半导体装置和电源装置的利记博彩app

专利名称：半导体装置和电源装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种半导体装置和一种电源装置，具体涉及一种能够 稳定地输出电压的半导体装置以及一种设置有该半导体装置的电源装 置。
背景技术：
作为一种用于向负载提供稳定电压的半导体装置，例如稳压器的
电源工c (集成电路)是公知的。为了防止产品间属性的大范围变化，
即输出电压的变化，在产品出货前，执行用于减小属性变化的调整。 这种半导体装置通常设置有包括多个熔丝的熔丝电路，用于调整 输出电压。在对半导体晶片进行检査期间，把待检査的半导体集成电 路中包括的多个熔丝中的某些或全部熔丝烧断。通过烧断感兴趣的熔 丝以改变电路常数，可以把输出电压值调整为落入关于目标值的指定 范围内。
图14示出了传统半导体装置中包括熔丝的电路的示例。参考图 14，输出部110向外部输出电压V0UT。输出部110包括多个电阻器R100、 电阻器R101、电阻器R102、多个熔丝FIOO以及缓冲放大器BIOO。
电阻器R101以及多个电阻器R100串联于节点W100和节点W101之 间。电阻器R102以及多个电阻器R100串联于节点W101和接地节点之间。 与多个电阻器RIOO分别相对应地设置多个熔丝FIOO，而且这些熔丝分 别与相应的电阻器R100并联。缓冲放大器B100的输入端子连接至节点 WlOl，输出端子连接至节点W102。
电压V0UT等于节点W101处的电压。节点W101处的电压取决于节点 W100和节点W101之间的电阻值以及节点W101和接地节点之间的电阻 值。通过把多个熔丝F100中任意熔丝烧断，能够改变这些电阻值，从
而改变电压VOUT。
使用例如激光器等来烧断熔丝。在熔丝烧断后，再次测量电压 VOUT以确定电压VOUT是否落入关于目标值的指定范围内。
图15示出了传统半导体装置中包括熔丝的电路的另一个示例。参 考图15，输出部120包括基准电压发生电路121、差分放大电路AMP、多 个电阻器RIOO、电阻器RIOI、电阻器R102以及多个熔丝F100。差分放 大电路AMP的非反相输入端子与基准电压发生电路121相连，反相输入 端子与节点W101相连，且输出端子与节点W102相连。
电阻器R101和多个电阻器R100串联于节点W102和节点W101之间。 电阻器R102和多个电阻器R100串联于节点W101和接地节点之间。与多 个电阻器RIOO分别相对应地设置多个熔丝FIOO，而且这些熔丝分别与 相应的电阻器R100并联。
电压VREF是基准电压发生电路121输出的电压。根据电压VREF和 节点W101处的电压之差来确定电压VOUT。为了确定节点W101处的电压， 从多个熔丝F100中选出待烧断的熔丝，并利用激光器等烧断所选熔丝。
作为利用熔丝对输出电压进行修正的电路的示例，例如日本专利 待审公开No.9-34562(专利文献1)公开了一种电压修正电路，设置有
电平比较电路，基于输入电压与基准电压之间的比较而输出熔丝选择 信号；熔丝选择电路，基于熔丝选择信号选择多个熔丝中的任意熔丝， 并允许熔丝烧断电流流过所选熔丝；以及电压调整电路，基于多个熔 丝中哪个熔丝被烧断而选择输入电压的修正值，并基于该修正值对输 入电压进行修正。
专利文献l:日本专利待审公开No. 9-3456
发明内容
本发明所要解决的问题
对于输出电压来说，与目标值偏离越小越好。换句话说，需要输 出电压具有高精度。如果通过烧断熔丝来调整输出电压，则可以获得 例如近似±1%的精度。然而，如果输出电压的精度将被设置得更高(例 如精度被设置为士O. 1%),则通过烧断熔丝的传统调整方法导致如下问题。
在烧断熔丝之前，利用例如半导体测试仪的测试装置对输出电压 进行测量，以检测测量结果和目标电压之间的误差。基于检测到的误 差，指定待烧断的熔丝。例如，基于指示关于待烧断熔丝数目的输出 电压改变的数据来指定待烧断的熔丝。该数据是利用另一个半导体集 成电路预先测量的数据。因此，如果烧断基于该数据而选择的熔丝， 则输出电压可能与预测结果不同，因此不能使输出电压的精度更高。
此外，由于制造工艺的变化，可熔电阻器的电阻值根据其在相同 晶片平面上的位置而变化。因此，即使烧断熔丝以调整输出电压，也 不能使输出电压的精度更高。
此外，利用激光烧断熔丝可能对激光所施加的部分造成损坏。被 损坏的部分可能产生漏电流。在漏电流的影响下，烧断熔丝后获得的 输出电压值可能明显偏离预测值。
此外，如果即使在熔丝烧断过程后晶片中仍然有许多芯片在输出 电压和目标值之间存在较大差异，则例如需要工人观察每一个芯片的 表面，以检查熔丝实际上是否烧断。然而，由工人进行的检査方法需 要更多的时间和劳动力，因此导致成本增加。
本发明的目的是提供一种能够输出高精度电压的半导体装置，以 及一种设置有该半导体装置的电源装置。 解决问题的手段
概括说来，本发明是一种半导体装置，包括.*电压输出部，根据
被输入输出的控制电流改变输出电压；电流控制部，根据控制数据确 定所述控制电流的电流值，并对所述电压输出部输入输出所述控制电 流；以及控制数据输出部，被构成为能够以非易失的方式在其中存储 设置数据，并在电压调整时把输入的电压调整数据作为所述控制数据 而输出，并在常规动作时把所述设置数据作为所述控制数据而输出。
优选地，所述控制数据包括第一数据，以第一比例改变所述输 出电压；以及第二数据，以小于第一比例的第二比例改变所述输出电 压，而且所述电流控制部包括第一电流调整部，根据所述第一数据 对所述电压输出部输入输出所述控制电流；以及第二电流调整部，根
