DE10251093A1

DE10251093A1 - Mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung

Info

Publication number: DE10251093A1
Application number: DE10251093A
Authority: DE
Inventors: Seiji Yamamoto; Kenji Kano
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-03-06
Filing date: 2002-11-04
Publication date: 2003-11-27
Also published as: KR100486989B1; US6670846B2; US20030169101A1; KR20030074090A; JP2003258604A

Abstract

Eine mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung umfasst ein Filter (30) und eine Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung (180). Das Filter umfasst Widerstandselemente (12-17); Kondensatorelemente (24-27), wovon jedes aus einem Kapazitätswert-Schaltkreis (75) besteht, der den Kapazitätswert des Kondensatorelements verändern kann; und Operationsverstärker (6 und 7). Die Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung erfasst die Zeitkonstante des Kondensatorelements (133) und Widerstandselements (108), die unabhängig von den Kondensator- und Widerstandselementen des Filters ausgebildet sind. Die mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung verändert den Kapazitätswert des Kondensatorelements im Ansprechen auf die erfasste Zeitkonstante, um eine Leistungsabnahme zu verhindern, indem die Grenzfrequenz des Filters trotz Herstellungsschwankungen in den Widerstands- und Kondensatorelementen des Filters eingestellt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung, die in der Lage ist, Leistungsabnahme zu minimieren, indem die Grenzfrequenz in Übereinstimmung mit den Herstellungsschwankungen in den Widerstands- und Kondensatorelementen, die das Filter bilden, eingestellt wird.

Beschreibung des verwandten Stands der Technik

Fig. 7 zeigt eine herkömmliche, mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung, die beispielsweise in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 61-189718 (1986) offenbart ist. In Fig. 7 bezeichnet die Bezugszahl 201 einen Differenzoperationsverstärker; und 202 bezeichnet ein an den invertierenden Eingangsanschluss des Differenzoperationsverstärkers 201 angeschlossenes Widerstandselement. Die Bezugszahl 203 bezeichnet ein Widerstandselement, das über den invertierenden Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss des Differenzoperationsverstärkers 201 angeschlossen ist; und 204 bezeichnet ein Kondensatorelement, das mit dem Widerstandselement 203 parallelgeschaltet ist.

Zunächst wird die Funktionsweise der herkömmlichen Schaltung beschrieben.

Das in Fig. 7 gezeigte Filter ist ein erstrangiges Aktivfilter und weist eine Grenzfrequenz auf, die gegeben ist durch

fc = S π (R_f C_f)^0,5 (1)

worin R_f ein Widerstandswert des Widerstandselements 203 und C_f ein Kapazitätswert des Kondensators 204 ist.

Bei der vorstehenden Konfiguration weist die herkömmliche, mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung das Problem auf, dass ihre Grenzfrequenz aufgrund von Herstellungsschwankungen in den Widerstands- und Kondensatorelementen, aus denen das Filter besteht, abweichen und von daher keiner Grenzfrequenznorm gerecht werden kann, was zu einem Mangel führt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist dazu ausgelegt, das vorstehende Problem zu lösen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung bereitzustellen, die in der Lage ist, Leistungsabnahme zu minimieren, indem die Grenzfrequenz in Übereinstimmung mit den Herstellungsschwankungen in den Widerstands- und Kondensatorelementen, die das Filter bilden, eingestellt wird.

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung bereitgestellt, die umfasst: ein Filter mit Widerstandselementen, Kondensatorelemente, wovon jedes aus einem Kapazitätswert-Schaltkreis besteht, um den Kapazitätswert des Kondensatorelements zu ändern, und Operationsverstärker; und eine Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung, um eine Zeitkonstante eines Kondensatorelements und eines Widerstandselements zu erfassen, die unabhängig von den Kondensator- und Widerstandselementen des Filters vorgesehen sind. Die Kapazitätswerte der Kondensatorelemente des Filters sind im Ansprechen auf die Zeitkonstante eingestellt, die von der Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung erfasst wird. Sie bietet den Vorteil, die Abweichung der Grenzfrequenz des Filters problemlos erfassen und einstellen zu können.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Schaltbild einer Konfiguration einer fünfrangigen Butterworth- Differenzfilterschaltung einer Ausführungsform 1 nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Schaltbild einer Konfiguration eines Kapazitätswert-Schaltkreises zum Ändern des Kapazitätswerts in der Ausführungsform 1 nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist ein Diagramm einer Konfiguration eines Kapazitätswert-Schaltkreises einer Ausführungsform 2 nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist eine Diagramm einer Konfiguration einer Filterschaltung einer Ausführungsform 3 nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist ein Schaltbild einer Konfiguration einer Operationsverstärker- Vorspannungsschaltung einer Ausführungsform 4 nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist ein Schaltbild einer Konfiguration einer Zeitkonstanten- Erfassungsschaltung einer Ausführungsform 5 nach der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 7 ist ein Schaltbild einer Konfiguration einer herkömmlichen mit Filter ausgestatteten integrierten Halbleiterschaltung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

