專利名稱：模式控制電路、半導(dǎo)體集成電路及音頻處理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式的切換控制的模式控制電路。
背景技術(shù)：
已知有對(duì)應(yīng)從外部施加于半導(dǎo)體集成電路的控制電壓或者在半導(dǎo)體集成電路內(nèi)產(chǎn)生的控制電壓來切換半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式的模式控制電路。例如專利文獻(xiàn)1公開了將從半導(dǎo)體集成電路輸出的信號(hào)作為控制電壓并對(duì)應(yīng)該輸出信號(hào)的電平切換動(dòng)作模式的電路。另外，專利文獻(xiàn)2公開了將電池的充電電壓作為控制電壓并對(duì)應(yīng)該控制電壓切換對(duì)電池的充電動(dòng)作的模式的電路。此外，在模式控制電路中，有對(duì)應(yīng)從外部裝置輸入半導(dǎo)體集成電路的控制電壓來切換半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式的電路。在這種模式控制電路中， 為了對(duì)應(yīng)控制電壓進(jìn)行模式切換，將控制電壓與一種或者多種基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。例如設(shè)半導(dǎo)體集成電路具有四種動(dòng)作模式。此時(shí)，模式控制電路產(chǎn)生三種基準(zhǔn)電壓VI、V2、V3(在該例中設(shè)成Vl < V2 < V3)，將控制電壓VC與基準(zhǔn)電壓V1、V2、V3分別進(jìn)行比較。并且，例如在控制電壓VC比基準(zhǔn)電壓Vl低的情況下，將半導(dǎo)體集成電路設(shè)為第一動(dòng)作模式，在為基準(zhǔn)電壓Vl以及V2之間的電壓時(shí)，設(shè)為第二動(dòng)作模式，在為基準(zhǔn)電壓V2以及V3之間的電壓時(shí)，設(shè)為第三動(dòng)作模式，在比基準(zhǔn)電壓V3高的情況下，設(shè)為第四動(dòng)作模式。另外，在屬于類似技術(shù)領(lǐng)域的專利文獻(xiàn)3中給出了如下技術(shù)啟示，S卩，對(duì)于采用晶體管的電壓比較器，將構(gòu)成差動(dòng)晶體管對(duì)的各晶體管的驅(qū)動(dòng)能力設(shè)成非平衡，或者將各負(fù)荷晶體管的驅(qū)動(dòng)能力設(shè)成非平衡，從而在電壓比較器產(chǎn)生偏置電壓。專利文獻(xiàn)1日本特開2008-99356號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2009-65772號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開2004_7沈81號(hào)公報(bào)然而，在半導(dǎo)體集成電路之中多是具備斷電模式的類型，在該斷電模式下，例如切斷向半導(dǎo)體集成電路內(nèi)的大部分電路的時(shí)鐘供給等，使這些電路的動(dòng)作停止，減少半導(dǎo)體集成電路整體的消耗電力。以往，在對(duì)這種具備包括斷電模式的多種動(dòng)作模式的半導(dǎo)體集成電路適用上述模式控制電路的情況下，存在難以充分減少斷電模式時(shí)半導(dǎo)體集成電路的消耗電力這樣的問題。即，設(shè)于半導(dǎo)體集成電路的模式控制電路即使處于半導(dǎo)體集成電路成為斷電模式的狀態(tài)下，產(chǎn)生用于與控制電壓進(jìn)行比較的基準(zhǔn)電壓的電路也會(huì)消耗電力， 因而，要使斷電模式的半導(dǎo)體集成電路的消耗電力充分降低是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上所說明的情況而做出的，其目的在于提供能夠減少在半導(dǎo)體集成電路成為斷電模式時(shí)的消耗電力的模式控制電路。