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Dokumentenidentifikation DE60121945T2 01.03.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001290702
Titel ANORDNUNG ZUR KOMPENSATION VON TEMPERATURABHÄNGIGEN SCHWANKUNGEN DES OBERFLÄCHENWIDERSTANDS EINES WIDERSTANDS AUF EINEM CHIP
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE
Erfinder OLSON, Allan, S-163 52 Spanga, SE
DE-Aktenzeichen 60121945
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 19.04.2001
EP-Aktenzeichen 019240555
WO-Anmeldetag 19.04.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/SE01/00859
WO-Veröffentlichungsnummer 2001093282
WO-Veröffentlichungsdatum 06.12.2001
EP-Offenlegungsdatum 12.03.2003
EP date of grant 02.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.03.2007
IPC-Hauptklasse H01C 7/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung bezieht sich generell auf Widerstände und spezifischer auf eine Anordnung zur Kompensation von temperaturabhängigen Schwankungen und Prozess-Schwankungen des Oberflächenwiderstands von Widerständen auf einem Chip.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Wenn Filter auf Silizium-Chips hergestellt werden, gibt es eine Anzahl von Faktoren, welche die Transferfunktion der Filter beeinflussen. Da es die RC-Konstante ist, welche die Abschneidefrequenz eines Filters festsetzt, kann man sich ansehen, was die Ursache dafür ist, dass R, d.h. der Widerstand, und C, d.h, die Kapazität, geändert werden.

Der Oberflächenwiderstand eines Widerstands variiert mit der Temperatur. Darüber hinaus kann der Oberflächenwiderstand als Antwort auf Variationen oder Schwankungen in dem Herstellungsprozess variieren. Die Weite des Widerstands auf dem Chip kann beispielsweise ebenfalls variieren.

Insgesamt kann der Widerstandswert um mehr als ±50% variieren.

Der Kapazitätswert variiert nur geringfügig und erfordert keine Kompensation in dem gleichen Umfang.

Das Dokument US 3,715,609 bezieht sich auf die Temperaturkompensation eines spannungsgesteuerten Widerstands. Darin wird ein Schaltkreis beschrieben, welcher die Schwankungen in dem Source-zu-Drain-Widerstand von spannungsgesteuerten Widerständen im Wesentlichen vollständig kompensiert, so wie sich die Temperatur ändert. Dies wird erreicht durch Variieren einer Steuerspannung, welche als ein Sperr-Vorspannungspotential zwischen dem Gate und dem Kanal des spannungsgesteuerten Widerstands angelegt ist, als Antwort auf einen Spannungsabfall über einem temperaturempfindlichen Widerstand, welcher im Wesentlichen dieselbe Temperaturempfindlichkeit wie der Kanal des spannungsgesteuerten Widerstands aufweist, und ebenso als Antwort auf einen Spannungsabfall über dem Emitter-Basis-Übergang eines Bipolar-Transistors.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Kompensation derartiger temperaturabhängiger Schwankungen und Prozess-Schwankungen des Oberflächenwiderstands eines Widerstands auf einem Chip anzugeben.

Dies wird entsprechend der Erfindung gemäß Anspruch 1 durch automatisches Verbinden von einem oder mehreren kompensierenden Widerständen oder Kompensationswiderständen in Reihe mit einem Hauptwiderstand gelöst.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung wird unten im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben, auf welcher die einzige Figur eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Kompensationsanordnung für einen Widerstand auf einem Chip gemäß der Erfindung ist.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In der Zeichnung ist ein Hauptwiderstand R1 auf einem Chip 1 dargestellt. Der Widerstand R1 kann einen Teil eines Filterschaltkreises (nicht dargestellt) bilden.

Erfindungsgemäß kann der Widerstand R1, um temperaturabhängige Schwankungen und Prozess-Schwankungen in dem Oberflächenwiderstand des Hauptwiderstands R1 zu kompensieren, in Reihe mit einem oder mehreren Kompensationswiderständen R11, R12 ... R1n verbunden werden.

Der Hauptwiderstand R1 in Reihe mit jedem der Kompensationswiderstände R11, R12 ... R1n ist zwischen zwei Anschlüssen N1 und N2 auf dem Chip 1 verbindbar.

Um zu bestimmen, ob oder ob nicht der Widerstand R1 in Reihe mit jedem der Kompensationswiderstände R11, R12 ... R1n zwischen die Anschlüsse N1 und N2 zu verbinden ist, um temperaturabhängige Schwankungen und Prozess-Schwankungen zu kompensieren, wird ein Widerstand R2, der zu dem Widerstand R1 proportional ist, in Reihe mit Widerständen R21, R22 ... R2n, die zu den Kompensationswiderständen R11, R12 ... R1n proportional sind, zwischen einen Masseanschluss und einen Stromgenerator 2 verbunden.

