KR102430853B1 - 기준 전압 회로 및 반도체 장치 - Google Patents

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Abstract

공핍형 트랜지스터, 또는, 및, 증가형 트랜지스터를 복수개의 트랜지스터에 의해 구성하고, 공핍형 트랜지스터와 증가형 트랜지스터를 커먼 센트로이드(공통 무게중심)에 배치하여, 반도체 장치의 수지 봉지 등의 응력에 의한 특성 변동의 영향을 회피한, 제품 불균형이 적은 기준 전압 회로로 한다.

Description

기준 전압 회로 및 반도체 장치{REFERENCE VOLTAGE CIRCUIT AND SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은, 기준 전압 회로 및 반도체 장치에 관한 것이다.
기준 전압 회로로서, 도 7에 나타내는 바와 같은 공핍형 트랜지스터와 증가형 트랜지스터를 조합한 기준 전압 회로(700)가 알려져 있다(예를 들면, 일본국 특허 공표 2012-531825호 특허 문헌 1 참조).
기준 전압 회로(700)는, 공핍형의 트랜지스터(710)와, 증가형의 트랜지스터(720)와, 기준 전압(VREF)을 출력하는 단자(730)를 구비하고 있다.
기준 전압 회로(700)의 동작에 대해서, 도 8을 참조하여 설명한다. 트랜지스터(710)의 역치 전압을 VTND로 하면, 이 트랜지스터(710)의 전압과 전류의 관계는 특성 801과 같이 표시된다. 트랜지스터(720)의 역치 전압을 VTNE로 하면, 이 트랜지스터(720)의 전압과 전류의 관계는 특성 802와 같이 표시된다. 특성 801의 절편의 값과 동일한 전류가, 증가형 트랜지스터(720)에 유입되어 발생하는 전압을, 기준 전압(VREF)으로서 단자(730)에 출력한다.
일본국 특허 공표 2012-531825호 공보
일반적으로, 반도체 장치는, 수지 봉지(패키징)에 의한 응력의 영향 때문에 특성 변동이 일어나는 것이 알려져 있다.
예를 들면, 트랜지스터(710)와 트랜지스터(720)가 x축 방향으로 배치된 반도체 장치가 수지 봉지되었을 때에, x축 방향으로 응력이 걸리면, 트랜지스터(710)와 트랜지스터(720)의 특성 변동에 차이가 생길 가능성이 있다. 즉, 특성 801과 특성 802는, 원하는 특성으로부터 차이가 생길 가능성이 있다.
본 발명은, 반도체 장치의 수지 봉지 등의 응력에 의한 특성 변동의 영향을 회피하기 위해 이루어진 것이며, 제품 불균형이 적은 기준 전압 회로를 구비한 반도체 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기준 전압 회로는, 공핍형 트랜지스터, 또는, 및, 증가형 트랜지스터를 복수개의 트랜지스터에 의해 구성하고, 공핍형 트랜지스터와 증가형 트랜지스터를 커먼 센트로이드(공통 무게중심)에 배치한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기준 전압 회로에 의하면, 반도체 장치의 수지 봉지 등의 응력에 의한 특성 변동의 영향을 회피하여, 제품 불균형이 적은 기준 전압 회로를 구비한 반도체 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 기준 전압 회로를 나타내는 설명도이다.
도 2는 제1 실시 형태의 기준 전압 회로의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
도 3은 제1 실시 형태의 기준 전압 회로의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
도 4는 제1 실시 형태의 기준 전압 회로의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
도 5는 제1 실시 형태의 기준 전압 회로의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태의 기준 전압 회로를 나타내는 설명도이다.
도 7은 일반적인 기준 전압 회로를 나타내는 회로도이다.
도 8은 도 7의 기준 전압 회로의 동작 설명도이다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태의 기준 전압 회로를 나타내는 설명도이다.
기준 전압 회로(100)는, 공핍형의 트랜지스터(110)와, 증가형의 트랜지스터(120)와, 기준 전압(VREF)을 출력하는 단자(130)를 구비하고 있다.
트랜지스터(110)는, 2개의 공핍형의 트랜지스터(111 및 112)를 직렬로 접속하여 구성되어 있다. 트랜지스터(120)는, 2개의 트랜지스터(121 및 122)를 직렬 접속하여 구성되어 있다.
기준 전압 회로(100)의 동작은, 일반적인 공핍형의 트랜지스터(110)와 증가형의 트랜지스터(120)로 구성되는 기준 전압 회로와 동일하며, 기준 전압(VREF)을 단자(130)에 출력한다.
여기서, 기준 전압 회로(100)는, 트랜지스터(111)와 트랜지스터(112)를 동일한 사이즈(W길이와 L길이)로 하고, 트랜지스터(121)와 트랜지스터(122)를 동일한 사이즈(W길이와 L길이)로 한다. 그리고, 트랜지스터(111, 112, 121, 122)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 반도체 장치 상에 대략 커먼 센트로이드(공통 무게중심)에 배치한다.
즉, 트랜지스터(111, 112, 121, 122)는, 점대칭으로 배치하여, 커먼 센트로이드(공통 무게중심)를 실현하고 있다.
이상과 같이 배치된 기준 전압 회로(100)는, 수지 봉입 등의 응력에 의해 x축 방향 혹은 y축 방향으로 트랜지스터의 특성이 변화해도, 트랜지스터(110)와 트랜지스터(120)가 동일한 영향을 받는다. 따라서, 트랜지스터(110)와 트랜지스터(120)는, 동일한 특성 변동이 일어나므로, 변동된 특성의, 원하는 전압 전류 특성으로부터의 차이를 작게 할 수 있는 효과가 있다.
