-region of each of the first and second resistors are connected to the first group or the second group of metal conductors. An integrated circuit resistor array comprising: a metal conductor provided in the first sub-region connected in series.
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