Die Widerstände R2, R21, R22 ... R2n werden auf dem Chip 1 in demselben Prozess wie die Widerstände R1, R11, R12 ... R1n hergestellt.

Extern zu dem Chip 1 wird ein Präzisionswiderstand R3 mit einem niedrigen Temperaturkoeffizienten zwischen den Masseanschluss und einen Stromgenerator 3 verbunden. Der Stromgenerator 3 erzeugt einen Referenzstrom I durch den Widerstand R3. Erfindungsgemäß erzeugt der Stromgenerator 2 einen Strom I, der identisch mit dem von dem Stromgenerator 3 erzeugten Referenzstrom I ist, durch den Widerstand R2 in Reihe mit den Widerständen R21, R22 ... R2n.

Anstatt zwei separate Stromgeneratoren 2 und 3 vorzusehen, kann der Referenzstrom I durch den Widerstand R3 durch einen Stromspiegel (nicht dargestellt) gespiegelt werden, um durch den Widerstand R2 in Reihe mit den Widerständen R21, R22 ... R2n zu fließen.

Erfindungsgemäß erzeugt der Referenzstrom I von dem Stromgenerator 3 eine festgelegte Referenzspannung VR3 über dem externen Widerstand 3.

Der Strom I von dem Stromgenerator 2 erzeugt eine Spannung VR2 über dem Widerstand R2 und Spannungen VR21, VR22 ... VR2n über den entsprechenden Reihenschaltungen der Widerstände R2 + R21, R2 + R21 + R22, ..., R2 + R21 + R22 + ... + R2n.

Der Hauptwiderstand R1 ist mit dem Anschluss N2 entweder direkt über einen Schalter SR1 oder indirekt in Reihe mit einem oder mehreren der Kompensationswiderstände R11, R12 ... R1n jeweils über Schalter SR11, SR12 ... SR1n verbindbar.

Die Schalter SR1, SR11, SR12 ... SR1n sind z.B. Transistoren, die durch Ausgangssignale von entsprechenden Komparatoren K1, K11, K12 ... K1n gesteuert werden.

Ein Eingang der Komparatoren K1, K11, K12 ... K1n ist mit dem Zwischenverbindungspunkt zwischen dem Stromgenerator 3 und dem Widerstand R3 verbunden und wird somit mit der festgelegten Referenzspannung VR3 versorgt.

Der andere Eingang der Komparatoren K1, K11, K12 ... K1n ist mit dem entsprechenden Zwischenverbindungspunkt zwischen den Widerständen R2, R21, R22 ... R2n verbunden und wird solchermaßen mit der entsprechenden Spannung VR2, VR21, VR22 ... VR2n versorgt.

Somit vergleicht der Komparator K1 die Spannung VR2 über dem Widerstand R2 mit der festgelegten Referenzspannung VR3 über dem Widerstand R3.

Falls die Spannung VR2 höher als die festgelegte Referenzspannung VR3 ist, womit angezeigt wird, dass der Widerstand des Hauptwiderstands R1 nicht kompensiert zu werden braucht, gibt der Komparator K1 ein Ausgangssignal aus, um den Schalter SR1 zu schließen, um hiermit den Hauptwiderstand R1 direkt mit dem Anschluss N2 zu verbinden.

Falls z.B. der Komparator K12 detektiert, dass die Spannung über dem Widerstand R2 in Reihe mit den Widerständen R21 und R22, d.h. die Spannung VR22, höher als die festgelegte Referenzspannung VR3 ist, wird der Komparator K12 ein Ausgangssignal ausgeben, um den Schalter SR12 zu schließen, um die Widerstände R11 und R12 in Reihe mit dem Hauptwiderstand R1 mit dem Anschluss N2 zu verbinden, um eine Schwankung des Oberflächenwiderstands des Hauptwiderstands R1 zu kompensieren.

Auf diese Weise können eine oder mehrere der Kompensationswiderstände R11, R12 ... R1n in Reihe mit dem Hauptwiderstand R1 mit dem Anschluss N2 verbunden werden, um temperaturabhängige Schwankungen und Prozess-Schwankungen in dem Oberflächenwiderstand des Hauptwiderstands R1 auf dem Chip zu kompensieren.


