電阻分壓電路及電壓檢測電路的製作方法
2023-04-30 20:50:21
專利名稱：電阻分壓電路及電壓檢測電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及能高精度地設定輸出電壓的電阻分壓電路(抵抗分割迴路)及電壓檢測電路。
背景技術：
設定電壓檢測電路的檢測電壓、穩壓電路的輸出電壓時，一般利用電阻分壓電路。 另外，為了通過電阻分壓電路得到高精度的檢測電壓、輸出電壓，一般在測試工序內進行用於符合工序偏差帶來的輸出電壓的微調(trimming)，且進行微調整電阻比的操作(例如參照專利文獻I)。圖2示出具備能進行利用微調的微調整的電阻分壓電路的電壓檢測電路的現有例子。對於電阻分壓電路微調塊10，串聯連接電阻11 15，且與各個電阻並行地連接熔絲元件100。對於電阻11 15，從最小的電阻值為R的電阻11開始，依次串聯連接2的η次方倍(η為正整數)的電阻值的電阻。由此能通過熔絲微調來作成電阻值R的η倍的電阻。作為圖2那樣的電阻分壓電路的缺點，可舉出以電阻的相對精度(比精度)偏差為起因的微調誤差。另外，在使用熔絲元件的微調時，不能夠使已經切斷的熔絲元件再次恢復到原來的連接狀態，因而不能夠重新將微調後的輸出電壓再次微調至原樣。作為用於彌補這樣的缺點的技術，在專利文獻I公開了如圖3所示的電阻分壓電路。圖3的電阻分壓電路將熔絲元件替換為電晶體開關21 25。而且，通過用由η級分頻電路分頻的時鐘信號分別控制電晶體開關21 25，能使電阻分壓電路微調塊10的電阻值階梯狀地變化。若在預先向電阻分壓電路施加期望的檢測電壓的狀態下控制電晶體開關21 25，則比較電路60的輸出在電阻分壓電路的輸出電壓與基準電壓變為相等的時點翻轉。記錄此時的電晶體開關21 25的導通/截止狀態並在最後按那樣地固定電晶體開關21 25的導通/截止時，微調完成。該電路的優點在於這一點，即不依賴於構成電阻分壓電路微調塊10的、具有R的2的η次方倍的電阻值的電阻的相對精度而能進行高精度的微調。這是因為使用通過使電晶體開關21 25導通/截止而得到的實際輸出電壓進行微調。即使假設電阻的相對精度惡化，電阻分壓電路的輸出電壓也與其對應地變化，因此完成與其對應的微調。在圖3及圖4所示的電阻分壓電路的微調中，成為檢測電壓誤差的原因的電阻值誤差的最大值為R。這是因為，使洩漏(bleeder)電阻電路的電阻值階梯狀地變化時的一階的量的高度為R，存在電壓檢測電路的翻轉電壓偏離以該階差為起因的量的可能性。專利文獻I :日本特開2009-31093號公報
發明內容
然而，在圖3至圖4所示的現有電阻分壓電路中，存在當使洩漏電阻電路的電阻值階梯狀地變化時所有的階差變得不均勻的問題點。其原因是電晶體開關的導通電阻不為零。在階下和階上，控制為導通的電晶體開關的數量之差越大，則越從原本的階差即R偏離。圖5是示出現有電阻分壓電路的開關元件的電阻值之差的表。在表中整理了各微調條件下的電晶體開關的導通電阻之和，與切換至相鄰的微調條件時的導通電阻之和的差。設I個電晶體開關的導通電阻值為ron。導通電阻之和的差在微調條件從15R切換至 16R時最大，為3ron。S卩，微調條件從15R切換至16R時的電阻值的差，不是16R-15R = R， 而是(16R+4ron)-(15R+ron) = (R+3ron),階差增大3ron的量。因此,此時的微調誤差也增大3ron的量。這樣，特定微調條件下的微調誤差因開關的導通電阻的影響而變大。圖5所示的是5位(bit)構成的洩漏電阻電路的情況，如果是6位構成，則電晶體開關的導通電阻帶來的誤差的最大值進一步變大。本發明是鑑於上述課題而做出的，提供避免在特定微調條件下的微調誤差因電晶體開關的導通電阻的影響而變大的方案。為了達到上述目的，本發明的電阻分壓電路串聯連接對電阻值進行加權的多個電阻元件，其特徵在於，具備與所述電阻元件分別並聯連接的開關元件，對應的所述電阻元件的電阻值和所述開關元件處於短路狀態時的電阻值之比是固定的。依據本發明的電阻分壓電路，通過排除電晶體開關的導通電阻的影響，能夠避免微調誤差在特定條件下變大。因此，電壓檢測電路的精度變好。