据所述第二数据对所述电压输出部输入输出所述控制电流。
更优选地，所述电压输出部包括第一电阻器，连接在电源节点 和所述控制电流从被输入输出的第一节点之间；第二电阻器，连接在 所述第一节点和接地节点之间，以及缓冲放大器，其输入端子连接至 所述第一节点，而输出端子连接至输出所述输出电压的第二节点。
更优选地，所述电压输出部包括基准电压发生电路，产生基准 电压；差分放大电路，在非反相输入端子接收所述基准电压，且反相 输入端子连接至所述控制电流被输入输出的第一节点，且输出端子连 接至输出所述输出电压的第二节点；第一电阻器，连接在所述第一节 点和所述第二节点之间；以及第二电阻器，连接在所述第一节点和接 地节点之间。
更优选地，所述控制数据输出部包括输入部，其被从外部输入 所述电压调整数据；存储部，以非易失的方式存储所述设置数据；以 及选择部，根据指示所述电压调整时和所述常规动作时的任何一方的 切换信号来选择所述电压调整数据和所述设置数据的任何一方作为所 述控制数据。
更优选地，所述半导体装置还包括监测数据输出部，把从所述选 择部接收到的所述控制数据向外部输出。
更优选地，所述输入部在所述常规动作时接收用于把所述输出电 压修正为目标电压的修正数据；以及所述电流控制部还包括第三电流 调整部，其根据通过所述输入部提供的所述修正数据，对所述电压输 出部输入输出所述控制电流。
根据本发明的另一方面，本发明是一种设置有半导体装置的电源 装置。所述半导体装置包括电压输出部，根据被输入输出的控制电 流改变输出电压；电流控制部，根据控制数据确定所述控制电流的电 流值，并对所述电压输出部输入输出所述控制电流；以及控制数据输 出部，被构成为能够以非易失的方式在其中存储设置数据，并在电压 调整时把输入的电压调整数据作为所述控制数据而输出，并在常规动 作时把所述设置数据作为所述控制数据而输出。
优选地，所述控制数据包括第一数据，以第一比例改变所述输
出电压；以及第二数据，以小于第一比例的第二比例改变所述输出电 压，而且所述电流控制部包括第一电流调整部，根据所述第一数据 对所述电压输出部输入输出所述控制电流；以及第二电流调整部，根 据所述第二数据对所述电压输出部输入输出所述控制电流。
更优选地，所述电压输出部包括第一电阻器，连接在电源节点 和所述控制电流被输入输出的第一节点之间；第二电阻器，连接在所 述第一节点和接地节点之间，以及缓冲放大器，其输入端子连接至所 述第一节点，输出端子连接至输出所述输出电压的第二节点。
更优选地，所述电压输出部包括基准电压发生电路，产生基准 电压；差分放大电路，在非反相输入端子接收所述基准电压，且反相 输入端子连接至所述控制电流被输入输出的第一节点，且输出端子连 接至输出所述输出电压的第二节点；第一电阻器，连接在所述第一节 点和所述第二节点之间；以及第二电阻器，连接在所述第一节点和接 地节点之间。
更优选地，所述控制数据输出部包括输入部，其被从外部输入 所述电压调整数据；存储部，以非易失的方式存储所述设置数据；以 及选择部，根据指示所述电压调整时和所述常规动作时的任何一方的 切换信号来选择所述电压调整数据和所述设置数据的任何一方作为所 述控制数据。
更优选地，所述半导体装置还包括监测数据输出部，把从所述选 择部接收到的所述控制数据向外部输出。
更优选地，所述输入部在所述常规动作时接收用于把所述输出电 压修正为目标电压的修正数据；以及所述电流控制部还包括第三电流 调整部，其根据通过所述输入部提供的所述修正数据，对所述电压输 出部输入输出所述控制电流。 本发明的效果
根据本发明的半导体装置和电源装置在电压调整时根据所输入的 控制数据改变输出电压，并存储最佳数据，所述最佳数据被标识为用 于把输出电压设置为目标值的控制数据，并且在常规动作时根据所述 最佳数据输出输出电压。因此，根据本发明的半导体装置和电源装置能够在常规动作时输出高精度电压。


图l是示出一个示例的图，其中安装有根据本发明的半导体装置 的电源装置应用于该示例。
图2是示出图1中电源电路1的配置的框图。
图3是更详细示出图2所示电源电路1的配置的图。
图4是更详细示出图2所示电源电路1的配置的另一幅图。
图5是示出图4中的调整部24A和调整部24B的配置的图。
图6是示出图5中的电流输入部24A1的实际示例的电路图。
图7是示出图5中的电流输出部24A2的配置的图。
图8是示出图5中的电流部C1的配置的图。
图9是示出图5中的电流部C2的配置的图。
图10是示出第二实施例中的半导体装置的配置的图。
图11是示出图10中的电压输出部26A的配置的图。
图12是示出第三实施例中的半导体装置的配置的图。
图13是示出图12中的电流调整部241的配置的图。
图14是示出传统半导体装置中包括熔丝的电路的示例的图。
图15是示出传统半导体装置中包括熔丝的电路的另一个示例的图。
附图标记说明
1、 1A、 1B:电源电路
2:显示电路
3:控制电路
11:控制数据输出部 21:接口部 22:存储部
22A、 22B:数据保持部
23:选择器
24AD、 24BD:指令电路 24、 241:电流调整部 24A-24C:调整部 24A1、 24B1:电流输入部 24A2、 24B2:电流输出部 25:监测数据输出部 25A、 25B:数据转换部
26、 26A:电压输出部
27、 121:基准电压发生电路
28、 AMP:差分放大电路 31、 RA、 RB:寄存器 100:电子装置
