半導體集成電路、可變增益放大器以及傳感系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】半導體集成電路、可變増益放大器以及傳感系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請交叉引用
[0002]本申請基于2014年10月1日提交的日本專利申請N0.2014-203309并要求其優(yōu)先權(quán),通過引用將其公開內(nèi)容并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及半導體集成電路,可變增益放大器以及傳感系統(tǒng)。例如,本發(fā)明涉及一種適于構(gòu)造高精度可變增益放大器的半導體集成電路,可變增益放大器以及傳感系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]近年來,已經(jīng)需求高精度可變增益放大器。相關(guān)技術(shù)公開于日本未審專利申請公布 N0.2003-8375 中。
[0005]日本未審專利申請公布N0.2003-8375中公開的可變增益放大器被設(shè)置有:用于產(chǎn)生并輸出對應(yīng)于輸入信號電壓的輸出電流的gm單元;以及,用于將gm單元的輸出電流轉(zhuǎn)換成電壓、并包括用于調(diào)整轉(zhuǎn)換增益的調(diào)整裝置的電流電壓轉(zhuǎn)換電路。電流電壓轉(zhuǎn)換電路包括運算放大器以及連接在運算放大器的輸入端和輸出端之間并能設(shè)定任意電阻值的可變電阻器。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]在日本未審專利申請公布N0.2003-8375中公開的可變增益放大器中,其考慮是在半導體芯片中提供構(gòu)成可變電阻器的多個阻性元件。因此,由于這些阻性元件的制造中的不均衡度,因此會降低可變增益放大器的精度。
[0007]如果構(gòu)成可變電阻器的多個阻性元件提供在半導體芯片外部,且半導體芯片中的阻性元件和運算放大器通過半導體芯片的焊盤連接,則會出現(xiàn)可變增益放大器的精度由于提供至焊盤的ESD保護元件的阻性分量的影響而降低的問題。
[0008]本說明以及附圖的說明會揭示其他問題和新穎特征。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供一種半導體集成電路,其包括:提供在以在外部的方式提供的第一阻性元件的一端側(cè)上的第一焊盤,提供在第一阻性元件的另一端側(cè)上的第二焊盤,運算放大器,在運算放大器的輸出端和第一焊盤之間布線的第一信號線,在運算放大器的一個輸入端和第二焊盤之間布線的第二信號線,提供至第一信號線的第一 ESD保護元件,以及第三信號線,第一焊盤的電壓信號通過第三信號線傳輸。第三信號線連接至第一焊盤。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的該方面,能提供一種能形成高精度可變增益放大器的半導體集成電路,可變增益放大器以及傳感系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0011]結(jié)合附圖的某些實施例的下述說明將使上述和其他方面,優(yōu)點以及特征更加顯而易見,其中:
[0012]圖1是示出其上安裝了根據(jù)第一實施例的可變增益放大器的傳感系統(tǒng)的框圖;
[0013]圖2是示出根據(jù)第一實施例的可變增益放大器的結(jié)構(gòu)實例的示意圖;
[0014]圖3是示出根據(jù)第一實施例的可變增益放大器的一個變型例的示意圖;
[0015]圖4是示出根據(jù)第二實施例的可變增益放大器的結(jié)構(gòu)實例的示意圖;
[0016]圖5是示出根據(jù)第二實施例的可變增益放大器的一個變型例的示意圖;
[0017]圖6是示出根據(jù)第三實施例的半導體集成電路的結(jié)構(gòu)實例的示意圖;
[0018]圖7是示出應(yīng)用根據(jù)第三實施例的半導體集成電路的可變增益放大器的結(jié)構(gòu)實例的不意圖;
[0019]圖8是示出應(yīng)用根據(jù)第三實施例的半導體集成電路的可變增益放大器的結(jié)構(gòu)實例的不意圖;以及
[0020]圖9是示出根據(jù)第四實施例的可變增益放大器的結(jié)構(gòu)實例的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]以下,將參考【附圖說明】實施例。應(yīng)當注意附圖被簡化,但是實施例的技術(shù)范疇不應(yīng)基于附圖而被狹隘地解釋。而且,相同部分由相同的參考數(shù)字或符號表示,且將省略重復說明。
[0022]在以下實施例中,當需要時,出于方便的目的,將以分開的方式將說明分成多個片段或?qū)嵤├3橇硗饷鞔_說明,否則這些片段彼此相關(guān)聯(lián),且一個可以是另一個的一部分或全部的變型例、應(yīng)用例、詳細解釋、補充說明等等。而且,在以下實施例中。當提及涉及組成部分的數(shù)(包括計數(shù),數(shù)值,量,范圍等)時,除非另外說明且例如除非原理上明顯限于該具體數(shù)字,否則對具體數(shù)字沒有限制。數(shù)字可以是所述具體數(shù)字以上或以下。