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明的模式控制電路根據(jù)控制電壓來切換半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式，其中，所述模式控制電路具備基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，輸出一種或者多種基準(zhǔn)電壓，其中，所述一種或者多種基準(zhǔn)電壓分別具有向所述半導(dǎo)體集成電路供給電源電壓的高電位側(cè)電源線及低電位側(cè)電源線的各電位的中間電位；一個(gè)或者多個(gè)電壓比較器，所述一個(gè)或者多個(gè)電壓比較器是輸出將所述半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式切換成包括斷電模式在內(nèi)的多種動(dòng)作模式中的任一種模式的一個(gè)或者多個(gè)模式指定信號(hào)的機(jī)構(gòu)，通過將所述控制電壓與所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生機(jī)構(gòu)所輸出的一種或者多種基準(zhǔn)電壓分別進(jìn)行比較，輸出所述一個(gè)或者多個(gè)模式指定信號(hào)；和帶偏置的電壓比較器，具有被施加所述控制電壓的第一輸入端子和與所述低電位側(cè)電源線及所述高電位側(cè)電源線中的一方連接的第二輸入端子，在所述第一輸入端子與所述第二輸入端子之間具有偏置電壓，在所述第一輸入端子的輸入電壓與所述第二輸入端子的輸入電壓之間的差值處于所述偏置電壓以內(nèi)時(shí)，將輸出信號(hào)設(shè)為非有效電平，在所述第一輸入端子的輸入電壓從所述第二輸入端子的輸入電壓朝向所述低電位側(cè)電源線及所述高電位側(cè)電源線中的另一方的電位位移了所述偏置電壓以上時(shí)，使輸出信號(hào)從非有效電平變?yōu)橛行щ娖?；所述基?zhǔn)電壓產(chǎn)生機(jī)構(gòu)在所述帶偏置的電壓比較器的輸出信號(hào)成為有效電平時(shí)開始進(jìn)行輸出所述一種或者多種基準(zhǔn)電壓的動(dòng)作，并在所述半導(dǎo)體集成電路移至斷電模式時(shí)停止進(jìn)行輸出所述一種或者多種基準(zhǔn)電壓的動(dòng)作。在其他優(yōu)選實(shí)施方式中，所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生機(jī)構(gòu)在所述帶偏置的電壓比較器的輸出信號(hào)成為有效電平時(shí)開始進(jìn)行輸出所述一種或者多種基準(zhǔn)電壓的動(dòng)作，并在所述帶偏置的電壓比較器的輸出信號(hào)成為非有效電平時(shí)停止進(jìn)行輸出所述一種或者多種基準(zhǔn)電壓的動(dòng)作。根據(jù)本發(fā)明的模式控制電路，在從半導(dǎo)體集成電路移至斷電模式后到帶偏置的電壓比較器的輸出信號(hào)成為有效電平的期間、或者帶偏置的電壓比較器將輸出信號(hào)維持為非有效電平的期間，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生機(jī)構(gòu)不進(jìn)行動(dòng)作，不輸出一個(gè)或者多個(gè)基準(zhǔn)電壓。因此，能夠降低斷電模式時(shí)的模式控制電路的消耗電力。


圖1是表示作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的模式控制電路的構(gòu)成的電路圖。圖2是表示適合該模式控制電路的帶偏置的電壓比較器的構(gòu)成例的電路圖。圖3是表示該模式控制電路的各部分的波形的波形圖。圖4是表示作為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的模式控制電路的構(gòu)成的電路圖。圖5是表示適合該模式控制電路的帶偏置的電壓比較器的構(gòu)成例的電路圖。圖6是表示該模式控制電路的各部分的波形的波形圖。附圖標(biāo)記說明10AU0B基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路21A至23A、21B至23B 電壓比較器30A.30B帶偏置的電壓比較器40A.40B模式控制部50A.50B控制電壓輸入端子100AU00B模式控制電路