AUSFÜHRUNGSFORM 1

Fig. 1 ist ein Schaltbild einer fünfrangigen Butterworth-Differenzfilterschaltung einer Ausführungsform 1 nach der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 bezeichnen die Bezugszahlen 30 und 31 jeweils ein zweitrangiges Filter. Das zweitrangige Filter 31 hat dieselbe Konfiguration wie das zweitrangige Filter 30. Die Bezugszahlen 1 (VIP) und 2 (VIN) bezeichnen Eingangsanschlüsse, an die ein Differenzeingangssignal angelegt wird. Die Bezugszahlen 3 (OUTM) und 4 (OUTP) bezeichnen Ausgangsanschlüsse, von denen ein Differenzausgangssignal ausgegeben wird. Die Bezugszahlen 18-21 bezeichnen jeweils ein Widerstandselement; und 28 und 29 bezeichnen jeweils ein Kondensatorelement. Die Widerstandselemente 18 und 20 und die Kondensatorelemente 28 bilden ein erstrangiges Filter; und die Widerstandselemente 19 und 21 und das Kondensatorelement 29 bilden ein weiteres erstrangiges Filter. Die Bezugszahl 5 bezeichnet einen Eingangsanschluss einer Vorspannung; die Bezugszahlen 6 und 7 bezeichnen jeweils einen Differenzoperationsverstärker; 8-17 bezeichnen jeweils ein Widerstandselement; und 22-27 bezeichnen jeweils ein Kondensatorelement. Die Grenzfrequenz wird eingestellt, indem die Kapazitätswerte der Kondensatorelemente 24-29 geschaltet werden. Eine Operationsverstärker-Vorspannungsschaltung 70 und eine Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung 180 werden später beschrieben.
Als nächstes wird die Anschlusssituation in der Schaltung von Fig. 1 beschrieben.
Der Eingangsanschluss 1 (VIP) ist an den ersten Anschluss des Kondensatorelements 22 und der Widerstandselemente 8 und 10 angeschlossen. Der zweite Anschluss des Kondensatorelements 22 und des Widerstandselements 8 ist an Erde GND angeschlossen. Ein zweiter Anschluss des Widerstandselements 10 ist an einen nicht invertierenden Eingang des Differenzoperationsverstärkers 6 angeschlossen. Der Eingangsanschluss 2 (VIN) ist an den ersten Anschluss des Kondensatorelements 23 und der Widerstandselemente 9 und 11 angeschlossen. Der zweite Anschluss des Kondensatorelements 23 und des Widerstandselements 9 ist an Erde GND angeschlossen. Ein zweiter Anschluss des Widerstandselements 11 ist an einen invertierenden Eingangsanschluss des Differenzoperationsverstärkers 6 angeschlossen.
Der erste Anschluss des Widerstandselements 12 und des Kondensatorelements 24 ist an den nicht invertierenden Eingang des Differenzoperationsverstärkers 6 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss des Widerstandselements 12 ist an den nicht invertierten Ausgang des Differenzoperationsverstärkers 7 angeschlossen, und ein zweiter Anschluss des Kondensatorelements 24 ist an den invertierten Ausgangsanschluss des Differenzoperationsverstärkers 6 angeschlossen. Der erste Anschluss des Widerstandselements 13 und Kondensatorelements 25 ist an den invertierenden Eingang des Differenzoperationsverstärkers 6 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss des Widerstandselements 13 ist an den invertierten Ausgang des Differenzoperationsverstärkers 7 angeschlossen, und ein zweiter Anschluss des Kondensatorelements 25 ist an den nicht invertierten Ausgang des Differenzoperationsverstärkers 6 angeschlossen.
Ein erster Anschluss des Widerstandselements 14 ist an den invertierten Ausgang des Differenzoperationsverstärkers 6 angeschlossen, und ein zweiter Anschluss des Widerstandselements 14 ist an den nicht invertierenden Eingang des Differenzoperationsverstärkers 7 angeschlossen. Ein erster Anschluss des Widerstandselements 15 ist an den nicht invertierten Ausgang des Differenzoperationsverstärkers 6 angeschlossen, und ein zweiter Anschluss des Widerstandselements 15 ist an den invertierenden Eingang des Differenzoperationsverstärkers 7 angeschlossen.
Der erste Anschluss des Widerstandselements 16 und des Kondensatorelements 26 ist an den nicht invertierenden Eingang des Differenzoperationsverstärkers 7 angeschlossen, und der zweite Anschluss des Widerstandselements 16 und des Kondensatorelements 26 ist an den invertierten Ausgang des Differenzoperationsverstärkers 7 angeschlossen. Der erste Anschluss des Widerstandselements 17 und des Kondensatorelements 27 ist an den invertierenden Eingang des Differenzoperationsverstärkers 7 angeschlossen, und der zweite Anschluss des Widerstandselements 17 und des Kondensatorelements 27 ist an den nicht invertierten Ausgang des Differenzoperationsverstärkers 7 angeschlossen.
Der Vorspannungseingangsanschluss 5 (GBI) ist an die Vorspannungseingänge der Differenzoperationsverstärker 6 und 7 angeschlossen. Ein erster Anschluss des Widerstandselements 18 ist an den invertierten Ausgang des Differenzoperationsverstärkers 7 angeschlossen. Ein erster Anschluss des Widerstandselements 19 ist an den nicht invertierten Ausgang des Differenzoperationsverstärkers 7 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss des Widerstandselements 18 ist an einen ersten Anschluss des Kondensatorelements 28 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss des Widerstandselements 19 ist an einen ersten Anschluss des Kondensatorelements 29 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss des Kondensatorelements 28 ist an Erde GND angeschlossen, und ein zweiter Anschluss des Kondensatorelements 29 ist an Erde GND angeschlossen.
Ein erster Anschluss des Widerstandselements 20 ist an einen ersten Anschluss des Kondensatorelements 28 angeschlossen, und ein zweiter Anschluss des Widerstandselements 20 ist an einen ersten Eingangsanschluss des zweitrangigen Filters 31 angeschlossen. Ein erster Anschluss eines Widerstandselements 21 ist an einen ersten Anschluss des Kondensatorelements 29 angeschlossen, und ein zweiter Anschluss des Widerstandselements 21 ist an einen zweiten Eingangsanschluss des zweitrangigen Filters 31 angeschlossen. Ein erster Ausgangsanschluss des zweitrangigen Filters 31 ist an den Ausgangsanschluss 3 (OUTM) angeschlossen, und ein zweiter Ausgangsanschluss des zweitrangigen Filters 31 ist an den Ausgangsanschluss 4 (OUTP) angeschlossen.
Als nächstes wird die Funktionsweise der vorliegenden Ausführungsform 1 beschrieben.
Hier wird die Einstellung der Grenzfrequenz des zweitrangigen Filters 30 von Fig. 1 beschrieben. Im zweitrangigen Filter 30 von Fig. 1 sind die Kondensatorelemente 22 und 23 eine stabilisierende Kapazität, und die Widerstandselemente 8 und 9 sind ein Eingangssignalamplitudeneinstellungswiderstandselement. Die Schaltung, die als zweitrangiges Filter wirkt, besteht aus anderen Schaltungskomponenten als die Kondensatorelemente 22 und 23 und die Widerstandselemente 8 und 9. Angenommen, der Widerstandswert der Widerstandselemente 10-13 ist R1, derjenige der Widerstandselemente 16 und 17 ist R2, derjenige der Widerstandselemente 14 und 15 ist R4, der Kapazitätswert der Kondensatorelemente 24 und 25 ist C1, und derjenige der Kondensatorelemente 26 und 27 ist C2, dann ist die Grenzfrequenz f_c gegeben durch