110: 120:输出部
Bl、 B100:缓冲放大器
Cl、 C2:电流部
CM1-CM17:电流镜电路
F100:熔丝
M1-M21: N沟道MOS晶体管
N0-N25、 WO、 Wl、 W100-W102:节点
Q0-Q7、 Q10A-Q17A、 Q10B-Q17B、 Q21、 Q22: PNP晶体管
Q1A-Q7A、 Q1B-Q7B、 Q11A、 Q11B、 Q12-Q17、 Q23-Q28: NPN晶体
管
R0-R7、 R12-R17、 R21-R23、 R25、 R26、 R100-R102、 R1A-R7A、 R1B-R7B、 R10A-R17A、 R10B-R17B、 RA1、 RA2、 RB1、 RB2:电阻器 SA、 SB:切换电路 T1-T4:端子
具体实施例方式
下文参考附图详细描述本发明的实施例。注意，在这些图中，相 同的附图标记表示相同或相应的部分。 [第一实施例]
图l是示出一个示例的图，其中安装有根据本发明的半导体装置
的电源装置应用于该示例。参考图i，电子装置ioo例如为图像显示装 置。电子装置100包括接收电压VIN并输出电压V0UT的电源电路1、接收 电压V0UT以执行图像显示所需的指定处理的显示电路2、以及接收电压 VIN以控制显示电路2的操作的控制电路3。电压VIN是电源电压。注意，
电源电路l与根据本发明的电源装置相对应。
在接收电压VIN时，电源电路1输出用于驱动显示电路2的电压 VOUT。例如，电压V0UT是提供给显示电路2的电源电压。注意，可以输 入电压V0UT作为用于设置显示电路2的功能的信号。例如，电压VOUT 可以是用于调整显示电路2上显示的图像中的颜色灰度的信号。
注意，尽管图1示出显示装置作为电子装置100的示例，然而根据 本发明的半导体装置可应用为向常用的电子装置提供恒定电源的装 置。
图2是示出图1中电源电路1的配置的框图。参考图2，电源电路l 包括控制数据输出部ll。
控制数据输出部ll包括接口部21，通过端子T1从外部接收数据 D01;存储部22，以非易失的方式存储数据；以及选择器23。
接口部21根据电压V0UT调整时接收到的数据D01而输出数据D1。如 下文所述，电压V0UT根据数据D01的改变而改变。具体地，接口部21 是串行接口，例如三线串行接口或I2C总线接口。接口部21把输入的串 行数据(数据DOl)转换为并行数据(数据D1)并将其输出。
存储部22以非易失的方式存储数据D2，并在电源电路l的常规动作 时输出数据D2。数据D2是并行数据。具体地，存储部22是电可重写可 擦除EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、包括多个熔丝的熔丝电路， 等等。注意，"常规动作"是指电源电路l在电源电路l被装入图l所示 电子装置100中的状态下的动作。
选择器23根据通过端子T2输入的信号SW对应当输出数据D1还是D2 做出选择。如果信号SW处于H电平，则选择器23输出数据D1。相反，如 果信号SW处于L电平，则选择器23输出数据D2。信号SW在电压调整时为
H电平，而在常规动作时为L电平。
电源电路l还包括电流调整部24，根据选择器23输出的数据D1 或D2而输出或吸取电流I01;监测数据输出部25，把选择器23输出的数 据向外部输出；以及电压输出部26，根据电流I01的输入和输出而改变 待输出的电压VOUT。
注意，电流调整部24与本发明中的电流控制部相对应，数据D1或 D2与本发明中的控制数据相对应，而电流I01与本发明中的控制电流相 对应。
将简要描述电源电路l的操作。在电压调整时，选择器23把从外部 接收到的数据DOl (数据D1)输出至电流调整部24。电流调整部24根据 数据Dl改变电流IOl，从而电压VOUT改变。把电压VOUT被确定为特定值 时获得的数据D1作为数据D2存储在存储部22中。在常规动作时，选择 器23把存储部22输出的数据D2提供给电流调整部24。因此，即使在常 规动作时，电源电路1也能够输出高精度的电压V0UT。
将描述电源电路1中的调整电压V0UT的方法。在半导体晶片状态的 检查过程中调整电压VOUT。在这种情况下，端子T1-T4中的每一个表示 电路中提供的焊盘。
最初，在调整之前，利用半导体测试仪(未示出)测量电压VOUT。 接下来，半导体测试仪根据电压VOUT的测量值与目标值之间的差，输 出用于调整电压VOUT的数据DOl。因此，数据D01被输入接口部21。
此外，在电压VOUT调整时，半导体测试仪向选择器23输入H电平的 信号SW。选择器23根据H电平的信号SW，把从接口部21接收到的数据D1 输出至电流调整部24。
电流调整部24根据数据D1接收或输出电流工01。如果数据D1被识别 为用于提升电压VOUT的数据，则电流调整部24输出电流I01。如果数据 D1被识别为用于降低电压V0UT的数据，则电流调整部24从电压输出部 26接收电流I01。
电压输出部26根据电流I01的输入和输出而改变电压V0UT。如果改 变后的电压VOUT达到关于目标电压的指定范围，则将此时的数据D1作 为数据D2写入存储部22。如果EEPR0M用作存储部22，则把数据D2电写
入存储部22。如果熔丝电路用作存储部22，则通过利用激光烧断熔丝 来写入数据D2。
在完成晶片状态的检查后，把晶片划分为多个芯片，每一个芯片 都被装入封装。在装入封装期间，端子T1-T4中每一个都被键合至封装 的引脚。此时，端子T2被连接至被设置为地电势的引脚。因此，当电 源电路l以最终产品而操作时，输入选择器23的信号SW总是L电平。
