JPS5962206A

JPS5962206A - 利得調整回路

Info

Publication number: JPS5962206A
Application number: JP17260482A
Authority: JP
Inventors: Giichi Kato; 義一加藤; Hideo Takahashi; 秀雄高橋
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1982-10-01
Filing date: 1982-10-01
Publication date: 1984-04-09
Also published as: JPH0226803B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、利得調整回路に関する。

アナログ集積回路においては、回路の利ｑ＜＋　′ｆｆ
−精密に調整するために利得調整回路が用いられる。

この利得調整回路としては、例えば両端をポリシリコン
・ヒユーズで煙路したポリシリコン４１へ抗体を１ト」
列弁二糾した可変近接と、固定抵抗によっ又抵抗分割し
た抵抗回路網と、−個の演わ増幅Ｈ：：とから４・１・
構成された利イ４ト調整回路が一般的に用いらｉｔてい
る。しかしこの回路では、ヒユーズ（ＪＪ　ｔｔｌｌｉ
に、しυ用変抵抗部の抵抗値を増加させ利用に甲ハ（シ
た後の抵抗１偵が７５Ｔ望の値より大きくなり過ぎでも
、それ以上の調整ができないので、回路の利１１〕が大
きくなり過ぎ、その集積回路は不良となＶ外°冒を低下
させてしまうという問題点がある。

更に、ヒユーズ切断により所望の利ｆｄに微調整したい
場合、ポリシリコン抵抗の両端に短絡されたポリシリコ
ン・フェーズの抵抗に影響を受は易すくなり所望の利得
に精度よく微調整することが困Ｌｌｌｊであるという問
題点がある。

以下にこれらの問題点を具体的な回路（＋１１について
詳しく説明する。

第１図はシリコンゲートＭ　ＯＳテバイスを用いて形成
された従来例の利得調整回路の回路図を示す。

この回路構成は、全体として負帰還増１ｑ＋’を器を形
成してお９、演ｐ増幅器１の帰還ループにポリシリコン
・ヒユーズＦｏ〜Ｆ１３と、抵ｆ、ｎ’、　Ｒｔ１〜■
尤１３よりなる直列接続型可変１１（抗網２と、固定１
１（抗Ｉζ１゜を持ち、可変抵抗網２の抵抗値を変えて
シｉ＋）　Ａｔ：　ｉｎを変えることにより利得を変え
ることができる。

利得の設定にはポリシリコン剪渚Ｈ４≠でイ″１られた
ポリシリコン・フユーズＦ１１〜Ｆ１ｇが用いうｙする
。

抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３は直列Ｊ’ｊ；、１ｔ５ｉ：されて
おり、各々の抵抗はポリシリコン・ヒユーズＦ１ｔ〜Ｆ
１３によ−）で両端を短絡されている。ポリシリコン・
ヒユーズＦｉｌ〜Ｆ１３自身の抵抗イ１１１は全てＱ’
ＬＬ、　＜　Ｒｆであるとすれば、抵抗Ｒ１１とポリシ
リコン・ヒーーーズＦ。

の並列回路部分の抵抗値は１、ヒユーズ【ＸＩ　［＋前
はｌｈｔとＦｉｌの並列抵抗Ｒ１１７Ｒｆ（並列をｌ　
で表わす以下同じ。）であるが、ヒユーズＬｊ、ｌ断１
ノ、−はＪプ１，１也１１のみの抵抗イ偵すなわちＲｎ
となり、ヒユーズ切断によ！、ｌ（Ｒ＋＋　−Ｒ１１／
／Ｒｆ　）だけ抵抗が増加する同様に、抵抗Ｒ１２とポ
リシリコン・に＝−ズＦ１゜の並列回路部分では（Ｒ１
２−Ｒ１２／／　Ｒｆ　）ｓ和−抗器Ｒ＋３とポリシリ
コン・ヒユーズＦ１３の並列回路部分では（Ｒ１３−Ｒ
ｒ３／／　Ｒｆ　）だけ抵抗が増加する。このとき、こ
れらのＩＬ（抗値の増加は２１１−化の」み付けがなさ
れるようＫ　（Ｒｎ　−Ｒｎ／／　ｌえｆ）−ΔＲと１
ｆｌＩいたときに（Ｒ１２−Ｒ１２／／　Ｒ１’　ｌ　
”　２ΔＲ１（Ｒ１３−Ｒｔ３／／　Ｒｆ　）　−４Δ
Ｒなる関係を長′つように、抵抗Ｒｕ−Ｒ１３の抵抗値
がＩｉ：＞　′ｉＪｌされている。