f_c = 1/(2 π(C1 × C2 × R1 × R4)^0,5) (2)
Deshalb kann die Grenzfrequenz f~ eingestellt werden, indem die Kapazitätswerte C1 und C2 geschaltet werden.
Fig. 2 ist ein Schaltbild einer Konfiguration eines Kapazitätswert-Schaltkreises 75 zum Ändern des Kapazitätswerts in der Ausführungsform 1 nach der vorliegenden Erfindung. Der Kapazitätswert-Schaltkreis 75 von Fig. 2 beinhaltet jeweils die Kondensatorelemente 24-29 von Fig. 1. In Fig. 2 bezeichnet die Bezugszahl 40 (IN) jeweils einen Eingangsanschluss der Kondensatorelemente 24-29 (siehe Fig. 1), und 41 (OUT) bezeichnet jeweils einen Ausgangsanschluss der Kondensatorelemente 24 - 29. Die Bezugszahlen 42 (C0)- 46(C4) bezeichnen jeweils einen kapazitätsschaltenden Eingangsanschluss. Die Bezugszahlen 52-56 bezeichnen jeweils einen P-Kanal- Transistor, und 57-61 bezeichnen jeweils einen N-Kanal-Transistor. Ein P-Kanal- Transistor- und N-Kanal-Transistorpaar bildet einen Schalter zum Schalten des Kapazitätswertes. Die Bezugszahlen 62-67 bezeichnen jeweils ein Kondensatorelement, und 47-51 bezeichnen jeweils einen Inverter.
Als nächstes wird die Anschlusssituation im Kapazitätswertschaltkreis 75 beschrieben.
Der Eingangsanschluss 40 (IN) ist an einen ersten Anschluss des Kondensatorelements 62 angeschlossen, und der Ausgangsanschluss 41 (OUT) ist an einen zweiten Anschluss des Kondensatorelements 62 angeschlossen.
Ein Paar aus einem P-Kanal-Transistor 52 und einem N-Kanal-Transistor 57, das einen Schalter bildet, weist Sources auf, die aneinander angeschlossen sind, und Drains, die aneinander angeschlossen sind. Zusätzlich sind die Sources an den Eingangsanschluss 40 (IN) angeschlossen, und die Drains sind an einen ersten Anschluss des Kondensatorelements 63 angeschlossen. Der kapazitätsschaltende Eingangsanschluss 42 (C0) ist an das Gate des N-Kanal-Transistors 57 und den Eingangsanschluss des Inverters 47 angeschlossen. Der Ausgangsanschluss des Inverters 47 ist an das Gate des P-Kanal-Transistors 52 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss des Kondensatorelements 63 ist an den Ausgangsanschluss 41 (OUT) angeschlossen.
Ein Paar aus einem P-Kanal-Transistor 53 und einem N-Kanal-Transistor 58, das einen Schalter bildet, weist Sources auf, die aneinander angeschlossen sind, und Drains, die aneinander angeschlossen sind. Zusätzlich sind die Sources an den Eingangsanschluss 40 (IN) angeschlossen, und die Drains sind an einen ersten Anschluss des Kondensatorelements 64 angeschlossen. Der kapazitätsschaltende Eingangsanschluss 42 (C1) ist an das Gate des N-Kanal-Transistors 58 und den Eingangsanschluss des Inverters 48 angeschlossen. Der Ausgangsanschluss des Inverters 48 ist an das Gate des P-Kanal-Transistors 53 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss des Kondensatorelements 64 ist an den Ausgangsanschluss 41 (OUT) angeschlossen.
Ein Paar aus einem P-Kanal-Transistor 54 und einem N-Kanal-Transistor 59, das einen Schalter bildet, weist Sources auf, die aneinander angeschlossen sind, und Drains, die aneinander angeschlossen sind. Zusätzlich sind die Sources an den Eingangsanschluss 40 (IN) angeschlossen, und die Drains sind an einen ersten Anschluss des Kondensatorelements 65 angeschlossen. Der kapazitätsschaltende Eingangsanschluss 44 (C2) ist an das Gate des N-Kanal-Transistors 59 und den Eingangsanschluss des Inverters 49 angeschlossen. Der Ausgangsanschluss des Inverters 49 ist an das Gate des P-Kanal-Transistors 54 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss des Kondensatorelements 65 ist an den Ausgangsanschluss 41 (OUT) angeschlossen.
Ein Paar aus einem P-Kanal-Transistor 55 und einem N-Kanal-Transistor 60, das einen Schalter bildet, weist Sources auf, die aneinander angeschlossen sind, und Drains, die aneinander angeschlossen sind. Zusätzlich sind die Sources an den Eingangsanschluss 40 (IN) angeschlossen, und die Drains sind an einen ersten Anschluss des Kondensatorelements 66 angeschlossen. Der kapazitätsschaltende Eingangsanschluss 45 (C3) ist an das Gate des N-Kanal-Transistors 60 und den Eingangsanschluss des Inverters 50 angeschlossen. Der Ausgangsanschluss des Inverters 50 ist an das Gate des P-Kanal-Transistors 55 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss des Kondensatorelements 66 ist an den Ausgangsanschluss 41 (OUT) angeschlossen.
Ein Paar aus einem P-Kanal-Transistor 56 und einem N-Kanal-Transistor 61, das einen Schalter bildet, weist Sources auf, die aneinander angeschlossen sind, und Drains, die aneinander angeschlossen sind. Zusätzlich sind die Sources an den Eingangsanschluss 40 (IN) angeschlossen, und die Drains sind an einen ersten Anschluss des Kondensatorelements 67 angeschlossen. Der kapazitätsschaltende Eingangsanschluss 46 (C4) ist an das Gate des N-Kanal-Transistors 61 und den Eingangsanschluss des Inverters 51 angeschlossen. Der Ausgangsanschluss des Inverters 51 ist an das Gate des P-Kanal-Transistors 56 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss des Kondensatorelements 67 ist an den Ausgangsanschluss 41 (OUT) angeschlossen.
Als nächstes wird der Vorgang des Kapazitätsschaltens der Kondensatorelemente 24-29 (Fig. 1) beschrieben.
In Fig. 2 wird das Steuersignal zum Kapazitätsschalten in die kapazitätsschaltenden Eingangsanschlüsse 42 (C0)-46 (C4) eingegeben, um jedes der P-Kanal- Transistor-/N-Kanal-Transistorpaare, die die Schalter bilden und an die kapazitätsschaltenden Eingangsanschlüsse 42 (C0)-46 (C4) angeschlossen sind, in einen leitenden oder nicht leitenden Zustand zu versetzen. Somit werden die Kondensatorelemente 63-67, die in einem leitenden Zustand an die Schalter angeschlossen sind, zu den Kondensatorelementen 62 parallelgeschaltet, wodurch sich der Kapazitätswert jedes der Kondensatorelemente 24-29 von Fig. 1 ändert.
Wie oben beschrieben umfasst die mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung der vorliegenden Ausführungsform 1 das Filter 30 einschließlich der Widerstandselemente 10-17, der Kondensatorelemente 24-27, wovon jedes aus dem Kapazitätswertschaltkreis 75 (Fig. 2) zum Ändern des Kapazitätswerts des Kondensatorelements besteht, und aus den Operationsverstärkern 6 und 7.
Wie oben beschrieben ist die vorliegende Ausführungsform 1 so konfiguriert, dass die Kapazitätswertschaltkreise die Kapazitätswerte der Kondensatorelemente ändern, die das Filter bilden. Im Ergebnis bietet sie den Vorteil, die Grenzfrequenz einstellen zu können.

AUSFÜHRUNGSFORM 2

Fig. 3 ist ein Schaltbild einer Konfiguration des Kapazitätswertschaltkreises 75 (Fig. 2) einer Ausführungsform 2 nach der vorliegenden Erfindung. In Fig. 3 bezeichnen die Bezugszahlen 52-56 die P-Kanal-Transistoren, und 57-61 bezeichnen die N-Kanal- Transistoren. Die Bezugszahlen 62-67 bezeichnen die Kondensatorelemente mit der Kapazitätswertschaltfunktion. Die Bezugszahl 40 bezeichnet den Eingangsanschluss, und 41 bezeichnet den Ausgangsanschluss. Die Schalter zum Kapazitätswertschalten bestehen aus den P-Kanal-Transistoren 52-56 und den N-Kanal-Transistoren 57-61.
Als nächstes wird die Geometrie der Kondensatorelemente 62-67 beschrieben.
In Fig. 3 ist die Eingangsseite der Kondensatorelemente 62-67 an den Eingangsanschluss 40 (IN) angeschlossen, und deren Ausgangsseite ist an den Ausgangsanschluss 41 (OUT) (siehe Fig. 2) angeschlossen. In diesem Fall verursacht der Eingangs-/Ausgangswiderstand jedes der Kondensatorelemente 62-67 die Abweichung von gewünschten Filtereigenschaften. Dementsprechend ist, um den Eingangs-/Ausgangswiderstand jedes der Kondensatorelemente 62-67 zu senken, die Geometrie der Kondensatorelemente 62-67 rechteckig ausgelegt. Beispielsweise beträgt der Schichtwiderstandswert, wenn eine MOS-Kapazität an die Kondensatorelemente 62-67 angelegt wird, ca. einige Hundert Ohm. Im übrigen haben die rechteckigen Kondensatorelemente 62-67 von Fig. 3 eine Dicke in der zur Schicht von Fig. 3 senkrechten Richtung.
Obwohl die vorliegende Ausführungsform 2 als Konfiguration des Kapazitätswertschaltkreises 75 der wie in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform 1 beschrieben ist, kann die vorliegende Ausführungsform 2 auch auf die Konfiguration des Kapazitätswertschaltkreises der nachstehenden Ausführungsformen 3-10 angewendet werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist die mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung nach der vorliegenden Ausführungsform 2 so konfiguriert, dass die Kondensatorelemente 62-67 eine rechteckige Geometrie haben.
Wie vorstehend beschrieben, ist nach der vorliegenden Ausführungsform 2 die Geometrie der Kondensatorelemente, die die Filter bilden, rechteckig ausgelegt. Dementsprechend kann der Eingangs-/Ausgangswiderstand jedes Kondensatorelements gesenkt werden, was den Vorteil bietet, die Abweichung der Filtereigenschaften zu verhindern.