이상 설명한 바와 같이, 기준 전압 회로(100)는, 트랜지스터(110)와 트랜지스터(120)를 반도체 장치 상에 대략 커먼 센트로이드에 배치했으므로, 반도체 장치의 수지 봉지 등의 응력에 의한 특성 변동의 영향을 회피하여, 제품 불균형이 적은 기준 전압 회로를 구비한 반도체 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 2는, 제1 실시 형태의 기준 전압 회로의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
기준 전압 회로(200)는, 공핍형의 트랜지스터(210)와 증가형의 트랜지스터(220)를, 각각 3개의 트랜지스터로 구성했다.
트랜지스터(210)는, 3개의 공핍형의 트랜지스터(211, 212, 및 213)를 직렬로 접속하여 구성되어 있다. 트랜지스터(220)는, 3개의 트랜지스터(221, 222, 및 223)를 직렬 접속하여 구성되어 있다.
여기서, 각 트랜지스터를 기준 전압 회로(100)와 동일하게 구성하여, 도 2에 나타내는 바와 같이, 반도체 장치 상에 대략 커먼 센트로이드(공통 무게중심)에 배치한다. 이와 같이 구성한 기준 전압 회로(200)도, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또, 기준 전압 회로(200)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 반도체 장치 상에 대략 커먼 센트로이드(공통 무게중심)에 배치해도 된다. 즉, 트랜지스터(211, 212, 223)와 트랜지스터(213, 221, 222)를 선대칭으로 배치하여, 커먼 센트로이드(공통 무게중심)를 실현하고 있다.
도 4는, 제1 실시 형태의 기준 전압 회로의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
기준 전압 회로(400)는, 공핍형의 트랜지스터(410)와 증가형의 트랜지스터(420)를, 각각 2개의 트랜지스터로 구성했다.
트랜지스터(410)는, 2개의 공핍형의 트랜지스터(411 및 412)를 병렬로 접속하여 구성되어 있다. 트랜지스터(420)는, 2개의 트랜지스터(421 및 422)를 병렬 접속하여 구성되어 있다.
기준 전압 회로(400)는, 도 1의 기준 전압 회로(100)와 마찬가지로, 반도체 장치 상에 대략 커먼 센트로이드(공통 무게중심)에 배치한다. 이와 같이 구성한 기준 전압 회로(400)도, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 기준 전압 회로(400)는, 각 트랜지스터는 2개의 트랜지스터를 병렬 접속하여 구성했지만, 2개 이상을 병렬로 접속하여, 그들을 반도체 장치 상에 대략 커먼 센트로이드(공통 무게중심)에 배치해도 된다.
도 5는, 제1 실시 형태의 기준 전압 회로의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
기준 전압 회로(500)는, 공핍형의 트랜지스터(110)와, 증가형의 트랜지스터(120)와, 기준 전압(VREF)을 출력하는 단자(130)를 구비하고 있다. 트랜지스터(120)는, 2개의 트랜지스터(121 및 122)를 직렬 접속하여 구성되어 있다.
도 1의 기준 전압 회로(100)는, 공핍형의 트랜지스터(110)를 2개의 공핍형의 트랜지스터(111 및 112)를 직렬로 접속하여 구성했지만, 도 5에 나타내는 바와 같이 1개의 트랜지스터로 구성해도, 반도체 장치 상에 대략 커먼 센트로이드(공통 무게중심)에 배치하는 것이 가능하다.
또한, 도 5의 기준 전압 회로(500)에 있어서, 공핍형의 트랜지스터(110)가 1개의 트랜지스터로 구성한 예를 설명했지만, 증가형의 트랜지스터(120)를 1개의 트랜지스터로 구성해도 된다.
이상 설명한 제1 실시 형태의 기준 전압 회로는, 각 트랜지스터를 1개~3개의 트랜지스터로 구성했지만, 3개 이상을 직렬, 또는 병렬로 접속하고, 그들을 반도체 장치 상에 대략 커먼 센트로이드(공통 무게중심)에 배치해도 된다.
도 6은, 본 발명의 제2 실시 형태의 기준 전압 회로를 나타내는 설명도이다.
기준 전압 회로(600)는, 공핍형의 트랜지스터(610)와, 증가형의 트랜지스터(620)와, 커런트 미러 회로를 구성하는 트랜지스터(640) 및 트랜지스터(650)를 구비하고 있다. 기준 전압 회로(600)는, 트랜지스터(610)와 트랜지스터(620)를 커런트 미러 회로로 결합하여 구성한 것으로, 기본적인 동작은 제1 실시 형태의 기준 전압 회로와 동일하다. 기준 전압 회로(600)는, 제1 실시 형태의 기준 전압 회로와 마찬가지로 복수의 트랜지스터로 구성한다.
트랜지스터(610)는, 2개의 공핍형의 트랜지스터(611 및 612)를 직렬로 접속하여 구성되어 있다. 트랜지스터(620)는, 2개의 트랜지스터(621 및 622)를 직렬 접속하여 구성되어 있다. 트랜지스터(640)는, 2개의 트랜지스터(641 및 642)를 직렬로 접속하여 구성되어 있다. 트랜지스터(650)는, 2개의 트랜지스터(651 및 652)를 직렬 접속하여 구성되어 있다.
각 트랜지스터는, 제1 실시 형태의 기준 전압 회로와 동일하게 구성된다. 그리고, 예를 들면, 기준 전압 회로(100)와 마찬가지로, 트랜지스터(610)와 트랜지스터(620)를 반도체 장치 상에 대략 커먼 센트로이드(공통 무게중심)에 배치하고, 트랜지스터(640)와 트랜지스터(650)를 반도체 장치 상에 대략 커먼 센트로이드(공통 무게중심)에 배치한다. 이와 같이 구성한 기준 전압 회로(600)도, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제2 실시 형태의 기준 전압 회로(600)는, 각 트랜지스터를 2개의 트랜지스터로 구성했지만, 제1 실시 형태와 마찬가지로 2개 이상을 직렬, 또는 병렬로 접속하고, 그들을 반도체 장치 상에 대략 커먼 센트로이드(공통 무게중심)에 배치해도 된다.
110, 210, 410, 610: 공핍형 트랜지스터
120, 220, 420, 620: 증가형 트랜지스터
640, 650: 트랜지스터 130: 단자