従って、ポリシリコン・ヒユーズＦｔｘ〜Ｆ１３と抵抗
Ｒ１１〜Ｒｔａからｈｊｌ、る可変抵抗網２の抵抗値は
初め（Ｒ１１／；／　Ｒｆ　＋　Ｒ１２／／　Ｒｆ　＋
］也ｔ３／／Ｒｆ）であるが、ヒユーズＦｉｌを切１ｙ
丁するとΔＲ１ヒユーズＦ１２を切断すると２ΔＲ，ヒ
ユーズＦ１ｇを切断すると４ΔＲ抵抗が増加するので、
ヒユーズ切断の組合せによすΔＲの刻みで８値の抵抗値
を選ぶことができる。

この時の回路の利得Ｖ　ｏｔｒｒ　／　Ｖ　ｍは、で力
えられ、フユーズ切断によって５３＠″′ｔ（゛抗２の
抵抗値を変えることによって第１表に示すように、８段
階の利得調整をすることができる。

第１表几１６””　Ｒ□□／　Ｊ　＋　ｎ１＊７Ｂ　、＋１．
１．／　ｎ−１上述のように、ポリシリコン・フコース
を（ＴＪ断↓ すれば直列接続型可変抵抗値の抵抗ｆ１ｒＪはＪ７勘１
１Ｌ、利得が増加するが、利得が増加しすぎた場合Ｖこ
は、この回路構成では他に手段を有していなし）のでＩ
ＩＩ得を小さくすることはできず、素子は不良となり歩
留を低下させることになる。また、微！ｌｌ′１整した
い場合、可変抵抗網のフユーズ自身による最小の調整ヌ
テソプΔＩｔ−ｉ−小さくすることで微％１．”；ｌ　
ＩＢ３−ｃきるが、ポリシリコン抵抗の抵抗体がポリシ
リコン・フユーズ自身の抵抗値にかなり近づくと、その
両端に短絡されたポリシリコン・フー、−ズの抵抗値に
よる影響が大になる。すなわち、ポリシリコン・フユー
ズの切断前と後での抵抗値変化搦ΔＲ＝（Ｒ−Ｒ／　Ｒ
ｔ　）が、一般的にポリシリコン・フユーズは細い形状
のため、ポリシリコン・フコ、−ズの製造による形状け
らつきによってかなりｉｉ’　？）ついてし１い、微：
ｒ、１整が困難となる。

本発明は従来の上記欠点を解消するためになされたもの
であり、従って本発明の目的は、利イＩＩ調整回路にお
いて、利得を増加させるシ」かυでなく減少させること
も可能にし素子の四貿り％・向−トニさせ、また製造条
件に影響されず微調整を１１能にするところの利得調整
回路を提供することにある。

本発明の回路は、両端を短絡・開放する短絡・開放手段
を有する抵抗が初■個直列］１＞：Ｆｊｌ：さねた抵抗
回路網からなり前記短絡・開放手段を短絡あるいは開放
したときの抵抗ｆ１ｒ１の変化量が２　ｉＨ＝化１〔み
付けされている直列接続型可変抵抗網と、前？ｊ２短絡
・開放手段と直列接続きれた抵抗が複数個並列接続され
た抵抗回路網からなり前δ［）短絡開放手段を短絡ある
いは開放したときの抵抗体の変化ｈｌ′が所定の−重み
伺けされている並列４ｚ：　Ｅノ’＋：型↑り変抵抗＆
ｌｉｌと、出力信号を前ＲＩＬ直列接続型司変可変網と
前音１：並列接続型可変抵抗網によって抵抗分割されて
反転入力端子に入力されている演努、増１１（’１’＋
器と４−　Ｑ−ｉ、＋・ことからなっている。