AUSFÜHRUNGSFORM 3

Fig. 4 ist ein Schaltbild einer Konfiguration einer Filterschaltung einer Ausführungsform 3 nach der vorliegenden Erfindung. In Fig. 4 bezeichnen die Bezugszahlen 6 und 7 die Differenzoperationsverstärker, 8-21 bezeichnen die Widerstandselemente, und 22-29 bezeichnen die Kondensatorelemente. Die Differenzoperationsverstärker 6 und 7 sind nahe der Mitte angeordnet, die Widerstandselemente 8-21 sind angrenzend an die Differenzoperationsverstärker 6 und 7 angeordnet, und die Kondensatorelemente 22-29 sind angrenzend an die Widerstandselemente 22-29 angeordnet, wodurch die Filterschaltung gebildet wird.
Als nächstes wird die Anordnung der Widerstandselemente 8-21 beschrieben. Die Filterschaltung von Fig. 1 umfasst die zweitrangigen Filter 30 und 31, und das erstrangige Filter, das aus den Widerstandselementen 18-21 und den Kondensatorelementen 28 und 29 zusammengesetzt ist. In Fig. 4 sind die Widerstandselemente 10, 12, 14 und 16, die das zweitrangige Filter 30 bilden, nahe beieinander angeordnet, und die Widerstandselemente 11, 13, 15, und 17, die das zweitrangige Filter 30 bilden, sind auch nahe beieinander angeordnet. Zusätzlich sind die Widerstandselemente 18 und 20, die das erstrangige Filter bilden, nahe beieinander angeordnet, und die Widerstandselemente 19 und 21, die das erstrangige Filter bilden, sind auch nahe beieinander angeordnet. Auf diese Weise werden gewünschte Filterungseigenschaften erzielt.
In der Filterschaltung von Fig. 1, wird der Gütefaktor der Filterschaltung durch die Verhältnisse zwischen den Widerstandswerten der Widerstandselemente und den Kapazitätswerten der Kondensatorelemente bestimmt. Dementsprechend kann der Gütefaktor (Q-Faktor) eines bestimmten Wertes erreicht werden, indem die das Filter bildenden Widerstandselemente nahe bei anderen Elementen angeordnet werden, um Verdrahtungselemente zu verkürzen, die die Differenzoperationsverstärker, Widerstandselemente und Kondensatorelemente untereinander verbinden, um die Widerstands- und Kapazitätswerte zu minimieren, die aus den Verdrahtungselementen herrühren. Beispielsweise ist der Gütefaktor des zweitrangigen Filters 30 der Filterschaltung von Fig. 1 durch den folgenden Ausdruck gegeben:

Q = (C2/C1)^0,5 × R2/(R1 × R4)^0,5 (3)
Obwohl die vorliegende Ausführungsform 3 die Filterschaltung von Ausführungsform 1 annimmt, lässt sich die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform 3 auch auf die Konfiguration von Ausführungsform 2 und die Konfigurationen der nachfolgenden Ausführungsformen 4-10 anwenden.
Wie vorstehend beschrieben, ordnet die mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung der vorliegenden Ausführungsform 3 die Widerstandselemente 10 --21 unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Filters an.
Wie vorstehend beschrieben, ist die vorliegende Ausführungsform 3 so konfiguriert, dass die Widerstandselemente, die das Filter bilden, nahe bei anderen Elementen angeordnet sind, um die Widerstands- und Kapazitätswerte zu minimieren, die von den Verdrahtungselementen verursacht werden, die die Differenzoperationsverstärker, Widerstandselement und Kondensatorelement untereinander verbinden. Auf diese Weise bietet die vorliegende Ausführungsform 3 den Vorteil, den gewünschten Gütefaktor erreichen zu können, der durch die Verhältnisse zwischen den Widerstandswerten der Widerstandselemente und den Kapazitätswerten der Kondensatorelemente bestimmt wird.

AUSFÜHRUNGSFORM 4

Fig. 5 ist ein Schaltbild einer Konfiguration der Operationsverstärker-Vorspannungsschaltung 70 einer Ausführungsform 4 nach der vorliegenden Erfindung. In Fig. 5 bezeichnet die Bezugszahl 80 einen Ausgangsanschluss, 81 bezeichnet ein Widerstandselement, die Bezugszahlen 82 und 83 bezeichnen jeweils ein Widerstandselement, 84-87 bezeichnen jeweils einen P-Kanaltransistor, 88-90 bezeichnen jeweils einen N-Kanal-Transistor, die Bezugszahl 91 bezeichnet ein Kondensatorelement, 93 bezeichnet einen Stromversorgungsanschluss, und 94 bezeichnet einen Erdungsanschluss GND.
Das Schalten des Widerstandswertes des Widerstandselements 81 macht es möglich, die Vorspannung einzustellen, die vom Ausgangsanschluss 80 (GBI) ausgegeben wird, der von den Differenzoperationsverstärkern 6 und 7 verwendet werden soll. Die wie in Fig. 5 gezeigte Operationsverstärker-Vorspannungsschaltung 70 ist eine Schaltung zum Einstellen des GB-Produkts (Gain Bandwidth- Verstärkungsbandbreite) der Differenzoperationsverstärker 6 und 7, die die Filterschaltung von Fig. 1 bilden.
Als nächstes wird die Anschlusssituation in der Operationsverstärker-Vorspannungsschaltung 70 beschrieben.
Ein erster Anschluss des Widerstandselements 82 ist an den Stromversorgungsanschluss 93 angeschlossen, und sein zweiter Anschluss ist an einen ersten Anschluss des Widerstandselements 83 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss des Widerstandselements 83 ist an den GND-Anschluss 94 angeschlossen. Der Drain des P-Kanal- Transistors 84 ist an den Stromversorgungsanschluss 93 angeschlossen, seine Source ist an den Drain des P-Kanal-Transistors 86 und an einen ersten Anschluss des Widerstandselements 81 angeschlossen, und sein Gate ist an das Gate und die Source des P-Kanal-Transistors 85 angeschlossen.
Die Source des P-Kanal-Transistors 86 ist an die Source und das Gate des N- Kanal-Transistors 88 angeschlossen, und sein Gate ist an den ersten Anschluss des Widerstandselements 83 angeschlossen. Der Drain des N-Kanal-Transistors 88 ist an den GND-Anschluss 94 angeschlossen, und sein Gate ist an das Gate des N-Kanal-Transistors 89 angeschlossen.
Der Drain des P-Kanal-Transitors 87 ist an den zweiten Anschluss des Widerstandselements 81 angeschlossen, seine Source ist an die Source des N-Kanal- Transistors 89 und den Ausgangsanschluss 80 (GBI) angeschlossen, und sein Gate ist an den ersten Anschluss des Widerstandselements 83 angeschlossen. Der Drain des N- Kanal-Transistors 89 ist an den GND-Anschluss 94 angeschlossen.
Der Drain des P-Kanal-Transistors 85 ist an den Stromversorgungsanschluss 93 und seine Source an die Source des N-Kanal-Transistors 90 angeschlossen. Der Drain des P- Kanal-Transistors 90 ist an den GND-Anschluss 94 und sein Gate an den Ausgangsanschluss 80 (GBI) angeschlossen. Der erste Anschluss des Kondensatorelements 91 ist an den Ausgangsanschluss 80 (GBI) und sein zweiter Anschluss an den GND-Anschluss 94 angeschlossen.
Als nächstes wird die Funktionsweise der vorliegenden Ausführungsform 4 beschrieben.
Die Operationsverstärker-Vorspannungsschaltung 70 von Fig. 5 wird verwendet, um die Grenzfrequenz f_c einzustellen, indem die Kapazitätswerte der Kondensatorelemente dann verändert werden, wenn die Herstellungsschwankungen in den Widerstands- und Kondensatorelementen der wie in Fig. 1 in der vorstehenden Ausführungsform 1 gezeigten Filterschaltung vorhanden sind.
In den Fig. 1 und 5 werden, um die Grenzfrequenz f_c einzustellen, die GB- Produkte der Differenzoperationsverstärker 6 und 7 auf optimale Werte eingestellt, indem der Widerstandswert des Widerstandselements 81 von Fig. 5 geschaltet wird, und indem die Kapazitätswerte der Kondensatorelemente verändert wird.
Im Spezielleren ist die Operationsverstärker-Vorspannungsschaltung von Fig. 5 so konfiguriert, dass die GB-Produkte der Differenzoperationsverstärker 6 und 7 von Fig. 1 proportional zu 1/(R × C_c) sind, wobei R der Widerstandswert des Widerstandselements 81 und C_c eine Phasenausgleichskapazität (mit einem festen Kapazitätswert) ist, die in den Differenzoperationsverstärkern 6 und 7 enthalten ist.
Wie vorstehend beschrieben, umfasst die mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung der vorliegenden Ausführungsform 4 darüber hinaus die wie in Fig. 5 gezeigte Operationsverstärker-Vorspannungsschaltung 70 zum Ändern des GB-Produkts des Operationsverstärkers.
Wie vorstehend beschrieben, bietet die vorliegende Ausführungsform 4, indem die GB-Produkte der Differenzoperationsverstärker unter Verwendung der Operationsverstärker-Vorspannungsschaltung auf die optimalen Werte geregelt werden, den Vorteil, die Grenzfrequenz einstellen zu können, indem die Kapazitätswerte der Kondensatorelemente trotz der Herstellungsschwankungen in den Widerstands- und Kondensatorelementen, die das Filter bilden, verändert werden.