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。
<第一實(shí)施方式>圖1是表示作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的模式控制電路100A的構(gòu)成的電路圖。該模式控制電路100A設(shè)在具有斷電模式和非斷電模式的第一至第三通常動(dòng)作模式的半導(dǎo)體集成電路中。本實(shí)施方式的模式控制電路100A根據(jù)施加于半導(dǎo)體集成電路的控制電壓輸入端子50A的控制電壓VC，對(duì)該半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式進(jìn)行切換。如圖1所示，模式控制電路100A具有基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路10A、電壓比較器2IA至 23A、帶偏置的電壓比較器30A和模式控制部40A。這些電路經(jīng)由未圖示的高電位側(cè)電源線以及低電位側(cè)電源線接受電源電壓的供給而進(jìn)行動(dòng)作。在本實(shí)施方式中，低電位側(cè)電源線的電位VSS成為接地電位0V，高電位側(cè)電源線的電位VDD成為比接地電位高的電位。帶偏置的電壓比較器30A的負(fù)輸入端子與低電位側(cè)電源線(VSS)連接，正輸入端子與控制電壓輸入端子50A連接。該帶偏置的電壓比較器30A在正輸入端子和負(fù)輸入端子之間具有偏置電壓V0，在施加于正輸入端子的控制電壓VC比從相對(duì)負(fù)輸入端子的電壓 VSS( = 0V)上升了偏置電壓VO的量的電壓(S卩，V0)高時(shí)，輸出有效電平(在該例中為B 電平)的斷電解除信號(hào)MD0，而在此外的時(shí)候，輸出非有效電平(在該例中為L(zhǎng)電平)的斷電解除信號(hào)MD0。該斷電解除信號(hào)MDO是使處于斷電模式的半導(dǎo)體集成電路脫離斷電模式的信號(hào)?；鶞?zhǔn)電壓產(chǎn)生電路IOA是利用帶隙基準(zhǔn)電壓源(Bandgap Reference)等基準(zhǔn)電壓源來產(chǎn)生高精度的基準(zhǔn)電壓Vl至V3的電路?；鶞?zhǔn)電壓產(chǎn)生電路IOA在斷電解除信號(hào)MDO 從非有效電平變成有效電平時(shí)成為可動(dòng)作狀態(tài)，在半導(dǎo)體集成電路移至斷電模式時(shí)成為動(dòng)作停止?fàn)顟B(tài)。在可動(dòng)作狀態(tài)下，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路IOA分別輸出各自具有高電位側(cè)電源電位VDD以及低電位側(cè)電源電位VSS的中間電位的基準(zhǔn)電壓V1、V2、V3。在此，電源電位VDD、 VSS、基準(zhǔn)電壓Vl至V3以及上述的偏置電壓VO的大小關(guān)系成為VSS < VO < Vl < V2 < V3 < VDD0作為一例，電源電壓VDD是2V，偏置電壓VO是0.3V。在動(dòng)作停止?fàn)顟B(tài)下，構(gòu)成基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路IOA的基準(zhǔn)電壓源或者晶體管固定成OFF，不執(zhí)行由基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路IOA 進(jìn)行的基準(zhǔn)電壓Vl至V3的輸出。