以下本発明について１ツＩ面を参照しバ１°、１１１１
に最１゛明する。

第２図は本発明の一実施例を示す回路図であり、５個の
ポリシリコン・ヒユーズをｆす］　用Ｌ　ｓ　　２４　
Ｅｕ階の利得調整が可能力、回路例であ／、・。

Ｆ２１〜Ｆ２５はポリシリコン・フユーズを各々示し、
Ｒ２１〜Ｒ２５はポリシリコン抵抗体により形成された
抵抗であり、それらの抵抗Ｉｌｌ′＋１各々Ｒ２１〜Ｒ
２５であるものとする。３は演ｑ増幅；！：’ｉ　’Ｌ
’ある。

本実施例は、全体として負帰還増幅番を形成しており、
ｉ″ｆｇ、￥Ｊ、増中・“、′器３と、その帰盛１　／
レープとして抵抗分割を形成する、ポリシリコン・ヒユ
ーズＦ２１〜Ｆ２３　　と抵抗Ｒ２１〜Ｒ２３よりなる
直列接続型可変抵抗体４と、ポリシリコン・ヒーーズＦ
２４〜Ｆ２５とポリシリコン抵抗：　Ｒ２４＋　Ｒ２５
よジなる並列接続型ｎＪ変抵抗網５とからなっている。

そして、　ｏＪ変抵抗網４と５により増幅器の利得を増
減することができる。

ｉ：ＩＪ武（（（抗網４は、抵抗Ｒ２１〜ｌζ２３力ｍ
列接続されており、各々の抵抗はポリシリコン・フユー
ズＦ’２１〜Ｆ２３によって両端を短絡されている。甘
た、可変抵抗網５は、抵抗Ｒ２４１Ｒ２５に各々ポリシ
リコン抵抗体ズＦ２４１Ｆ２５を一列接続し、これら直
列接Ｖ′：ｆされた抵抗回路が並列接続、されている。

ポリシリコン・フユーズＦ２１”’−Ｆ２５の抵抗値は
すべて等しく　Ｒ４であるとすれば、抵抗Ｒ２１とポリ
シリコン・フーーズＦ２１の並列回路部５）の初抗値は
、ヒー−ズ切り前はＲ２□とＦ２１　の並列抵抗Ｒ２□
／Ｒ，であるが、ヒ、−ズ切断後は抵抗■１２、のみの
抵抗領すなわちＲ２１となり、ヒ、−−ズ切断により（
Ｒ２１””２１／　Ｒｆ）だけｔ＋Ｖ抗が１曽加する、
同様に、抵抗Ｒ２□とポリシリコン・ヒーーズＦ２□の
並列回路部分では（Ｒ２２，１，１２２Ｚ　ＲＯｌｌｌ
（抗器Ｒ２３とポリシリコン・フユーズＦ’２３の３１
１・列回路部分では（Ｒ２３−Ｒ２３／／Ｒρだけ抵抗
ｆｉ′１１がＪ１７７加する。このとき、これらの抵抗
（＋にの」γ１加１．ｉ打、２／）−化の重みが伺けが
なされるよう（Ｒ２、−Ｒ２３／／Ｒ，）＝ΔＲと置い
たときに（■ζ２□−Ｒ２□７Ｉも、）＝２ΔＩも、（
Ｒ２３−Ｒ２３／／Ｒ，）　−４ΔＲなるｌ＋１ｇ、ｌ
係を４４＋つように、抵抗Ｒ２１〜Ｒ２３の抵抗値が設
斤′されでいる。