AUSFÜHRUNGSFORM 5

Fig. 6 ist ein Schaltbild einer Konfiguration der Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung 180 einer Ausführungsform 5 nach der vorliegenden Erfindung. In Fig. 6 bezeichnet die Bezugszahl 100 einen Eingangsanschluss, und 101 bezeichnet einen Ausgangsanschluss. Die Bezugszahlen 102-107 bezeichnen jeweils einen Eingangsanschluss, 108-110 bezeichnen jeweils ein Widerstandselement, 111-113 bezeichnen jeweils ein Kondensatorelement, 114-117 bezeichnen jeweils einen Inverter, 118-124 bezeichnen jeweils einen P-Kanal-Transistor, und 125-130 bezeichnen jeweils einen N- Kanal-Transistor. Die Bezugszahl 131 bezeichnet einen Stromversorgungsanschluss, 132 bezeichnet einen GND-Erdungsanschluss, 133 bezeichnet einen wie in Fig. 2 gezeigten Kapazitätswert-Schaltkreis, und 134 bezeichnet einen Knoten A. Die Zeitkonstanten- Erfassungsschaltung 180 bestimmt die Zeitkonstante des Kapazitätswert-Schaltkreises 133 und des Widerstandselements 108, indem sie den Kapazitätswert des Kapazitätswert-Schaltkreises 133 sequentiell schaltet, und die Zeitkonstanteninformation vom Ausgangsanschluss 101 (CMPOUT) als Ausgangssignal ausgibt. Das Ausgangssignal wird einer Trimmervorrichtung 150 zugeführt. Die Trimmervorrichtung 150 lässt eine Sicherung einer Sicherungsschaltung 160 durchbrennen oder hält die Verbindung in Ansprechen auf das Ausgangssignal aufrecht. Der in Fig. 6 verwendete Kapazitätswert- Schaltkreis 133 weist dieselbe Geographie und Konfiguration auf wie die Kondensatorelemente, die die Filterschaltung von Fig. 1 bilden, und ist getrennt von diesen ausgebildet.
Als nächstes wird die Anschlusssituation in der Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung 180 beschrieben.
Ein erster Anschluss des Widerstandselements 108 ist an den Stromversorgungsanschluss 131 angeschlossen, und sein zweiter Anschluss ist an den Knoten A 134 angeschlossen. Der Knoten A 134 ist an einen ersten Anschluss des Kapazitätswert- Schaltkreises 133 (Ausgangsanschluss 41 (OUT) von Fig. 2) und an den Drain des P- Kanal-Transistors 118 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss des Kapazitätswert- Schaltkreises 133 (Eingangsanschluss 40 (IN) von Fig. 2) ist an den GND-Anschluss 132 angeschlossen.
Die Source des P-Kanal-Transistors 118 ist an den GND-Anschluss 132 angeschlossen, und sein Gate ist an den Eingangsanschluss 100 (EDC) angeschlossen. Der erste Anschluss des Widerstandselements 109 ist an den Stromversorgungsanschluss 131 angeschlossen, und sein zweiter Anschluss ist an einen ersten Anschluss des Widerstandselements 110 und des Kondensatorelements 111 angeschlossen. Der zweite Anschluss des Widerstandselements 110 und derjenige des Kondensatorelements 111 ist an den GND-Anschluss 132 angeschlossen.
Die Sources des P-Kanal-Transistors 119 und N-Kanal-Transistors 125 sind an den Knoten A 134 angeschlossen, und ihre Drains sind an einen ersten Anschluss des Kondensatorelements 112 angeschlossen. Das Gate des P-Kanal-Transistors 119 ist an den Eingangsanschluss 102 (CNI) angeschlossen, und das Gate des N-Kanal-Transistors 125 ist an den Eingangsanschluss 103 (CPI) angeschlossen.
Die Sources des P-Kanal-Transistors 120 und N-Kanal-Transistors 126 sind an den zweiten Anschluss des Widerstandselements 109 angeschlossen, und ihre Drains sind an den ersten Anschluss des Kondensatorelements 112 angeschlossen. Das Gate des P-Kanal-Transistors 120 ist an den Eingangsanschluss 104 (RNI) angeschlossen, und das Gate des N-Kanal-Transistors 126 ist an den Eingangsanschluss 105 (RPI) angeschlossen.
Die Sources des P-Kanal-Transistors 121 und N-Kanal-Transistors 127 sind an einen zweiten Anschluss des Kondensatorelements 112 angeschlossen, und ihre Drains sind an einen ersten Anschluss des Kondensatorelements 113 angeschlossen. Das Gate des P-Kanal-Transistors 121 ist an den Eingangsanschluss 106 (HNI) angeschlossen, und das Gate des N-Kanal-Transistors 127 ist an den Eingangsanschluss 107 (HPI) angeschlossen. Der Eingangsanschluss des Inverters 114 ist an den zweiten Anschluss des Kondensatorelements 112 angeschlossen, und sein Ausgangsanschluss ist an den ersten Anschluss des Kondensatorelements 113 angeschlossen.
Die Sources des P-Kanal-Transistors 122 und N-Kanal-Transistors 128 sind an einen zweiten Anschluss des Kondensatorelements 113 angeschlossen, und ihre Drains sind an den Ausgangsanschluss des Inverters 115 angeschlossen. Das Gate des P-Kanal- Transistors 122 ist an den Eingangsanschluss 106 (HNI) angeschlossen, und das Gate des N-Kanal-Transistors 128 ist an den Eingangsanschluss 107 (HPI) angeschlossen. Der Eingangsanschluss des Inverters 115 ist an den zweiten Anschluss des Kondensatorelements 113 angeschlossen.
Die Sources des P-Kanal-Transistors 123 und N-Kanal-Transistors 129 sind an den Ausgangsanschluss des Inverters 115 angeschlossen, und ihre Drains sind an den Eingangsanschluss des Inverters 116 angeschlossen. Das Gate des P-Kanal-Transistors 122 ist an den Eingangsanschluss 102 (CNI) angeschlossen, und das Gate des N-Kanal- Transistors 129 ist an den Eingangsanschluss 103 (CPI) angeschlossen.
Die Sources des P-Kanal-Transistors 124 und N-Kanal-Transistors 130 sind an den Eingangsanschluss des Inverters 116 angeschlossen, und ihre Drains sind an den Ausgangsanschluss 101 (CMPOUT) angeschlossen. Das Gate des P-Kanal-Transistors 124 ist an den Eingangsanschluss 103 (CPI) angeschossen, und das Gate des N-Kanal- Transistors 130 ist an den Eingangsanschluss 102 (CNI) angeschlossen. Der Eingangsanschluss des Inverters 117 ist an den Ausgangsanschluss des Inverters 116 angeschlossen, und sein Ausgangsanschluss ist an den Ausgangsanschluss 101 (CMPOUT) angeschlossen.
Als nächstes wird die Funktionsweise der vorliegenden Ausführungsform 5 beschrieben.