圖I是示出具備本實施方式的電阻分壓電路的電壓檢測電路的框圖。圖2是示出具備現有電阻分壓電路的電壓檢測電路的框圖。圖3是示出具備現有電阻分壓電路的電壓檢測電路的框圖。圖4是示出圖3的電阻分壓電路的控制信號和電阻值的圖。圖5是示出現有電阻分壓電路的開關元件的電阻值之差的表。圖6是示出本實施方式的電阻分壓電路的開關元件的電阻值之差的表。
具體實施例方式圖I是示出具備本實施方式的電阻分壓電路的電壓檢測電路的框圖。作為例子， 本實施方式的電阻分壓電路是5位構成。本實施方式的電壓檢測電路具備振蕩電路30、分頻電路40、控制電路71 75、 電阻分壓電路80、基準電壓電路50以及比較電路60。電阻分壓電路80具備電阻分壓電路微調塊10和電阻9。對於電阻分壓電路微調塊10，電阻11 15串聯連接，電晶體開關21 25與各個電阻並聯連接。對於電阻11 15的電阻值，作為例子，電阻11是最小的電阻值R，從電阻 12開始依次具有R的2的η次方倍的電阻值(η為正整數)。即，設定電阻11的電阻值為 R，電阻12的電阻值為2R，電阻15的電阻值為16R。對於電晶體開關21 25的溝道長度，電晶體開關21為最小的溝道長度值L，電晶體開關22 25依次設定為L的2的η次方倍的溝道長度值。即，設定電晶體開關21的導通電阻為ron,電晶體開關22的導通電阻為2ron,電晶體開關25為16ron。因此，電阻11 15與分別並聯連接的電晶體開關21 25的電阻之比總是R/ron。在圖I的電阻分壓電路中，對改變電阻分壓電路微調塊10的電阻值的動作進行說明。為了將電阻分壓電路微調塊10的電阻值設為15R，使電晶體開關21 24為截止 (斷開)、電晶體開關25為導通(短路)。此時，若包含電晶體開關25的導通電阻，則電阻分壓電路微調塊10的電阻值為15R+16ron。接著，為了將電阻分壓電路微調塊10的電阻值設為16R，使電晶體開關21 24為導通(短路)、電晶體開關25為截止(斷開)。此時，若包含電晶體開關21 24的導通電阻，則電阻分壓電路微調塊10的電阻值為16R+15ron。因此，這兩個微調條件的電阻值之差用下式來表達。(16R+15ron)-(15R+16ron)= (R-ron) 0即電晶體開關的導通電阻之差為-ron。圖6是示出本實施方式的電阻分壓電路的開關元件的電阻值之差的表。在表中整理了圖I的電阻分壓電路中，電晶體開關的導通電阻之和與切換至相鄰的微調條件時的導通電阻之和的差。在所有條件之間，導通電阻值之和的差為-ron，沒有出現電阻值之差在特定微調條件下變大的現象。這意味著，微調誤差沒有因電晶體開關的導通電阻的影響而在特定條件下變大，而總是能夠以固定的誤差進行微調。此外，在圖I的電阻分壓電路中，示出了通過使溝道長度變化來調整電晶體開關的導通電阻的例子，但通過利用調整溝道寬度的方法、調整電晶體開關的並聯連接數量的方法等來使對應的電阻分壓電路的電阻值和電晶體開關的導通電阻值之比固定，能得到同樣的效果。標號的說明10電阻分壓電路微調塊；30振蕩電路；40分頻電路；50基準電壓電路；60比較電路；71 75控制電路；80電阻分壓電路；100熔絲元件。
權利要求
1.一種電阻分壓電路，串聯連接對電阻值進行加權的多個電阻元件，其特徵在於， 具備與所述電阻元件分別並聯連接的開關元件，對應的所述電阻元件的電阻值和所述開關元件處於短路狀態時的電阻值之比是固定的。
2.根據權利要求I所述的電阻分壓電路，其特徵在於，所述開關元件由MOS電晶體構成。
3.一種電壓檢測電路,具備權利要求I或2所述的電阻分壓電路；控制所述開關元件的控制電路；以及將所述電阻分壓電路的輸出電壓與期望的電壓比較的比較電路。
全文摘要
本發明的課題在於，提供能夠通過排除開關元件的導通電阻的影響來避免微調誤差在特定條件下變大的電阻分壓電路，進一步提供精度良好的電壓檢測電路。本發明的電阻分壓電路具備串聯連接的電阻值加權的多個電阻元件，以及與電阻元件分別並聯連接的開關元件，其構成為對應的電阻元件的電阻值和開關元件處於短路狀態時的電阻值之比是固定的。
文檔編號G01R19/00GK102590573SQ20121002563
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月17日 優先權日2011年1月17日
發明者佐野和亮 申請人:精工電子有限公司