従って、ポリシリコン・ヒユーズＦ゛２１〜Ｆお　と抵
抗Ｒ２１〜Ｒ２３からなる可変抵抗網４の抵抗値は初め
（Ｒ２□／／　Ｒ，＋Ｒ，／／Ｒ，＋Ｉ畑／Ｒ１）であ
るが、ヒユーズＦ２□を切断するとΔＲ１ヒユーズＦ２
□を切断すると２ΔＲ１ヒユーズＦ２３を切１ｔ’Ｊｉ
すると４ΔＲ抵抗が増加するので、ヒコーーズ切１ｔ’
ｌｉの組合ぜによりΔＲの刻みで８値の１１（、抗値’
５ｃ　、ＪＭふことができる。

さらに、可変抵抗網５の抵抗値はフユーズ切断前は（Ｒ
２４＋　Ｒ，）　／／　（Ｒお＋Ｒρであるが、Ｆ２４
のフユーズ切断後は（Ｒ２５＋Ｒ，）となり、ヒ二−ズ
切断により、（Ｒ２５−ｊＲ，）　−（Ｒ２４＋Ｒ，）
／（Ｉ罎十Ｒ，）だけ抵抗値が増加する。

同様に、フ＝−ズ２５の切断後は、抵抗Ｒ２５とポリシ
リコン・フユーズＦ２５の重列回路部では、（Ｒ２４十
Ｒ，）−（Ｒ２４＋Ｒ，）／／（Ｒ２５−１−Ｉζ、）
だり抵抗値が増加する。

この実施例の回路の利得Ｖ。１．Ｔ／ｖ１Ｎ＆ｉ、で与
えられるので、従来の可変抵抗網４０す（抗イ１イ）の
増加による利得の増加に加えて、１１Ｊ蛮抵抗計１５の
抵抗（ケ（の増加による利イ４）の沖、少が図れる。（
２かも可変抵抗網５は並列払ｆｒ”；１：型となりでい
るためフユーズの切断による抵抗の増加分れ１１、直列
１月４１’、　Ｑ’１に比べて細かく月１定できる。従
って町悴抵抗■γ１４によって大まかな調整をやり、可
変抵抗網５Ｖこよりて細かな調整を行うことにより精密
な調整を行うことができる。

この実施例の回路では、２つの可変抵抗網４゜５の抵抗
値を変えることによって第２表に示すように２４段階の
利得を調整することができる。

Ｒ，６＝（Ｒ，、／Ｒ，＋Ｒ２□／几、　＋　１１．　
、、／／　Ｒ，。

Ｒ２，＝　（Ｒ２４十几、　）／（Ｒ２，十几ｔ　）　
Ｊｌ、２ｓ＝ＴＬ、＋几、　、　１１．２．＝Ｉ＋、、
４−Ｍ１．　。

また、微＝Ｉｒａ＊じたい場合にはポリシリ二ＪンＵ（
：抗Ｒ，□〜Ｒ２５をポリシリコン・フユーズの抵抗（
１ｆ、＋　ｎｔに比して十分大きな値にしてポリシリコ
ン・フユーズの影）ＩヤをなくすことによＶ容易に徴が
１１’ｚすることができる。すなわら、直列接線；型「
１１変抵Ｉ７１．網４で利得を大きく増加させ、並列接
続型１すψ［１（抗網５で利？４Ｉを少量減少させるこ
とが可０１シである。

なおこの実施例において、抵抗及びその短絡開放手段と
してのフユーズを共にポリシリコンを用いて形成しであ
るがこれは次の理由によっている。

孕前述のように回路の利得は二つの抵抗値の比の形（式（
１）２式（３）参照）で与えられるので、抵抗とフユー
ズを同一材料であるポリシリコンで形成すると、たとえ
抵抗の抵抗値およびフユーズ自身の抵抗値に製造あるい
社周囲温度等によＶはらつきが生じたとしても、それら
のばらつきｔ」二同じ一向となるので、抵抗値の比の値
は変らないことによる。

かくして回路の利得を一足に保つことができる。

第３図は本発明の他の実施例を示す回路図であり、５個
のポリシリコン・フユーズを使用し３２段階の利得調整
が可能な回路１ｆ１１である。

Ｆ３１〜Ｆ３５はポリシリコン・フユーズを各々示し、
Ｒ３０”　Ｒ３５１Ｒ４０はポリシリコン抵抗体により
形成された抵抗であり、それらの抵抗（ｉｉ７す、各々
１−〜Ｒａｓ　ｙ　Ｒ４０であるものとする。６は抑［
篤１増中１□°ンぶである。

