[0001] Die Erfindung betrifft eine integrierbare Schaltungsanordnung zum Abgleich eines
Steuersignals gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] In vielen integrierten Schaltungen werden heutzutage Steuersignale bzw. Steuergrößen
erzeugt bzw. weiterverarbeitet, welche innerhalb eines oftmals relativ kleinen Toleranzbereichs
liegen müssen. Durch Fertigungsschwankungen können diese Toleranzbereiche oftmals
nicht eingehalten werden. In bipolaren Schaltungen wird zum Ausgleich von Fertigungsschwankungen
heute vielfach der sogenannte Zener-Zap-Abgleich verwendet. Dabei werden in der Schaltung
eingebaute Zenerdioden bei der Scheibenmessung gezielt durchlegiert, um z.B. eine
Bandgap-Referenz abzugleichen.
[0003] Die Zenerdioden sind zumeist so angeordnet, daß einem abzugleichenden Widerstand
ein zweiter parallel geschaltet werden kann. Muß aufgrund der Fertigungsschwankung
dem abzugleichenden Widerstand ein zweiter parallel geschaltet werden, so wird die
Zener-Zap-Diode mit einem so hohen Strom beaufschlagt, daß diese durchbrennt und ein
Kurzschluß entsteht. Dadurch wird die Parallelschaltung der Widerstände festgelegt.
Mittels Zener-Zap-Abgleich können in erster Linie Widerstandsverhältnisse variiert
werden.
[0004] Oftmals ist es jedoch notwendig auch andere Größen als die Widerstandsverhältnisse
zu variieren.
[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine integrierbare Schaltungsanordnung
anzugeben, die einen flexiblen Ausgleich von Fertigungsschwankungen bei der Herstellung
von integrierten Schaltungen erlaubt.
[0006] Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen
sind Kennzeichen der Unteransprüche.
[0007] Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die Schaltungsanordnung sowohl eine Referenzspannung,
oder einen Referenzstrom oder einen spannungsgesteuerten Widerstand etc. verändern
kann, wodurch die verschiedensten Einflüsse von Fertigungsstreuungen ausgeglichen
werden können.
[0008] Ein weiterer Vorteil ist, daß durch die Verwendung eines Digital-Analog-Wandlers
nur mit Hilfe eines Inverters, sowohl positive wie negative Ausgleichsgrößen erzeugt
werden können.
[0009] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Figuren näher erläutert. Es zeigen
- Figur 1
- eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
- Figur 2
- eine Ausführungsform für eine Zener-Zap-Diode sowie einer nachgeschalteten "pull-up"-
Stromquelle.
[0010] In Figur 1 sind vier Mittel dargestellt, die von einem hochohmigen in einen niederohmigen
Zustand programmierbar sind. Diese sind als vier in Sperrichtung geschaltete Dioden
5, 6, 7, 8, die zwischen je einer Eingangsklemme 1, 2, 3, 4 und Masse geschaltet sind,
dargestellt. Jede Eingangsklemme 1, 2, 3, 4 ist mit jeweils einem Entkopplungswiderstand
9, 10, 11, 12 verbunden. Der jeweils andere Anschluß jedes Entkopplungswiderstands
9, 10, 11, 12 ist über jeweils eine Stromquelle 13, 14, 15, 16 mit einer Versorgungsspannungsklemme
17 verbunden. Der erste Entkopplungswiderstand 9 ist weiterhin über einen Inverter
18 mit dem ersten Eingang eines Digital-Analog-Wandlers 19 verbunden. Die jeweils
zweiten Anschlüsse der Entkopplungswiderstände 10, 11, 12 sind mit den übrigen Eingängen
des Digital-Analog-Wandlers 19 verschaltet. Am Analog-Ausgang des Digital-Analog-Wandlers
19 ist die erzeugte Steuergröße abgreifbar.
[0011] Im nicht programmierten Zustand sind die Dioden 5, 6, 7, 8 hochohmig, wodurch die
Eingänge des Digital-Analog-Wandlers 19 durch die Stromquellen 13, 14, 15, 16 mit
einem High-Pegel beaufschlagt werden. Im dargestellten Beispiel wird lediglich der
über die Eingangsklemme 1 ansteuerbare Eingang durch das Vorschalten des Inverters
18 mit einem Low-Pegel beaufschlagt. Dieser Eingang stellt den sogenannten MSB (Most
Significant Bit) dar. Im dargestellten Beispiel wird dieser Eingang als Vorzeichensteuereingang
benutzt. Somit können sowohl positive wie negative Werte erzeugt werden. Ist dies
nicht gewünscht, so kann der Inverter auch weggelassen werden. Dadurch stände ein
zusätzlicher Eingang zur Verfügung und die Auflösung im jeweiligen positiven oder
negativen Bereich wird erhöht.