該動(dòng)作停止?fàn)顟B(tài)成為消耗電力極低的狀態(tài)。從控制電壓輸入端子50A對(duì)電壓比較器2IA至23A的各正輸入端子施加控制電壓 VC。另外，從基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路IOA對(duì)電壓比較器21A至23A的各負(fù)輸入端子分別施加基準(zhǔn)電壓Vl至V3。這些電壓比較器21A至23A在斷電解除信號(hào)MDO從非有效電平成為有效電平時(shí)成為可動(dòng)作狀態(tài)，在該可動(dòng)作狀態(tài)下，將對(duì)于各個(gè)正輸入端子的輸入電壓和對(duì)于各個(gè)負(fù)輸入端子的輸入電壓的比較結(jié)果分別作為模式指定信號(hào)MDl至MD3進(jìn)行輸出。更詳細(xì)地講，電壓比較器21A在控制電壓VC比基準(zhǔn)電壓Vl高的情況下輸出有效電平(在該例中為H電平)的模式指定信號(hào)MD1，而在此外的情況下輸出非有效電平(在該例中為L(zhǎng)電平) 的模式指定信號(hào)MDl，電壓比較器22A在控制電壓VC比基準(zhǔn)電壓V2高的情況下輸出有效電平的模式指定信號(hào)MD2，在此外的情況下輸出非有效電平的模式指定信號(hào)MD2，電壓比較器 23A在控制電壓VC比基準(zhǔn)電壓V3高的情況下輸出有效電平的模式指定信號(hào)MD3，在此外的情況下輸出非有效電平的模式指定信號(hào)MD3。另外，通過半導(dǎo)體集成電路向斷電模式轉(zhuǎn)移， 電壓比較器21A至23A成為消耗電力極少的動(dòng)作停止?fàn)顟B(tài)。在該動(dòng)作停止?fàn)顟B(tài)下，構(gòu)成電壓比較器21A至23A的各恒流源為OFF，或者各晶體管固定成OFF，電壓比較器21A至23A 不作為電壓比較器進(jìn)行動(dòng)作。
模式控制部40A是基于帶偏置的電壓比較器30A所輸出的斷電解除信號(hào)MDO、電壓比較器21A至23A所輸出的模式指定信號(hào)MDl至MD3來進(jìn)行半導(dǎo)體集成電路的模式切換的控制的電路。另外，關(guān)于該模式切換，為避免重復(fù)說明，在本實(shí)施方式的動(dòng)作說明中說明。接著，對(duì)帶偏置的電壓比較器30A的詳細(xì)情況進(jìn)行說明。圖2是表示帶偏置的電壓比較器30A的構(gòu)成例的電路圖。與一般的電壓比較器同樣，帶偏置的電壓比較器30A是由兩個(gè)P溝道MOS電場(chǎng)效果晶體管(以下簡(jiǎn)稱為P溝道晶體管)MPl以及MP2、兩個(gè)N溝道 MOS電場(chǎng)效果晶體管(以下簡(jiǎn)稱為N溝道晶體管)麗1以及MN2和恒流源C構(gòu)成的差動(dòng)放大器。在此，P溝道晶體管MPl以及MP2構(gòu)成差動(dòng)晶體管對(duì)，各自的源極被共同連接，在其共同連接點(diǎn)和高電位側(cè)電源線(VDD)之間夾持插設(shè)恒流源C。并且，P溝道晶體管MPl的柵極成為帶偏置的電壓比較器30A的正輸入端子，施加控制電壓VC。另外，P溝道晶體管MP2的柵極成為帶偏置的電壓比較器30A的負(fù)輸入端子，與低電位側(cè)電源線(VSS = 0V)連接。N 溝道晶體管MNl以及MN2構(gòu)成負(fù)荷晶體管對(duì)，且構(gòu)成電流反射鏡。更詳細(xì)地來講，N溝道晶體管麗1以及麗2的各漏極與P溝道晶體管MPl以及MP2的各漏極連接，N溝道晶體管MNl 以及麗2的各源極與低電位側(cè)電源線(VSQ連接，N溝道晶體管麗1以及麗2的各柵極與P 溝道晶體管MPl以及N溝道晶體管麗1的漏極彼此的連接點(diǎn)連接。并且，P溝道晶體管MP2 和N溝道晶體管麗2的漏極彼此的連接點(diǎn)成為輸出斷電解除信號(hào)MDO的輸出端子。在這樣的構(gòu)成中，在本實(shí)施方式中，通過如下的任意方法在正輸入端子以及負(fù)輸入端子之間產(chǎn)生偏置電壓V0。