在电源电路l的常规动作时，选择器23根据L电平的信号SW，把从 存储部22接收的数据D2输出。电流调整部24根据数据D2接收或输出电 流IOl。因此，在常规动作时，电压输出部26输出高精度的电压VOUT。
注意，通过监测数据输出部25把选择器23输出的数据作为数据 DOUT向外部输出。因此，即使在常规动作时也能够参考数据D2。注意， 数据DOUT是串行数据。
图3是更详细示出图2所示电源电路1的配置的图。参考图3，示出 了图2中的存储部22、选择器23和监测数据输出部25中每一个块的配 置。
存储部22包括数据保持部22A、 22B。数据保持部22A、 22B分别保 持数据D21、 D22，并在常规动作时分别输出数据D21、 D22。注意，接 口部21输出的数据D1包括数据D11和数据D12。
数据D11是用于使电压V0UT粗略地接近目标值的数据。数据D12是 用于在利用数据D11使电压VOUT接近目标值后对电压VOUT进行精细调 整的数据。电压VOUT关于数据D12的改变量的改变比例小于关于数据 Dll的改变量的改变比例。注意，数据D21等于电压调整时确定的数据 Dll，而数据D22等于电压调整时确定的数据D12。
选择器23包括寄存器RA、 RB以及切换电路SA、 SB。提供寄存器RA、 RB以分别暂时存储数据Dll、 D12。切换电路SA根据所输入的信号SW对 其自身进行切换，以输出由寄存器RA输出的数据D11和由数据保持部 22A输出的数据D21之一。类似地，切换电路SB根据所输入的信号SW对 其自身进行切换，以输出由寄存器RB输出的数据D12和由数据保持部 22B输出的数据D22之一。
监测数据输出部25包括数据转换部25A、 25B，每一个都把输入的
并行数据转换为串行数据并将其输出。数据Dll、 D12、 D21和D22中每 一个都是并行数据。数据转换部25A把数据D11或数据D21转换为串行数 据，并以转换后的数据输出数据DTA。数据转换部25B把数据D12或数据 D22转换为串行数据，并以转换后的数据输出数据DTB。数据DTA、 DTB 两者均为数据DOUT中包括的数据。
图4是更详细示出图2所示电源电路1的配置的另一幅图。参考图 4，示出了电流调整部24和电压输出部26的配置。电流调整部24包括调 整部24A、 24B。
调整部24A根据所输入的数据D11 (或数据D21)接收及输出电流 IA。调整部24B根据所输入的数据D12 (或数据D22)接收及输出电流IB。 如果调整部24A、 24B分别输出电流IA、 IB，则电流调整部24输出作为 电流IA和IB之和的电流IOl。如果电流IA、 IB分别输入调整部24A、 24B, 则作为电流IA和IB之和的电流I01被输入电流调整部24。
电压输出部26包括连接在节点W0和节点W1之间的电阻器RA1、 连接在节点W1和接地节点之间的电阻器RA2、以及输入端子与节点W1 相连且输出端子与端子T4相连的缓冲放大器B1。电压V0UT等于节点W1 处的电压。因此，电压VOUT由节点WO处的电压、电阻器RA1、 RA2的电 阻值以及电流I01来确定。电压VOUT根据下列方程(1) - (3)来表示， 其中电阻器RA1、 RA2的电阻值分别由R1、 R2来表示
<formula>formula see original document page 16</formula>这里，N是由输入数据D01确定的十进制值。AVN表示电压波动范 围。Il表示用于表示电流IOl的增大和减小的单位电流值。在方程(1) 中，AVN在电流调整部24输出电流I01时为正，而在电流调整部24接收 电流I01时为负。
图5是示出图4中的调整部24A和调整部24B的配置的图。参考图5， 调整部24A包括指令电路24AD、电流输入部24A1以及电流输出部24A2。
指令电路24AD根据所输入的数据D11 (或数据D21)，向电流输入部 24A1或电流输出部24A2发送与输入数据相对应的电压信号。如果电流
输入部24A1从指令电路24AD接收信号，则它从节点W1接收电流IA。如 果电流输出部24A2从指令电路24AD接收信号，则它向节点W1输出电流IA。
数据Dll是n比特数据(n是自然数)。电流输入部24A1根据从指令 电路24AD输入的信号，将电流IA在从0到-(2n-1) XIl的范围内以Il 改变。类似地，电流输出部24A2根据从指令电路24AD输入的信号，将 电流^在从0到+(2n-1) XI1的范围内以I1改变。注意，在下文中n二7。
调整部24B包括指令电路24BD、电流输入部24B1和电流输出部 24B2。
指令电路24BD根据所输入的数据D12 (或数据D22)，向电流输入部 24B1或电流输出部24B2发送与输入数据相对应的电压信号。如果电流 输入部24B1从指令电路24BD接收信号，则它从节点W1接收电流IB。如 果电流输出部24B2从指令电路24BD接收信号，则它向节点W1输出电流IB。
电流输入部24B1包括多个电流部C1，每一个都从节点W1接收电流 II。电流输出部24B2包括多个电流部C2，每一个都向节点W1输出电流 II。适当地设置电流部C1、 C2中每一种的数目。
通过如此配置调整部24B，在控制数据的值为N的情况下，电流调 整部24能够向电压输出部26输出上文中的方程(3)所示的电流IOl， 或从电压输出部26吸取电流I01。
图6是示出图5中的电流输入部24A1的实际示例的电路图。参考图 6，电流输入部24A1包括电阻器R0-R7以及PNP晶体管Q0-Q7。