[0012] Nach Fertigstellung der integrierten Schaltung kann noch auf der Scheibe mittels
probeweisem Kurzschließen, d.h. durch Verbinden der jeweiligen Eingänge 1, 2, 3, 4
mit Masse die gewünschte Ausgleichsgröße definiert werden. Mittels der dargestellten
vier Eingänge wären z.B. 16 verschiedene Ausgleichsgrößen möglich. Wurde die richtige
Größe festgestellt, so können die Kurzschlüsse fest programmiert werden. Dies erfolgt
z.B. durch Durchbrennen der jeweiligen Zenerdioden 5, 6, 7, 8. Durch den jeweils entstandenen
Kurzschluß werden die entsprechenden Eingänge des Digital-Analog-Wandlers 19 auf einen
Low-Pegel heruntergezogen und somit das digitale Ansteuerwort für den Digital-Analog-Wandler
festgelegt.
[0013] Selbstverständlich sind auch andere Mittel zum Programmieren denkbar. So könnte beispielsweise
in einer negativen Logik anstelle der Zenerdioden 5, 6, 7, 8 Kurzschlüsse vorgesehen
sein, welche beispielsweise mittels eines Lasers auftrennbar wären. Selbstverständlich
müßten diese Kurzschlüsse ebenfalls durch Dioden voneinander logisch getrennt werden.
Die Lösung mittels Zener-Zap-Dioden stellt deshalb die einfachste Realisierung dar.
[0014] Figur 2 stellt eine Realisierung einer der Dioden 5, 6, 7, 8 aus Figur 1 sowie der
jeweils zugehörigen Stromquelle 13, 14, 15, 6 aus Figur 1 dar. In Figur 2 ist eine
der Eingangsklemmen 1, 2, 3, 4 aus Figur 1 mit 21 bezeichnet. Die Diode aus Figur
1 ist durch den bipolaren Transistor 22 dargestellt. Dieser weist zwei Emitteranschlüsse
auf. Der erste Emitteranschluß ist mit der Eingangsklemme 21 und der zweite Emitteranschluß
ist sowohl mit dem Kollektor wie auch mit der Basis des Transistors 22 und mit Masse
verbunden. Die Eingangsklemme 21 ist über einen Widerstand 23 mit einer Ausgangsklemme
26 verschaltet. Diese Ausgangsklemme kann mit einem der Eingänge des Digital-Analog-Wandlers
verbunden werden. Die Ausgangsklemme 26 ist weiterhin über die Laststrecke eines p-Kanal-Feldeffekttransistors
24 mit einer Versorgungsspannungsklemme 25 verbunden. Der Gateanschluß des Feldeffekttransistors
24 ist mit Masse und mit einer Ausgangsklemme 27 verschaltet. Die in Figur 2 dargestellte
Realisierung der Zener-Zap-Diode sowie der "pull-up" Stromquelle bietet sich vor allem
für Analog-Schaltungen in Mischtechnologien an.
1. Integrierbare Schaltungsanordnung zum Abgleich eines Steuersignals mit einer Vielzahl
von Mitteln, die zwischen einer Vielzahl von Eingängen und einem Bezugspotential geschaltet
sind und die von einem hochohmigen in einen niederohmigen Zustand bzw. umgekehrt programmierbar
sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Eingängen über jeweils zugeordnete Entkoppelwiderstände mit
den Digitaleingängen eines Digital-Analog-Wandlers verbunden sind und die Digital-Eingänge
über jeweils ein zugeordnetes Mittel zur Potentialverschiebung mit einer Versorgungsspannungsklemme
verbunden ist und daß das Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers zum Abgleich
des Steuersignals dient.
2. Integrierbare Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die programmierbaren Mittel eine Zener-Zap-Diode, welche in Sperrichtung geschaltet
ist, aufweisen.
3. Integrierbare Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die programmierbaren Mittel eine auftrennbare Verbindung aufweisen.
4. Integrierbare Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Potentialverschiebung eine "pull-up" Stromquelle aufweisen.
5. Integrierbare Schaltungsanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die "pull-up" Stromquelle ein Feldeffekttransistor ist, dessen Laststrecke zwischen
Versorgungsspannungsklemme und Eingang des Digital-Analog-Wandlers geschaltet ist,
und dessen Steueranschluß mit Masse verbunden ist.
6. Integrierbare Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 in Verbindung mit Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zener-Zap-Diode durch einen bipolaren Transistor gebildet wird.
7. Integrierbare Schaltungsanordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß vor dem MSB-Eingang des Digital-Analog-Wandlers ein Inverter geschaltet ist.