(方法1)將構(gòu)成差動(dòng)晶體管對(duì)的各晶體管尺寸設(shè)定得相同，另一方面，將構(gòu)成負(fù)荷晶體管對(duì)的各晶體管尺寸設(shè)定得不均衡，使在負(fù)荷晶體管ilNl以及MN2流過的電流產(chǎn)生差值，從而產(chǎn)生偏置電壓V0。例如在將N溝道晶體管MNl的溝道寬度和溝道長(zhǎng)度之比設(shè)為W/L (MNl)、將N溝道晶體管麗2的溝道寬度和溝道長(zhǎng)度之比設(shè)為W/L(MN2)的情況下，兩者之比如下。ff/L (MNl) ff/L (MN2) =IiA ... (1)此時(shí)，下式所示的偏置電壓VO產(chǎn)生在正輸入端子以及負(fù)輸入端子之間。
VO- (1-1/(A) f (2Ι2/β 2)…(2)在此，I2是P溝道晶體管ΜΡ2的漏極電流。另外，β 2是表示P溝道晶體管Ρ2的驅(qū)動(dòng)能力的β值，在將P溝道晶體管Ρ2的源極以及漏極之間的載波電流的移動(dòng)度設(shè)為μ、 將柵極氧化膜厚設(shè)為COX、將溝道寬度設(shè)為W、將溝道長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)的情況下，由下式給出。β 2 = μ Coxff/L... (3)例如在A = 4的條件下，上述式(2)的偏置電壓VO如下所示。
VO= (1/2) V" (2Ι2/β 2)…(4)(方法2)將構(gòu)成負(fù)荷晶體管對(duì)的各晶體管尺寸設(shè)定得相同，將構(gòu)成差動(dòng)晶體管對(duì)的各晶體管尺寸設(shè)定得不均衡，使在各晶體管MPl以及ΜΡ2流過的電流產(chǎn)生差值，從而產(chǎn)生偏置電壓VO。例如在將P溝道晶體管MPl的溝道寬度和溝道長(zhǎng)度之比設(shè)為W/L (MPl)、將P溝道晶體管ΜΡ2的溝道寬度和溝道長(zhǎng)度之比設(shè)為W/L(MP2)的情況下，兩者之比如下。
7
ff/L (MPl) ff/L (MP2) =IiA ...(5)此時(shí)，下式所示的偏置電壓VO產(chǎn)生在正輸入端子以及負(fù)輸入端子之間。
VO= (I-(A) f (2Ι2/β 2)…(6)例如在A = 1/4的條件下，上述式(6)的偏置電壓VO如下所示。
VO= (1/2) f (2Ι2/β 2)…(7)(方法3)使構(gòu)成差動(dòng)晶體管對(duì)的各晶體管尺寸不同，且使構(gòu)成負(fù)荷晶體管對(duì)的各晶體管尺寸不同，從而產(chǎn)生偏置電壓VO。例如在將P溝道晶體管MPl的溝道寬度和溝道長(zhǎng)度之比設(shè)為W/L (MPl)、將P溝道晶體管ΜΡ2的溝道寬度和溝道長(zhǎng)度之比設(shè)為W/L(MP2)的情況下，兩者之比如下所示。ff/L (MPl) ff/L (MP2) =IiA ... (8)進(jìn)而在將N溝道晶體管MNl的溝道寬度和溝道長(zhǎng)度之比設(shè)為W/L (MNl)、將N溝道晶體管麗2的溝道寬度和溝道長(zhǎng)度之比設(shè)為W/L(MN2)的情況下，兩者之比如下所示。ff/L (MNl) ff/L (MN2) =IiB ...(9)根據(jù)該方法3，能夠獲得比上述方法1以及方法2大的偏置電壓V0。圖3是表示使控制電壓VC變化成三角波狀時(shí)的各部分的波形以及狀態(tài)的波形圖。 以下，參照該圖對(duì)本實(shí)施方式的動(dòng)作進(jìn)行說明。使控制電壓VC從比基準(zhǔn)電壓V3高的電壓朝向VSS = OV逐漸降低。此時(shí)的動(dòng)作如下所述。首先，當(dāng)控制電壓VC變得比基準(zhǔn)電壓V3低、成為基準(zhǔn)電壓V3以及V2之間的電壓時(shí)，模式指定信號(hào)MD3從有效電平(H電平)向非有效電平(L電平)下降，成為MDl = H， MD2 = H，MD3 = L。