Claims (10)

  1. 전류원인 공핍형 트랜지스터와 부하인 증가형 트랜지스터를 구비한 기준 전압 회로로서,
    상기 공핍형 트랜지스터 및 상기 증가형 트랜지스터 중 적어도 하나는, 복수개의 트랜지스터에 의해 구성되고,
    적어도 1개의 공핍형 트랜지스터를 접속하여 구성되는 상기 공핍형 트랜지스터와 적어도 1개의 증가형 트랜지스터를 접속하여 구성되는 상기 증가형 트랜지스터가 혼재된 복수 개의 트랜지스터 전체는, 커먼 센트로이드(공통 무게중심)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기준 전압 회로.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 공핍형 트랜지스터와 상기 증가형 트랜지스터는, 점대칭으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기준 전압 회로.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 공핍형 트랜지스터와 상기 증가형 트랜지스터는, 선대칭으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기준 전압 회로.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 공핍형 트랜지스터와 상기 증가형 트랜지스터는, 커런트 미러 회로를 통하여 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 기준 전압 회로.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 공핍형 트랜지스터와 상기 증가형 트랜지스터는, 커런트 미러 회로를 통하여 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 기준 전압 회로.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 공핍형 트랜지스터와 상기 증가형 트랜지스터는, 커런트 미러 회로를 통하여 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 기준 전압 회로.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 커런트 미러 회로를 구성하는 트랜지스터는, 복수개의 트랜지스터에 의해 구성되고,
    상기 복수개의 트랜지스터는, 커먼 센트로이드(공통 무게중심)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기준 전압 회로.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 커런트 미러 회로를 구성하는 트랜지스터는, 복수개의 트랜지스터에 의해 구성되고,
    상기 복수개의 트랜지스터는, 커먼 센트로이드(공통 무게중심)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기준 전압 회로.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 커런트 미러 회로를 구성하는 트랜지스터는, 복수개의 트랜지스터에 의해 구성되고,
    상기 복수개의 트랜지스터는, 커먼 센트로이드(공통 무게중심)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기준 전압 회로.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 기준 전압 회로를 구비한 반도체 장치.
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