[0023]而且,在以下實施例中,除非另外明確說明并例如除原理上明顯必要,否則其組成部分(包括操作步驟等)不是必要的。類似地,在以下實施例中,當提及組成部分等的形狀、位置關(guān)系等時,除非另外明確說明并例如除原理上明顯不同,否則形狀、位置關(guān)系等實質(zhì)上包括類似的形狀、位置關(guān)系等等。這也適用于數(shù)等(包括計數(shù),數(shù)值,范圍等等)。
[0024]<第一實施例>
[0025]圖1是示出其上安裝了根據(jù)第一實施例的可變增益放大器的傳感系統(tǒng)SYS1的框圖。傳感系統(tǒng)STS1例如是采用酶電極方法的血糖水平測量系統(tǒng)。下文將給出具體說明。
[0026]如圖1中所示,傳感系統(tǒng)SYS1具備控制器1,傳感器2,諸如液晶顯示器(LCD)的顯示裝置3,時鐘發(fā)生單元4,使用紅外數(shù)據(jù)組織(IrDA)等的通信裝置5以及諸如EEPR0M的存儲器6。
[0027]傳感器2例如是測試條。當偏置電壓施加于其電極時,傳感器輸出作為測量結(jié)果的、與血液中的葡萄糖水平成比例的電流I in。
[0028]控制器1包括將在下文說明的放大器VA1,其將偏置電壓施加至傳感器2并將作為傳感器2的測量結(jié)果的電流Iin轉(zhuǎn)換成電壓Vo??刂破?通過采用AD轉(zhuǎn)換器而數(shù)字化所述電壓Vo并對其執(zhí)行預定處理。例如,控制器1使存儲器6借助已經(jīng)獲得的測量結(jié)果,存儲被數(shù)字化的測量結(jié)果,使顯示裝置3顯示結(jié)果,或通過采用通信裝置5將結(jié)果傳輸給另一
目.ο
[0029]這里,為了以高精度獲得通過控制器1進行的對傳感器2的測量結(jié)果,需要放大器VA1具有高精度。而且,在必要時,也需要放大器VA1改變增益。
[0030](根據(jù)本實施例的可變增益放大器VA1的結(jié)構(gòu))
[0031]圖2是示出作為控制器1的一部分的可變增益放大器VA1的結(jié)構(gòu)實例。應(yīng)當注意,傳感器也在圖2中示出。
[0032]如圖2中所示,可變增益放大器VA1是所謂的IV放大器且由半導體集成電路10以及阻性元件(第一阻性元件)R1至R4構(gòu)成。半導體集成電路10具有在芯片CHP1上的至少端口單元Ptl至Pt5,運算放大器A1,開關(guān)(第一開關(guān))SW11至SW14以及開關(guān)(第二開關(guān))SW21至SW24。在這種情況下,阻性元件R1至R4提供在芯片CHP1外部。因此,阻性元件R1至R4可根據(jù)規(guī)格而適當調(diào)換。
[0033]端口單元Ptl包括焊盤Pdl,ESD保護元件rll和r21,引線框架,以及諸如鍵合線的連接器(未示出)。端口單元Pt2包括焊盤Pd2,ESD保護元件rl2和r22,以及諸如引線框架和鍵合線的連接器(未示出)。端口單元Pt3包括焊盤Pd3,ESD保護元件rl3和r23,以及諸如引線框架和鍵合線的連接器(未示出)。端口單元Pt4包括焊盤Pd4,ESD保護元件r 14和r24,以及諸如引線框架和鍵合線的連接器(未示出)。端口單元Pt5包括焊盤Pd5,ESD保護元件rl5,以及諸如引線框架和鍵合線的連接器(未示出)。
[0034]在運算放大器A1的輸出端和焊盤(第一焊盤)Pdl至Pd4之間,分別布線有多個信號線(第一信號線)L11至L14。在作為運算放大器A1的一個輸入端的反相輸入端和焊盤(第二焊盤)Pd5之間,布線有信號線(第二信號線)L21。基準電壓Vref被提供至作為運算放大器A1的另一端的非反相輸入端。
[0035]焊盤Pdl至Pd4分別被提供在芯片CHP1外部的阻性元件R1至R4的一端側(cè)上,且焊盤Pd5被提供在芯片CHP1外部的阻性元件R1至R4的另一端側(cè)上。更具體地講,焊盤Pdl至Pd4通過諸如引線框架和鍵合線的連接器分別被連接至阻性元件R1至R4的一端,且焊盤Pd5通過諸如引線框架和鍵合線的連接器被公共連接至阻性元件R1至R4的另一端。在以下說明中,除非另外說明,將省略用于將焊盤和阻性元件相連接的諸如引線框架和鍵合線的連接器的表示。
[0036]開關(guān)SW11至SW14分別被提供在信號線L11至L14上,且該開關(guān)中任一個被選擇性接通。應(yīng)當注意,開關(guān)SW11至SW14各包括阻性分量。
[0037]例如,在開關(guān)SW11接通的情況下,在運算放大器A1的反相輸入端和輸出端之間,形成延伸通過阻性元件R1的反饋路徑。在開關(guān)SW12接通的情況下,形成延伸通過阻性元件R2的反饋路徑。在開關(guān)SW13接通的情況下,形成延伸通過阻性元件R3的反饋路徑。在開關(guān)SW14接通的情況下,形成延伸通過阻性元件R4的反饋路徑。應(yīng)當注意在本實施例中,作為一個實例來說明阻性元件R1至R4具有不同阻值的情況。
[0038]ESD保護元件rll至rl4分別被提供在焊盤Pdl至Pd4和開關(guān)SW11至SW14之間的信號線L11至L14的部分上。ESD保護元件rl5被提供在焊盤Pd5和運算放大器A1的反相輸入端之間的信號線L21的一部分上。應(yīng)當注意,ESD保護元件rll至rl5各包括阻性分量。
[0039]而且,從焊盤Pdl至Pd4到諸如AD轉(zhuǎn)換器的次級電路,分別布線有信號線(第三信號線)L31至L34。更具體地講,信號線L31至L34的中的每一個的一端直接與焊盤Pdl至Pd4連接,且信號線L31至L34的中的每一個的另一端連接至次級電路。
[0040]應(yīng)當注意,信號線L31至L34中的每一個的一端優(yōu)選直接通過將在下文說明的ESD保護元件、開關(guān)等連接至焊盤Pdl至Pd4,但不限于此。只