[发明专利]电阻元件调节方法,电阻元件及电流发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对由形成于半导体基板上的阱(well)电阻区域构成的电阻元件的电阻值及电阻温度特性进行调节的方法，其电阻值及电阻温度特性得到调节的电阻元件，使用这种电阻元件的电流发生装置。

背景技术

近年来，为了提高数字运算速度，在不断使半导体装置的栅极细化的同时，如电源产品所代表的半导体装置也被使用于模拟用途。

在模拟电路中，半导体装置的电阻和电容的偏差、还有电阻温度特性和电阻电压关系特性对电路有很大的影响。特别是由于温度变化造成的特性偏差，有时候即使在数字电路中能够忽略不计，在模拟电路中却不能够忽略不计。

因此，半导体装置的电阻温度特性有必要在全部温度区域正常化。作为其方法，使用例如具有不同的电阻温度特性的两个元件构成电路，以使其电阻温度特性相互抵消的方法。下面，参照如图1所示的实施例中使用的这样构成的电路进行说明。

图1表示恒电流电路90’。在该图中，符号44表示运算放大器，M1、M2、M3表示相同的成对MOS晶体管，Q1、Q2表示双极晶体管，X’表示电阻元件。

晶体管M1、M2、M3的各源极连接于同一电源端子38上，形成电流镜连接。双极晶体管Q1和Q2具有相同的特性，基极射极间的面积之比采用1∶n(n＞1)。

为使运算放大器44的反转输入端子(-端子)的输入电压与非反转输入端子(+端子)的输入电压相等施加负反馈，为此，在电阻X’的两端施加双极晶体管Q1的基极-射极间电压V_BE1和双极晶体管Q2的基极-射极间电压V_BE2之差ΔV_BE。由于晶体管M1、M2、M3形成电流镜连接，因此各漏极电流相等，为基准电流I。射极晶体管Q2的饱和电流I_S2为射极晶体管Q1的饱和电流I_S1的n倍，晶体管M1与M2形成电流镜连接，因此射极晶体管Q1与Q2各自的射极电流被相等的电流I₀旁路，可以用下式表示。

ΔV_BE＝V_BE1-V_BE2

     ＝Vt×ln(I₀/I_S1)-Vt×ln(I₀/I_S2)

     ＝Vt×ln(n)                    ……(1)

其中，Vt表示热电压，Vt＝kT/q。k为玻尔兹曼常数，T为绝对温度，q为元电荷电子电量。

这里，k＝1.38×10^-13(J/K)，q＝1.6×10^-19(C)

由于ΔV_BE＝I×R，I＝Vt×ln(n)/R，基准电流I的温度系数TC(I)由下式(2)表示。

TC(I)=1/I×∂I/∂T]]>

=TC(Vt)+TC(1/R)]]>