前述の第２図に示した実施例の回路と同様ｆＪ′Ｉ←１
路構成をとっているが、並列接続型ム」俊（１豊７シＪ
Ｉ＋’ｉ　８に固定抵抗Ｒ４０が並列接続されており、
また、（１１列接続型可変抵抗網７に固定抵抗Ｉｔ３ｏ
が直列］γ続されている点が昇っている。抵抗Ｉ−の挿
入により利得Ｖ。ＵＴ／ＶＩＮを３２段階にｊｉｌｌ’
１ｊ　４１Ｂ、　ｕＩ能となり、抵抗Ｒ３０の挿入によ
り７ユーズ切断前の利？！１Ｆ＋！を自由に設定するこ
とが可能となる。

また、１１１ｉ′Ｊ変抵抗網７のポリシリコン・フユー
ズ切断による抵抗値変化郵がそれぞｆｌ、２，２．２の
重み付けがされており、並列接続型可変４１１、抗給ｊ
８のポリシリコン・ヒーーズ切断による抵抗（ｆ１１１
変化ｈ；が抵抗Ｒ４ｏとの組合せにおいてそれぞれ２，
２の重み付けがされておれば、直列接糸）１型可良・抵
抗網７による抵抗値変化骨がΔＲの増力１、ステップで
８段階、さらに並列接続型可変抵抗網８と抵抗Ｒ４０に
よる抵抗値変化骨がΔＲ／４の減少ステップで４段階の
糾合せて第３表に示すように、合計３２股階の利得調整
ができる。

第３表第　３　表　（つづき）Ｒ８６＝（几、□／　Ｒ，、＋　Ｒ，３２／Ｒ，十凡、
３／Ｒρ。

几、７＝几、。／／ＣＲ，３４＋几、　）／／　（Ｒ，
３５＋几、）Ｒ３８＝　Ｒ４０／　（Ｒ，３！ｌ＋　Ｒ
，、）　、　１−＝Ｒ，／（＋１３．＋ｎ、、　）なお
、これまでの実施例においては、直列接続型可変抵抗網
並びに並列接続型ｕＪ変抵抗網を形成するポリシリコン
抵抗並びにポリシリコン・フユーズの細動をそれぞれ３
個並びＶＣ２個の」！う今に限定したが、一般的には、
直列接に７１、型用変抵抗網を形成する抵抗並びにフユ
ーズの個数をＭ（Ｉ’ｖｌｔ止の整数）個、並列接続型
可変抵抗網のそＪｌをＮ（Ｎけ正の整む）個としたとき
、（Ｍ＋Ｎ）個のポリシリコン・フユーズと、（Ｍ＋Ｎ
個）又ｄ（Ｍ＋Ｎ＋１）又は（Ｍ＋Ｎ＋２　）個のポリ
シリコン抵抗と一個の演ａ増幅器とにより、２ＭＸ　（
２Ｎ−］）段階（第２図の実施例では２Ｘ　（２−１）
　＝２４）、。

ＣＭ＋Ｎ）あるいは２　　　段階（第３図実施例でＩｃ＋：２　　
　＝３２）の利得調整ができる。しかも的列接１４ｊ八
すｉｉＪ従来技術に比べて格段に精密な利イ）Ｉ調整が
できることになる。したかつで、素子の歩留りを向上さ
せ、また抵抗比による調整にようでいるので製造条件に
影響されずに微調整を可能に、４“る・１−ころの利得
調整回路が得られる。

又、これまでの説明は抵抗としてポリシリコン抵抗、そ
の短絡開放手段としてポリシリコン・ヒユーズを用いた
場合について行なったけれども、本発明の回路構成はこ
れに限定されることはない。