电阻器RO的一端连接至节点WO。 PNP晶体管QO的发射极连接至电 阻器RO的另一端，而基极和集电极连接至节点NO。电流I1从PNP晶体管 QO的集电极输出。
电阻器R1的一端连接至节点W0。 PNP晶体管Q1的发射极连接至电 阻器R1的另一端，而基极连接至节点NO,集电极连接至节点N1。
类似地，电阻器R2-R7在一侧的端子共同连接至节点W0。 PNP晶体 管Q2-Q7的发射极分别连接至电阻器R2-R7另一侧的端子。PNP晶体管 Q2-Q7的基极共同连接至节点N0。PNP晶体管Q2-Q7的集电极分别连接至
节点N2-N7。
电阻器R0-R7以及PNP晶体管Q0-Q7配置出具有7个输出的电流镜 电路。电流2"—'XIl流过PNP晶体管Qm (m是l-7中的自然数)。
电流输入部24A1还包括具有彼此相同的配置的电流镜电路 CM1-CM7。
电流镜电路CM1包括NPN晶体管Q1A、 Q1B、电阻器R1A、 R1B以及N 沟道M0S晶体管M1。
NPN晶体管Q1A的集电极和基极连接至节点N1。 NPN晶体管Q1B的集 电极连接至节点W1，且基极连接至节点N1。电阻器RA1的一端连接至NPN 晶体管Q1A的发射极，而另一端连接至接地节点。电阻器R1B的一端连 接至NPN晶体管Q1B的发射极，而另一端连接至接地节点。N沟道MOS晶 体管M1连接在节点N1和接地节点之间。N沟道MOS晶体管的栅极连接至 图5中的指令电路24AD。
注意，对电流镜电路CM2进行配置，使得在电流镜电路CM1的配置 中，NPN晶体管Q1A、 Q1B被NPN晶体管Q2A、 Q2B所取代，电阻器R1A、 R1B 被电阻器R2A、 R2B所取代，N沟道M0S晶体管M1被N沟道M0S晶体管M2所 取代，而且节点N1被节点N2所取代。NPN晶体管Q2A、 Q2B具有NPN晶体 管Q1A、 Q1B两倍的电流能力。电流镜电路CM2中其他部分的配置与电流 镜电路CM1的配置相似，因而不会重复对其的描述。
类似地，对电流镜电路CM3进行配置，使得在电流镜电路CM1的配 置中，NPN晶体管Q1A、 Q1B被NPN晶体管Q3A、 Q3B所取代，电阻器R1A、 R1B被电阻器R3A、 R3B所取代，N沟道M0S晶体管M1被N沟道M0S晶体管M3 所取代，而且节点N1被节点N3所取代。NPN晶体管Q3A、 Q3B具有NPN晶 体管Q1A、 Q1B四倍的电流能力。电流镜电路CM3中其他部分的配置与电 流镜电路CM1的配置相似，因而不会重复对其的描述。
类似地，对电流镜电路CM7进行配置，使得在电流镜电路CM1的配 置中，NPN晶体管Q1A、 Q1B被NPN晶体管Q7A、 Q7B所取代，电阻器R1A、 R1B被电阻器R7A、 R7B所取代，N沟道M0S晶体管M1被N沟道M0S晶体管M7 所取代，而且节点N1被节点N7所取代。NPN晶体管Q7A、 Q7B具有NPN晶 体管Q1A、 Q1B 64倍的电流能力。电流镜电路CM7中其他部分的配置与
电流镜电路CM1的配置相似，因而不会重复对其的描述。
将描述电流镜电路CM1的操作。注意，电流镜电路CM2-CM7中每一 个的操作与电流镜电路CM1的操作类似，因而不会重复对其的描述。
N沟道M0S晶体管M1在与数据"0"相对应的电压施加到其栅极时 不导通，而在与数据"1"相对应的电压施加到其栅极时导通。当N沟 道M0S晶体管M1不导通时，NPN晶体管Q1A工作。在这种情况下，PNP晶 体管Q1输出电流工1，同时NPN晶体管Q1A从PNP晶体管Q1接收电流I1。响 应流过NPN晶体管QIA的电流II，电流I1还流过NPN晶体管Q1B。因此， 电流I1从节点W1流向NPN晶体管Q1B。
当N沟道M0S晶体管M1导通时，节点N1处的电势等于地电势，因而 NPN晶体管Q1A不工作。由于电流I1没有流过NPN晶体管Q1A，所以NPN 晶体管Q1B不工作。因此，没有电流从节点W1流向NPN晶体管Q1B。
图7是示出图5中的电流输出部24A2的配置的图。参考图7，电流 输出部24A2包括NPN晶体管Q11A、 Q11B、 Q12-Q17、电阻器R11A、 IIB、 R12-R17以及N沟道M0S晶体管M11-M17。
NPN晶体管Q11A的集电极和基极连接至节点N10。 NPN晶体管Q11B 的集电极连接至节点Nll，而基极连接至节点NIO。电阻器R11A连接在 NPN晶体管Q11A的发射极和接地节点之间。电阻器R11B连接在NPN晶体 管Q11B的发射极和接地节点之间。
类似地，NPN晶体管Q12-Q17的集电极分别连接至节点N12-N17。 NPN晶体管Q12-Q17的基极共同连接至节点N10。NPN晶体管Q12-Q17的发 射极分别连接至电阻器R12-R17—侧的端子。电阻器R12-R17中每一个 另一侧的端子连接至接地节点。
如图6所示的电流输入部24A1中一样，NPN晶体管Q11A、 Q11B、 Q12-Q17以及电阻器R11A、 IIB、 R12-R17配置成具有7个输出的电流镜 电路。电流I1流过NPN晶体管Q11B，而电流2"—'XIl流过NPN晶体管Qlm (m是2-7中的自然数)。
N沟道M0S晶体管M11-M17分别连接在NPN晶体管Q11B、 Q12-Q17和 接地节点之间。N沟道M0S晶体管M11-M17中每一个栅极连接至图5中的 指令电路24BD。
电流输出部24A2还包括具有彼此相同配置的电流镜电路 CM11-CM17。