In Fig. 6 führt der Kapazitätswert-Schaltkreis 133 das Schalten des Kapazitätswerts in Sequenz wie folgt aus. In diesem Fall fällt der Kapazitätswert-Schaltkreis 133 gemäß seinen wie in Fig. 2 gezeigten fünf Kapazitätswertschaltanschlüssen fünf Mal eine Entscheidung hinsichtlich der Zeitkonstante. Beträgt der Schaltbereich des Kapazitätswerts des Kapazitätswert-Schaltkreises 133 C_max bis C_min, erfolgt die erste Entscheidung, indem der Kapazitätswert des Kapazitätswert-Schaltkreises 133 auf (C_max-C_min)12, den mittleren Wert des Kapazitätsschaltbereichs, gesetzt wird, und indem die Zeitkonstante des Kapazitätswert-Schaltkreises 133 und des Widerstandselements 108 mit einer Referenzzeitkonstanten verglichen und dadurch entschieden wird, welche größer ist. Die zweite Entscheidung der Zeitkonstante wird gefällt, indem der Kapazitätswert auf einen Zwischenwert zwischen dem Wert (C_max-C_min)/2 und C_max oder C_min gesetzt wird, und indem die Zeitkonstante mit der Referenzzeitkonstante verglichen wird. Auf diese Weise erfolgt fünf Mal die Entscheidung über die Zeitkonstante. Es ist nicht wesentlich, den Ausgangskapazitätswert auf (C_max-C_min)/2 zu setzen, aber es ist zulässig, ihn auf einen geeigneten Wert zwischen C_max und C_min zu setzen.
Angenommen, die Kapazitätswerte der Kondensatorelemente 62-67 von Fig. 2 betragen jeweils 5,5 pF, 0,25 pF, 0,5 pF, 1,0 pF, 2,0 pF und 3,0 pF. In diesem Fall ist der Schaltbereich C_max-C_min des Kapazitätswerts des Kapazitätswert-Schaltkreises 133 12,25 pF - 0,25 pF, und der mittlere Wert (C_max-C_min)/2 des Kapazitätswertschaltbereichs ist 6,0 pF.
Die wie in Fig. 6 gezeigte Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung 180 beginnt ihre Vergleichsoperation wie folgt. Zuerst wird dem Eingangsanschluss 106 ein Hochpegelsignal zugeführt, und dem Eingangsanschluss 107 wird ein Tiefpegelsignal zugeführt, um den Versatz zu beseitigen. Als zweites wird das Hochpegelsignal dem Eingangsanschluss 104 zugeführt, und das Tiefpegelsignal wird dem Eingangsanschluss 105 zugeführt, um das Kondensatorelement 112 durch das Widerstandselement 109 auf eine Vergleichsspannung (Bezugsspannung) Vref zu laden. Dann wird das Hochpegelsignal dem Eingangsanschluss 102 und das Tiefpegelsignal dem Eingangsanschluss 103 zugeführt, um den Vergleich zu beginnen. Das vom Ausgangsanschluss 101 erzeugte Signal geht auf Hochpegel, wenn die Spannung Va am Knoten A 134 höher ist als die Bezugsspannung Vref, und geht auf Tiefpegel, wenn die Spannung Va niedriger ist als die Bezugsspannung Vref. Während des Kapazitätsschaltens wird den Eingangsanschlüssen 102, 104 und 106 das Tiefpegelsignal zugeführt, und den Eingangsanschlüssen 103, 105 und 107 wird das Hochpegelsignal zugeführt.
Angenommen, die Kondensatorelemente 62 und 67 werden bei der ersten Entscheidung ausgewählt. In diesem Fall wird der Kapazitätswert des Kapazitätswert- Schaltkreises 133 5,5 pF + 3,0 pF = 8,5 pF. Ist das Vergleichsergebnis der Spannung Va am Knoten A 134 mit der Bezugsspannung Vref Va < Vref, dann gibt der Ausgangsanschluss 101 ein Tiefpegelsignal ab.
Da der Ausgangsanschluss 101 das Tiefpegelsignal als Ergebnis der ersten Entscheidung abgibt, werden die Kondensatorelemente 62 und 65 bei der zweiten Entscheidung gewählt, die den Kapazitätswert des Kapazitätswert-Schaltkreises 133 auf 5,5 pF + 1,0 pF = 6,5 pF setzt. Ist das Vergleichsergebnis der Spannung Va am Knoten A 134 mit der Bezugsspannung Vref Va > Vref, dann gibt der Ausgangsanschluss 101 ein Hochpegelsignal ab.
Da der Ausgangsanschluss 101 das Hochpegelsignal als Ergebnis der zweiten Entscheidung abgibt, werden die Kondensatorelemente 62 und 66 bei der dritten Entscheidung gewählt, die den Kapazitätswert des Kapazitätswert-Schaltkreises 133 auf 5,5 pF + 2,0 pF = 7,5 pF setzt. Ist das Vergleichsergebnis der Spannung Va am Knoten A 134 mit der Bezugsspannung Vref Va < Vref, dann gibt der Ausgangsanschluss 101 ein Tiefpegelsignal ab.
Da der Ausgangsanschluss 101 das Tiefpegelsignal als Ergebnis der dritten Entscheidung abgibt, werden die Kondensatorelemente 62, 64 und 65 bei der vierten Entscheidung gewählt, die den Kapazitätswert des Kapazitätswert-Schaltkreises 133 auf 5,5 pF + 0,5 pF + 1,0 pF = 7,0 pF setzt. Ist das Vergleichsergebnis der Spannung Va am Knoten A 134 mit der Bezugsspannung Vref Va > Vref, dann gibt der Ausgangsanschluss 101 ein Hochpegelsignal ab.
Da der Ausgangsanschluss 101 das Hochpegelsignal als Ergebnis der vierten Entscheidung abgibt, werden die Kondensatorelemente 62, 63, 64 und 65 bei der fünften Entscheidung gewählt, die den Kapazitätswert des Kapazitätswert-Schaltkreises 133 auf 5,5 pF + 0,5 pF +1,0 pF + 0,25 pF = 7,25 pF setzt.
Die erste bis fünfte Entscheidung wird entsprechend der Zeitkonstante der Kondensatorelemente, die in dem wie in Fig. 2 gezeigten Kapazitätswert-Schaltkreis 133 ausgewählt werden, und dem wie in Fig. 6 gezeigten Widerstandselement 108 gemacht. Somit variiert der Kapazitätswert, der als die Summe der Kondensatorelemente bestimmt wird, die im wie in Fig. 6 gezeigten Kapazitätswert-Schaltkreis 133, wie vorstehend beschrieben, ausgewählt werden, was zum Endwert von 7,25 pF führt. Als Ergebnis wird die Abweichung des Widerstandswerts von -10% dadurch ausgeglichen, dass der Kapazitätswert um 10% erhöht wird.
Das Ausgangssignal des Ausgangsanschlusses 101 (CMPOUT), das als Ergebnis der fünf Entscheidungen (Entscheidungsergebnisse groß oder klein) erzeugt wird, wird der Trimmervorrichtung 150 zugeführt, so dass die Ergebnisse der fünf Entscheidungen in der Sicherungsschaltung 160 gespeichert werden. Der aufgezeichnete Code wird als Kapazitätswertschaltcode der Kondensatorelemente der Filterschaltung von Fig. 1 verwendet. Dies macht es möglich, die Grenzfrequenz f_c der Filterschaltung einzustellen.
Wie vorstehend beschrieben, umfasst die mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung der vorliegenden Ausführungsform 5 das Filter 30, einschließlich der Widerstandselemente 12-17, der Kondensatorelemente 24-27, wovon jedes aus dem Kapazitätswert-Schaltkreis 75 (Fig. 2) zum Ändern des Kapazitätswerts des Kondensatorelements besteht, und den Operationsverstärkern 6 und 7; und der Zeitkonstanten- Erfassungsschaltung 180 (Fig. 6) zum Erfassen der Zeitkonstante des Kondensatorelements 133 und Widerstandselements 108, die unabhängig von den Kondensatorelementen 24-27 und den Widerstandselementen 12-17 ausgebildet sind und dieselbe Geographie und Konfiguration wie diese aufweisen. Sie verändert die Kapazitätswerte der Kondensatorelemente des Filters 30 entsprechend der erfassten Zeitkonstante.
Da wie vorstehend beschrieben die vorliegende Ausführungsform 5 die Zeitkonstante unter Verwendung der Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung erfasst, bietet sie den Vorteil, die Abweichung der Grenzfrequenz problemlos erfassen zu können.