例えば、抵抗として拡散抵抗を用いその短絡・開放手段
としては同一拡散技術で形成されるトランジスタ（バイ
ポーラ型でも絶縁ゲート電界効果型でもよい。）からな
るアナログスイッチを用いても同様に実現できることは
明らかである。なおこの場合には前述のヒユーズの切断
に対してスイッチの開閉で対応できるので、ヒユーズの
ように一度切断するとそこでの再ｊｌ旧ｉ”は不可能で
あるが、何回でも調整を繰り返え（２てよυ精？ｉ２な
調和、が可能となる。

以上詳細に説明したとおり、庫発明の回路によれば、前
述のような構成をとっているので、　、ｔ’ｌｌ（υの
増加あるいは利得の減少を＋１′＋Ｉｔ、Ｉ　’＋Ｔ、
に多段１ψｒにわたり調整できるので、回路の利得調整
ｆ：Ｉｉ跡・ｉに行うことができ素子の歩留りを向上さ
せるとともに、製造条件に影響されずに微調整が口Ｊ能
な利得ｉ’４１整回路全回路ことができその効果は犬で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一従来例の、第２図は本発明の一実ｊｉｌｉ例
の、第３図は本発明の他の実〕１１４　ｆ９１１Ｉの回
路図である。１．３．６・・・・・・演ｑ、増幅器、２，４．７・・
・・・・内列接続型可変抵抗網、５，８・・・・・・並
列接続型ｉｉＪ’？抵抗網、Ｒ１０１Ｒｌ、〜”１３１
　ｒｔ２．〜”Ｚ’ｌ　１Ｒ３０〜”３５１Ｒ４０・・
・・・・ポリシリコン抵抗、Ｆ□１〜Ｆ１３．Ｆ２、〜
Ｆ２５．Ｆ３□〜Ｆ３５・・・・・・ポリシリコン・１
−ユーズ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）両端を短絡・開放する短絡・開放手段を有する抵
抗が複数側直列接続された抵抗回路網からなり前記短絡
・［４ｆ９放手段を短絡あるいは開放したときの抵抗値
の変化ｈ１が２進化重み付けされている直列ル続型ｎ］
変抵抗１１・１と、前出−″、短絡・開放手段と直列接
続された抵抗が復数個並列接続された抵抗回路網からな
り前記短絡・開放手段を短絡あるいは開放したときの抵
抗１（１ｆの変化ｈ＋がＨＴ定の重み伺けされている並
列接続型可変抵抗網と、出力信号を前記直夕１月汐紐〃
司変抵１））９網と前記並列接続型可変抵抗羅１によっ
て抵抗分割されて反転入力端子に入力されている演Ｉｆ
増１ｉ：ｆ器とを含むことをｑ’！ｊ　Ｔｉ！ｌとする
利ｑ＋＋飢整回路。
（２）前記直列接続型可変抵抗線１が両端を短絡ｔ））
略する短絡・開放手段をイ１しないｊｌ（杭を１へむこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）珀にＡＩ　：　
１ｌｔｌ、の利得調整回路。
（３）前記並列接続型可変抵抗網が前配知絡・開放手段
と１白列接続されていない抵抗を含むことを特徴とする
特約請求の範囲第（１）項べ５るいはＡ＋！、（２１項
に記載の利得１ｉＩ７．ｌ整回路。
（４）前記抵抗がポリシリコン抵抗からなり、前記短絡
・開放手段がポリシリコン・ヒコーーズからなることを
特徴とする特許請求の範囲第（１，）↓自あるいは第（
２）項あるいは第（３）ＪＪ！１にＰｆｌ：　４ｉＱの
利倒調！！１り回路。
（５）前記抵抗が拡散抵抗からなり、前記１１．ｊ絡・
開放手段がトランジスタで形成さｉｊ、　ｆｔニアナロ
グスイッチからなること？特徴とする特；４’ｌ’　Ｈ
ｆ１求のれ）間第（１）Ｊ−ｊＩアルイｌ”ｌ：第（２
）項あルイ）−、ｌ’、　’Ａ’ｔ　（３１、’ｊｒ１
；’ｉ己ｉ１ｉ；４　ＩＩ）利得調整回路。