电流镜电路CM11包括PNP晶体管Q10A、 Q10B和电阻器R10A、 R10B。 PNP晶体管Q10A的集电极和基极连接至节点N11。PNP晶体管Q10B的集电 极连接至节点WO，且基极连接至节点Nll。电阻器R10A连接在PNP晶体 管Q10A的发射极和节点W0之间。电阻器R1B连接在PNP晶体管Q10B的发 射极和节点WO之间。
对电流镜电路CM12进行配置，使得在电流镜电路CM11的配置中， PNP晶体管Q10A、 Q10B被PNP晶体管Q12A、 Q12B取代，电阻器R10A、 R10B 被电阻器R12A、 R12B取代，且节点N11被节点N12取代。注意，PNP晶体 管Q12A、 Q12B具有PNP晶体管Q11A、 Q11B两倍的电流能力。电流镜电路 CM12中其他部分的配置与电流镜电路CM11中类似，因而不会重复对其 的描述。
类似地，对电流镜电路CM13进行配置，使得在电流镜电路CM11的 配置中，PNP晶体管Q10A、 Q10B被PNP晶体管Q13A、 Q13B取代，电阻器 R10A、 R10B被电阻器R13A、 R13B取代，且节点N11被节点N13取代。注 意，PNP晶体管Q13A、 Q13B具有PNP晶体管Q11A、 Q11B四倍的电流能力。 电流镜电路CM13中其他部分的配置与电流镜电路CM11中类似，因而不
会重复对其的描述。
类似地，对电流镜电路CM17进行配置，使得在电流镜电路CM11的 配置中，PNP晶体管Q10A、 Q10B被PNP晶体管Q17A、 Q17B取代，电阻器 R10A、 R10B被电阻器R17A、 R17B取代，且节点N11被节点N17取代。注 意，PNP晶体管Q17A、 Q17B具有PNP晶体管Q11A、 Q11B 64倍的电流能力。 电流镜电路CM17中其他部分的配置与电流镜电路CM11中类似，因而不
会重复对其的描述。
N沟道M0S晶体管M11在与数据"0"相对应的电压施加到栅极时不 导通，而在与数据"l"相对应的电压施加到栅极时导通。当N沟道MOS 晶体管M11不导通时，电流镜电路CMll向节点WO输出电流IOl。当N沟道 M0S晶体管M11导通时，NPN晶体管Q11B不工作，因而电流镜电路CMll 不会输出电流IOl。注意，电流镜电路CM12-CM17中每一个的操作与电 流镜电路CM11中类似，因而不会重复对其的描述。
图8是示出图5中的电流部C1的配置的图。参考图8，电流部C1包 括电阻器R21、 R22和PNP晶体管Q21、 Q22。电阻器R21的一端与节点W0 相连。PNP晶体管Q21的发射极连接至电阻器R21的另一端，而基极和集 电极连接至节点N21。电阻器R22的一端连接至节点W0。 PNP晶体管Q22 的发射极连接至电阻器R22的另一端，基极连接至节点N21，且集电极 连接至节点N25。电流I1从PNP晶体管Q22的集电极输出。
电流部C1还包括电阻器R23和NPN晶体管Q23、 Q24。电阻器R23连 接在节点W0和节点N22之间。NPN晶体管Q232的集电极和基极连接至节 点N22,且发射极连接至节点N23。 NPN晶体管Q24的集电极连接至节点 N21，基极连接至节点N22，且发射极连接至节点N24。
电流部C1还包括NPN晶体管Q25、 Q26和电阻器R25、 R26。 NPN晶体 管Q25的集电极连接至节点N23，基极连接至节点N24，且发射极连接至 电阻器R25的一端。NPN晶体管Q26的集电极连接至节点N24，基极连接 至节点N23，且发射极连接至电阻器R26的一端。电阻器R25、 R26中每
一个的另一端连接至接地节点。
电流部C1还包括NPN晶体管Q27、 Q28。 NPN晶体管Q27的集电极和 基极共同连接至节点N25，且发射极连接至接地节点。NPN晶体管Q28 的集电极连接至节点W1，基极连接至节点N25，且发射极连接至接地节 点。
电流部C1还包括N沟道M0S晶体管M21，它连接在节点N23和接地节 点之间，并在栅极接收到与数据"l"相对应的电压时导通，而在栅极 接收到与数据"0"相对应的电压时不导通。N沟道M0S晶体管M21的栅 极连接至图5中的指令电路24BD。
NPN晶体管Q26的电流提供能力是NPN晶体管Q25的5倍。电流I1在 下面的方程(4)中示出，其中电阻器R26的电阻值由Rbias表示。
Il=VTln5/Rbias (4)
这里，VT表示热电压。
电流部C1的操作与图5、 6中所示电流镜电路CM1-CM17中每一个的 操作类似。换句话说，当N沟道M0S晶体管M21不导通时，电流部C1从节
点Wl接收电流Il。相反，当N沟道M0S晶体管M21导通时，NPN晶体管Q25 截止，因而电流I1不会从节点W1流向电流部C1。
图9是示出图5中的电流部C2的配置的图。参考图9，电流部C2与 图8中的电流部C1的不同之处在于，PNP晶体管Q22的集电极连接至节点 Wl，而PNP晶体管Q27、 Q28不包括在其中。然而，其他部分的配置是类 似的，因而不会重复对其的描述。当N沟道MOS晶体管M21不导通时，电 流部C2向节点W1输出电流I1。当N沟道M0S晶体管M21导通时，电流部C2 不会输出电流Il。
通过以电流Il来改变电流IOl，电源电路1能够调整电压V0UT使其 落入关于目标值的土1/2AVN的范围内。例如，假定目标值为15V且A VN为5mV。如果电压V0UT在调整前为15V+4mV，则电源电路l能够把电压 VOUT降低AVN。因此，调整后的电压是15V-0. lmV。换句话说，调整电 压VOUT使其落入目标值± 1/2 △ VN的范围内。