AUSFÜHRUNGSFORM 6

Die Grenzfrequenz f_c und das GB-Produkt der Differenzoperationsverstärker kann auf optimale Werte eingestellt werden, indem die Zeitkonstanteninformation verwendet wird, welche von der Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung 180 von Fig. 6 als Schaltcode der Kapazitätswerte der Kondensatorelemente der Filterschaltung von Fig. 1 und als Schaltcode des Widerstandswerts des Widerstandselements 81 der Operationsverstärker-Vorspannungsschaltung von Fig. 5 erfasst wird.
Wie vorstehend beschrieben, umfasst die mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung der vorliegenden Ausführungsform 6 die wie in Fig. 5 gezeigte Operationsverstärker-Vorspannungsschaltung 70 zum Steuern des GB-Produkts der Operationsverstärker, wodurch es ermöglicht wird, das GB-Produkt entsprechend der erfassten Zeitkonstante zu verändern.
Wie vorstehend beschrieben, ist die vorliegende Ausführungsform 6 so konfiguriert, dass die Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung 180 die Zeitkonstante erfasst. Somit kann sie problemlos die Abweichung der Grenzfrequenz erfassen, indem sie den Vorteil bietet, das GB-Produkt der Differenzoperationsverstärker entsprechend der Zeitkonstante zu steuern.

AUSFÜHRUNGSFORM 7

Wenn die Ausführungsform 5 die Zeitkonstante erfasst, indem sie die Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung 180 von Fig. 6 verwendet, kann die Parasitärkapazität am Knoten A 134 einen Zeitkonstantenerfassungsfehler verursachen. Um die Parasitärkapazität zu minimieren, wird die Verdrahtung zwischen den Kondensatorelementen, die aus dem Kapazitätswert-Schaltkreis 133, den P-Kanal-Transistoren 118 und 119, dem N-Kanal-Transistor 125 und dem Widerstandselement 108 des Kapazitätswert-Schaltkreises 133 besteht, kurz und dünn ausgelegt. Zusätzlich wird die L-Größe (Gate-Länge) der P-Kanal-Transistoren 118 und 119 und des N-Kanal-Transistors 125 dünn ausgelegt, um die Parasitärkapazität zu reduzieren. Somit wird eine Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung 180 mit einem geringem Fehleraufkommen erzielt.
Obwohl die vorliegende Ausführungsform 7 in der vorangehenden Beschreibung auf die Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung von Ausführungsform 5 angewendet wird, lässt sie sich auch auf die Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung von Ausführungsform 9 anwenden, die später noch beschrieben wird.
Wie vorstehend beschrieben, ist die mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung der vorliegenden Ausführungsform 7 so konfiguriert, dass die Parasitärkapazität der Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung reduziert ist. Im Spezielleren ist die Verdrahtung zwischen den Kondensatorelementen 111-113, den Widerstandselementen 108-110 und den Transistoren 118-130 der Zeitkonstanten- Erfassungsschaltung so ausgeführt, und die Größen der Transistoren sind so festgelegt, dass die Parasitärkapazität reduziert ist.
Wie vorstehend beschrieben, ist die vorliegende Ausführungsform 7 so konfiguriert, dass die Verdrahtung zwischen den Kondensatorelementen, Transistoren und Widerstandselementen kurz und dünn ausgelegt ist und die L-Größe der Transistoren dünn ausgelegt ist, um die Parasitärkapazität zu reduzieren. Als Ergebnis bietet die vorliegende Ausführungsform 7 den Vorteil, die Zeitkonstanten- Erfassungsschaltung mit einem geringen Fehleraufkommen zu implementieren.