Anspruch[de]
Anordnung zur Kompensation von temperaturabhängigen Schwankungen und Prozess-Schwankungen des Oberflächenwiderstands eines ersten Widerstands (R1) auf einem Chip (1),

dadurch gekennzeichnet, dass

– der erste Widerstand (R1) zwischen einen ersten Anschluss (N1) und einen zweiten Anschluss (N2) entweder über einen ersten Schalter (SR1), welcher in seinem Anfangszustand offen ist, oder in Reihe mit einem kompensierenden zweiten Widerstand (R11) auf dem Chip (1) über einen zweiten Schalter (SR11), welcher in seinem Anfangszustand offen ist, verbunden ist,

– ein erster Komparator (K1) ausgelegt ist, um eine Referenzspannung (VR3), die durch einen Referenzstrom (I) über einem extern zu dem Chip (1) vorgesehenen Präzisionswiderstand (R3), der einen niedrigen Temperaturkoeffizienten aufweist, erzeugt wird, mit einer ersten Spannung (VR2), die durch einen zu dem Referenzstrom (I) identischen Strom über einem dritten Widerstand (R2) auf dem Chip (1) erzeugt wird, der zu dem ersten Widerstand (R1) proportional ist, zu vergleichen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, um den ersten Schalter (SR1) zu schließen, um den ersten Widerstand (R1) direkt mit dem zweiten Anschluss (N2) zu verbinden, falls die Referenzspannung (VR3) niedriger als die erste Spannung (VR2) ist, und

– ein zweiter Komparator (K11) ausgelegt ist, um die festgelegte Referenzspannung (VR3) mit einer zweiten Spannung (VR21), die durch den mit dem Referenzstrom (I) identischen Strom über dem dritten Widerstand (R2) in Reihe mit einem vierten Widerstand (R21) auf dem Chip (1) erzeugt wird, zu vergleichen, der zu dem kompensierenden zweiten Widerstand (R11) proportional ist, und ein Ausgangssignal zu erzeugen, um den zweiten Schalter (SR11) zu schließen, um den ersten Widerstand (R1) in Reihe mit dem kompensierenden zweiten Widerstand (R11) mit dem zweiten Anschluss (N2) zu verbinden, falls die Referenzspannung (VR3) niedriger als die Spannung (VR21) über dem dritten Widerstand (R2) in Reihe mit dem vierten Widerstand (R21) ist.
Anordnung zur Kompensation von temperaturabhängigen Schwankungen und Prozess-Schwankungen des Oberflächenwiderstands eines ersten Widerstands (R1) auf einem Chip (1) gemäß Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

– die Anordnung eine Anzahl n von kompensierenden zweiten Widerständen (R11, R12, ..., R1n), die in Reihe mit dem ersten Widerstand (R1) verbunden sind, eine Anzahl n von entsprechenden zweiten Schaltern (SR11, SR12, ..., SR1n), eine Anzahl n von entsprechenden zweiten Komparatoren (K11, K12, ..., K1n) und eine Anzahl n von vierten Widerständen (R21, R22, ..., R2n), welche in Reihe mit dem dritten Widerstand (R2) verbunden sind, aufweist, wobei n eine ganze Zahl ist und n ≥ 2 ist, wobei die Widerstände (R2, R21, R22, ..., R2n) in Reihe in derselben Reihenfolge wie die Widerstände (R1, R11, R12, ..., R1n) verbunden sind; wobei

– die zweiten Komparatoren (K11; K12; K13; ...; K1n) ausgelegt sind, um die festgelegte Referenzspannung (VR3) mit einer entsprechenden zweiten Spannung (VR21; VR22; VR23; ...; VR2n), die durch den mit dem Referenzstrom (I) identischen Strom über dem dritten Widerstand (R2) in Reihe mit einer entsprechenden Reihenschaltung der vierten Widerstände (R21; R21, R22; R21, R22, R23; ...; R21, R22, R23, ... R2n) auf dem Chip (1) erzeugt wird, welche zu einer entsprechenden Reihenschaltung von kompensierenden zweiten Widerständen (R11; R11, R12; R11, R12, R13; ...; R11, R12, R13, ..., R1n) proportional ist, erzeugt wird, zu vergleichen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, um den entsprechenden zweiten Schalter (SR11; SR12; ...; SR1n) zu schließen, falls die Referenzspannung (VR3) niedriger als die Spannung (VR21; VR22; VR23; ...; VR2n)

über dem dritten Widerstand (R2) in Reihe mit den entsprechenden Reihenschaltungen der vierten Widerstände (R21; R21, R22; R21, R22, R23; ...; R21, R22, R23, ...; R2n) ist, um den ersten Widerstand (R1) in Reihe mit einer zweiten Reihenschaltung von kompensierenden Widerständen (R11; R11, R12; ...; R11, R12, ..., R1n) zu verbinden, die durch die Stellung der Schalter (SR11; SR12; ...; SR1n) zu dem zweiten Anschluss (N2) bestimmt wird.






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