如上所述，根据第一实施例，通过根据输入数据调整待提供给输 出部的电流以调整输出电压，并存储最佳数据，能够在任意时刻输出 以高精度调整的电压。
图10是示出第二实施例中的半导体装置的配置的图。参考图IO， 电源电路1A与图2中的电源电路1的不同之处在于，其包括电压输出部 26A以取代电压输出部26。然而，电源电路1A中其他部分的配置与电源 电路l中相应部分类似，因而不会重复对其的描述。
图11是示出图10中的电压输出部26A的配置的图。参考图ll，电 压输出部26A包括基准电压发生电路27，输出电压VREF作为基准电压； 差分放大电路28;以及电阻器RB1、 RB2。差分放大电路28在非反相输 入端子接收基准电压，且反相输入端子连接至节点W1。差分放大电路 28的输出端子连接至端子T4。电阻器RB1连接在端子T4和节点W1之间。 电阻器RB2串联地连接在节点W1和接地节点之间。
在第二实施例中，电压VOUT由下列方程(5) - (7)来表示。
V0UT= (Rl+R2) /R2XVREF+AVN (5)
AVN二RIXNXIOI (6)
或AVN:-R2XNXI01 (7)
方程(6)中所示的AVN是当电流I01从电流调整部24输出时的电 压波动范围。方程(7)中所示的AVN是当电流I01输入电流调整部24 时的电压波动范围。
如图4所示，在第一实施例中，电压输出部26被配置有电阻器RA1、 RA2和缓冲放大器B1。第一实施例具有的优点是，容易对电压输出部进 行配置。然而在第一实施例中，电压VOUT随着电压VIN的变化而变化。
如图11所示，电压输出部26A包括差分放大电路28。因此，即使 电压VIN变化，电压VOUT也不太可能变化，这使得能够稳定电压VOUT。
如上所述，根据第二实施例，能够通过在输出部中提供差分放大 电路而稳定输出电压。
图12是示出根据第三实施例的半导体装置的配置的图。参考图 12，电源电路1B与图2中电源电路1的不同之处在于，其还包括临时存 储从接口部21输出的数据的寄存器31。此外，电源电路1B与电源电路1 的不同之处在于，其包括电流调整部241以取代电流调整部24。然而， 电源电路1B中其他部分的配置与电源电路1中类似，因而不会重复对其 的描述。
在信号SW为L电平的状态下，即常规动作时，寄存器31临时存储 从接口部21接收到的数据。因此，当提供电压VIN时， 一旦数据从外部 提供至电源电路1B，则该数据保持在寄存器31中。注意，寄存器31中 存储的数据DTC被发送至电流调整部241。
在第一和第二实施例中，当半导体芯片被装入封装时，选择器23 把来自存储部22的数据D2发送至电流调整部24。因此，如果电压VOUT
的精度由于长期使用而降低，则在第一和第二实施例中不能对电压 VOUT进行调整。相反，在第三实施例中，即使在常规动作时，也能够 根据所输入的数据DOl (修正数据)来调整电压VOUT，并将电压VOUT 设置为目标电压。注意，数据D01例如从图1中的控制电路3、存储器等 中发送。
图13是示出图12中的电流调整部241的配置的图。参考图12，电
流调整部241与图4中的电流调整部24的不同之处在于，其还包括调整 部24C。然而，其他部分的配置是类似的，因而不会重复对其的描述。
调整部24C根据通过寄存器31从接口部21接收到的数据，接收及 输出电流IC。电流I01是电流IA、 IB和IC之和。注意，调整部24C的配 置与调整部24B的配置类似，因而不会重复对其的描述。
如上所述，根据第三实施例，通过把输入接口部的数据发送至电 流调整部，能够在常规动作时调整输出电压。
应当理解的是，这里公开的实施例在所有方面是示意性而非限制 性的。本发明的范围不由上面的描述表示，而是由权利要求的范围来 表示，而且意在包括落入权利要求的等同含义和范围内的所有修改。
权利要求
1.一种半导体装置，包括电压输出部(26)，根据被输入输出的控制电流(I01)改变输出电压(VOUT)；电流控制部(24)，根据控制数据(D1、D2)确定所述控制电流(I01)的电流值，并对所述电压输出部(26)输入输出所述控制电流(I01)；以及控制数据输出部(11)，被构成为能够以非易失的方式在其中存储设置数据(D2)，并在电压调整时把输入的电压调整数据(D01)作为所述控制数据(D1)而输出，并在常规动作时把所述设置数据(D2)作为所述控制数据(D2)而输出。
2. 根据权利要求1所述的半导体装置，其中 所述控制数据(Dl、 D2)包括第一数据(D11、D21)，用于以第一比例改变所述输出电压(V0UT)，以及第二数据(D12、 D22)，用于以小于第一比例的第二比例改变所 述输出电压(VOUT)，以及所述电流控制部(24)包括第一电流调整部(24A)，根据所述第一数据(Dll、 D21)对所述 电压输出部(26)输入输出所述控制电流(IA)，以及第二电流调整部(24B)，根据所述第二数据(D12、 D22)对所述 电压输出部(26)输入输出所述控制电流(IB)。
3. 根据权利要求2所述的半导体装置，其中 所述电压输出部(26)包括第一电阻器(RA1)，连接在电源节点(WO)和所述控制电流(101) 被输入输出的第一节点(Wl)之间，第二电阻器(RA2)，连接在所述第一节点(Wl)和接地节点之间，以及 缓冲放大器(Bl)，其输入端子连接至所述第一节点(Wl)，输出 端子连接至输出所述输出电压的第二节点(T4)。