AUSFÜHRUNGSFORM 8

Wenn die Ausführungsform 6 die Zeitkonstante erfasst, indem sie die Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung 180 von Fig. 6 verwendet, kann die Parasitärkapazität am Knoten A einen Zeitkonstantenerfassungsfehler verursachen. Um die Parasitärkapazität zu minimieren, wird die Verdrahtung zwischen den Kondensatorelementen, die aus dem Kapazitätswert-Schaltkreis 133, den P-Kanal-Transistoren 118 und 119, dem N-Kanal- Transistor 125 und dem Widerstandselement 108 des Kapazitätswert-Schaltkreises 133 besteht, kurz und dünn ausgelegt. Zusätzlich wird die L-Größe (Gate-Länge) der P- Kanal-Transistoren 118 und 119 und des N-Kanal-Transistors 125 dünn ausgelegt, um die Parasitärkapazität zu reduzieren. Somit wird eine Zeitkonstanten- Erfassungsschaltung 180 mit einem geringem Fehleraufkommen erzielt.
Obwohl die vorliegende Ausführungsform 8 in der vorangehenden Beschreibung auf die Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung von Ausführungsform 6 angewendet wird, lässt sie sich auch auf die Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung von Ausführungsform 10 anwenden, die später noch beschrieben wird.
Wie vorstehend beschrieben, ist die mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung der vorliegenden Ausführungsform 8 so konfiguriert, dass die Parasitärkapazität der Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung reduziert ist. Im Spezielleren ist die Verdrahtung zwischen den Kondensatorelementen 111-113, den Widerstandelementen 108-110 und den Transistoren 118-130 der Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung so ausgeführt, und die Größen der Transistoren sind so festgelegt, dass die Parasitärkapazität reduziert ist.
Wie vorstehend beschrieben, ist die vorliegende Ausführungsform 8 so konfiguriert, dass die Verdrahtung zwischen den Kondensatorelementen, Transistoren und Widerstandselementen kurz und dünn ausgelegt ist und die L-Größe der Transistoren dünn ausgelegt ist, um die Parasitärkapazität zu reduzieren. Als Ergebnis bietet die vorliegende Ausführungsform 8 den Vorteil, die Zeitkonstanten- Erfassungsschaltung mit einem geringen Fehleraufkommen zu implementieren.

AUSFÜHRUNGSFORM 9

Die Zeitkonstantenerfassungsinformation, die von der Zeitkonstanten- Erfassungsschaltung 180 von Fig. 6 in der vorangehenden Ausführungsform 6 erfasst wird, wird mittels der Sicherungsschaltung 160 aufgezeichnet. Die Zeitkonstantenerfassung wird vor dem Versand in einem Test durchgeführt, und die Sicherungsschaltung 160 speichert die Erfassungsergebnisse. Somit wird es bei einem praktischen Einsatz unnötig, die Zeitkonstante zu erfassen und die Grenzfrequenz f_c und das GB- Produkt der Differenzoperationsverstärker, die die Filterschaltung bilden, einzustellen. Als Ergebnis kann sie die Zeit einsparen, die zum Erfassen der Zeitkonstante erforderlich ist.
Wie vorstehend beschrieben, zeichnet die mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung der vorliegenden Ausführungsform 9 die Zeitkonstante in der Sicherungsschaltung auf.
Wie vorstehend beschrieben, ist die vorliegende Ausführungsform 9 so konfiguriert, dass die Zeitkonstantenerfassungsinformation mittels der Sicherungsschaltung 160 aufgezeichnet wird. Im Ergebnis ist es beim praktischen Einsatz unnötig, die Zeitkonstantenerfassung durchzuführen und die Grenzfrequenz und das GB-Produkt der Differenzoperationsverstärker, die die Filterschaltung bilden, einzustellen. Auf diese Weise bietet die vorliegende Ausführungsform 9 den Vorteil, beim praktischen Einsatz die Zeit einsparen zu können, die für die Erfassung der Zeitkonstante erforderlich ist.

AUSFÜHRUNGSFORM 10

Die Zeitkonstantenerfassungsinformation, die von der Zeitkonstanten- Erfassungsschaltung 180 von Fig. 6 in der vorangehenden Ausführungsform 6 erfasst wird, wird mittels der Sicherungsschaltung 160 aufgezeichnet. Die Zeitkonstantenerfassung wird vor dem Versand in einem Test durchgeführt, und die Sicherungsschaltung 160 speichert die Erfassungsergebnisse. Somit wird es bei einem praktischen Einsatz unnötig, die Zeitkonstante zu erfassen und die Grenzfrequenz f_c und das GB- Produkt der Differenzoperationsverstärker, die die Filterschaltung bilden, einzustellen. Als Ergebnis kann sie die Zeit einsparen, die zum Erfassen der Zeitkonstante erforderlich ist.
Wie vorstehend beschrieben, zeichnet die mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung der vorliegenden Ausführungsform 10 die Zeitkonstante in der Sicherungsschaltung auf.
Wie vorstehend beschrieben, ist die vorliegende Ausführungsform 10 so konfiguriert, dass die Sicherungsschaltung die Zeitkonstantenerfassungsinformation aufzeichnet. Im Ergebnis ist es beim praktischen Einsatz unnötig, die Zeitkonstantenerfassung durchzuführen und die Grenzfrequenz und das GB-Produkt der Differenzoperationsverstärker, die die Filterschaltung bilden, einzustellen. Auf diese Weise bietet die vorliegende Ausführungsform 10 den Vorteil, beim praktischen Einsatz die Zeit einsparen zu können, die für die Erfassung der Zeitkonstante erforderlich ist.

Claims

1. Mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung mit:
einem Filter (30) einschließlich Widerstandselementen (10-17), Kondensatorelementen (24-27) und Operationsverstärkern (6, 7), wobei jedes der Kondensatorelemente aus einem Kapazitätswertschaltkreis (75) zum Ändern eines Kapazitätswertes des Kondensatorelements besteht; und
einer Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung (180) zum Erfassen einer Zeitkonstante eines Kondensatorelements (133) und eines Widerstandselements (108), welche den Kondensator- und Widerstandselementen des Filters entsprechen,
bei der die Kapazitätswerte der Kondensatorelemente des Filters im Ansprechen auf die Zeitkonstante eingestellt werden, die von der Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung erfasst wird.

2. Mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, darüber hinaus eine Operationsverstärker-Vorspannungsschaltung (70) zum Verändern eines GB-Produkts des Operationsverstärkers umfassend, bei der die Operationsverstärker-Vorspannungsschaltung das GB-Produkt im Ansprechen auf die Zeitkonstante verändert, die von der Zeitkonstanten- Erfassungsschaltung erfasst wurde.

3. Mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, darüber hinaus eine Sicherungsschaltung (160) zum Aufzeichnen der Zeitkonstante umfassend, die von der Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung erfasst wurde.

4. Mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 2, darüber hinaus eine Sicherungsschaltung (160) zum Aufzeichnen der Zeitkonstante umfassend, die von der Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung erfasst wurde.

5. Mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 3, bei der die Kondensatorelemente eine rechteckige Geometrie aufweisen.

6. Mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 4, bei der die Kondensatorelemente eine rechteckige Geometrie aufweisen.

7. Mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 3, bei der die Widerstandselemente unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Filters angeordnet sind.

8. Mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 4, bei der die Widerstandselemente unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Filters angeordnet sind.

9. Mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 3, bei der die Kondensatorelemente, Widerstandselemente und Transistoren der Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung (180) untereinander verbunden sind, und ihre Transistoren so dimensioniert sind, dass Parasitärkapazitäten reduziert sind.

10. Mit Filter ausgestattete integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 4, bei der die Kondensatorelemente, Widerstandselemente und Transistoren der Zeitkonstanten-Erfassungsschaltung (180) untereinander verbunden sind, und ihre Transistoren so dimensioniert sind, dass Parasitärkapazitäten reduziert sind.