4. 根据权利要求2所述的半导体装置，其中 所述电压输出部(26)包括 基准电压发生电路(27)，产生基准电压(VREF)， 差分放大电路(28)，在非反相输入端子接收所述基准电压(VREF)，且反相输入端子连接至所述控制电流被输入输出的第一节点 (Wl)，且输出端子连接至输出所述输出电压的第二节点(T4)，第一电阻器(RB1)，连接在所述第一节点(Wl)和所述第二节点 (T4)之间，以及第二电阻器(RB2)，连接在所述第一节点(Wl)和接地节点之间。
5. 根据权利要求2所述的半导体装置，其中 所述控制数据输出部(11)包括输入部(21),其被从外部输入所述电压调整数据(DOl)， 存储部(22),以非易失的方式存储所述设置数据(D2)，以及 选择部(23)，根据指示所述电压调整时和所述常规动作时的任 何一方的切换信号(SW)来选择所述电压调整数据(D01)和所述设置 数据(D2)的任何一方作为所述控制数据(Dl、 D2)。
6. 根据权利要求5所述的半导体装置，还包括监测数据输出部 (25)，把从所述选择部(23)接收到的所述控制数据(Dl、 D2)向外部输出。
7. 根据权利要求5所述的半导体装置，其中所述输入部(21)在所述常规动作时接收用于把所述输出电压 (V0UT)修正为目标电压的修正数据(DTC),以及所述电流控制部(241)还包括第三电流调整部(24C)，其根据 通过所述输入部(21)提供的所述修正数据(DTC)，对所述电压输出 部(26)输入输出所述控制电流(IC)。
8. —种电源装置，包括半导体装置(1)，其中 所述半导体装置(1)包括电压输出部(26)，根据被输入输出的控制电流(101)改变输出 电压(V0UT);电流控制部(24)，根据控制数据(Dl、 D2)确定所述控制电流 (101)的电流值，并对所述电压输出部(26)输入输出所述控制电流 (101);以及控制数据输出部(11)，被构成为能够以非易失的方式在其中存 储设置数据(D2)，并在电压调整时把输入的电压调整数据(D01)作 为所述控制数据(Dl)而输出，并在常规动作时把所述设置数据(D2) 作为所述控制数据(D2)而输出。
9. 根据权利要求8所述的电源装置，其中 所述控制数据(Dl、 D2)包括第一数据(D11、D21)，用于以第一比例改变所述输出电压(VOUT)，以及第二数据(D12、 D22),用于以小于第一比例的第二比例改变所 述输出电压(V0UT)，以及所述电流控制部(24)包括第一电流调整部(24A)，根据所述第一数据(Dll、 D21)对所述 电压输出部(26)输入输出所述控制电流(IA)，以及第二电流调整部(24B)，根据所述第二数据(D12、 D22)对所述 电压输出部(26)输入输出所述控制电流(IB)。
10. 根据权利要求9所述的电源装置，其中 所述电压输出部(26)包括第一电阻器(RA1)，连接在电源节点(WO)和所述控制电流(101) 被输入输出的第一节点(Wl)之间，第二电阻器(RA2)，连接在所述第一节点(Wl)和接地节点之间，以及缓冲放大器(Bl)，其输入端子连接至所述第一节点(Wl)，输出 端子连接至输出所述输出电压的第二节点(T4)。
11. 根据权利要求9所述的电源装置，其中 所述电压输出部(26)包括 基准电压发生电路(27)，产生基准电压(VREF)， 差分放大电路(28)，在非反相输入端子接收所述基准电压 (VREF)，且反相输入端子连接至所述控制电流被输入输出的第一节点 (Wl)，且输出端子连接至输出所述输出电压的第二节点(T4),第一电阻器(RB1),连接在所述第一节点(Wl)和所述第二节点 (T4)之间，以及第二电阻器(RB2)，连接在所述第一节点(Wl)和接地节点之间。
12. 根据权利要求9所述的电源装置，其中 所述控制数据输出部(11)包括输入部(21)，其被从外部输入所述电压调整数据(DOl)， 存储部(22)，以非易失的方式存储所述设置数据(D2)，以及 选择部(23)，根据指示所述电压调整时和所述常规动作时的任 何一方的切换信号(SW)来选择所述电压调整数据(D01)和所述设置 数据(D2)的任何一方作为所述控制数据(Dl、 D2)。
13. 根据权利要求12所述的电源装置，其中所述半导体装置(1) 还包括监测数据输出部(25)，把从所述选择部(23)接收到的所述控 制数据(Dl、 D2)向外部输出。
14. 根据权利要求12所述的电源装置，其中所述输入部(21)在所述常规动作时接收用于把所述输出电压 (V0UT)修正为目标电压的修正数据(DTC)，以及所述电流控制部(241)还包括第三电流调整部(24C)，其根据 通过所述输入部(21)提供的所述修正数据(DTC)，对所述电压输出 部(26)输入输出所述控制电流(IC)。
全文摘要
在电压调整时，选择器(23)把从外部接收到的数据(D01、D1)输出至电流调整部(24)。电流调整部(24)根据数据(D1)改变电流(I01)，从而电压(VOUT)改变。当确定电压(VOUT)为特定值时所获得的数据(D1)变为将存储在存储部(22)中的数据(D2)。在常规动作时，选择器(23)把存储部(22)输出的数据(D2)提供给电流调整部(24)。因此，即使在常规动作时，电源电路(1)也能输出高精度的电压(VOUT)。因此，能够提供一种能够输出高精度电压的半导体装置，以及一种设置有该半导体装置的电源装置。
文档编号G05F1/10GK101180593SQ200680018020
公开日2008年5月14日 申请日期2006年3月13日 优先权日2005年5月26日
发明者竹内大树 申请人:罗姆股份有限公司