由此，模式控制部40A將半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式從第三通常動(dòng)作模式(M0DE = “3”)切換到第二通常動(dòng)作模式(MODE = “2”)。接著，當(dāng)控制電壓VC變得比基準(zhǔn)電壓V2低、成為基準(zhǔn)電壓V2以及Vl之間的電壓時(shí)，模式指定信號(hào)MD2從有效電平(H電平)向非有效電平(L電平)下降，成為MDl = H， MD2 = L，MD3 = L。由此，模式控制部40A將半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式從第二通常動(dòng)作模式(MODE = “2”)切換到第一通常動(dòng)作模式(MODE = “1”)。接著，當(dāng)控制電壓VC變得比基準(zhǔn)電壓Vl低、成為基準(zhǔn)電壓Vl以及偏置電壓VO之間的電壓時(shí)，模式指定信號(hào)MDl從有效電平(H電平)向非有效電平(L電平)下降，成為MDl =L，MD2 = L，MD3 = L。由此，模式控制部40A將半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式從第一通常動(dòng)作模式(MODE =“1”)向斷電模式(MODE =“0”)切換。另外，在半導(dǎo)體集成電路成為斷電模式時(shí)，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路10A成為動(dòng)作停止?fàn)顟B(tài)，停止基準(zhǔn)電壓Vl至V3的輸出動(dòng)作， 另外，電壓比較器21A至23A也成為動(dòng)作停止?fàn)顟B(tài)。這樣，半導(dǎo)體集成電路成為消耗電力極少的狀態(tài)。這樣，當(dāng)將半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式設(shè)為斷電模式時(shí)，之后，模式控制部40A在帶偏置的電壓比較器30A所輸出的斷電解除信號(hào)MDO從非有效電平變化到有效電平的期間，忽略模式指定信號(hào)MDl至MD3，將半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式維持在斷電模式。然后，當(dāng)控制電壓VC進(jìn)一步降低、低于偏置電壓VO時(shí)，帶偏置的電壓比較器30A 使斷電解除信號(hào)MDO從有效電平向非有效電平變化。但是，此時(shí)，由于半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式成為斷電模式，所以，模式控制部40A忽略斷電解除信號(hào)MDO向非有效電平的變化。接著，使控制電壓VC從VSS ( = 0V)朝向比基準(zhǔn)電壓V3高的電壓逐漸上升。此時(shí)的動(dòng)作如下所述。首先，當(dāng)控制電壓VC變得比偏置電壓VO高、成為偏置電壓VO和基準(zhǔn)電壓Vl之間的電壓時(shí)，帶偏置的電壓比較器30A使斷電解除信號(hào)MDO從非有效電平向有效電
平變化。在該斷電解除信號(hào)MDO從非有效電平成為有效電平時(shí)，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路IOA成為可動(dòng)作狀態(tài)，再次開始基準(zhǔn)電壓Vl至V3的輸出動(dòng)作，另外，電壓比較器21A至23A也成為可動(dòng)作狀態(tài)。另外，模式控制部40A當(dāng)檢測(cè)到該斷電解除信號(hào)MDO從非有效電平成為有效電平時(shí)，使半導(dǎo)體集成電路脫離斷電模式(MODE =“0”)，向斷電模式以外的模式轉(zhuǎn)移。在本實(shí)施方式中，從該斷電模式脫離時(shí)的轉(zhuǎn)移前的動(dòng)作模式成為第一通常動(dòng)作模式(MODE = “1，，)。當(dāng)控制電壓VC進(jìn)一步上升、成為基準(zhǔn)電壓Vl和基準(zhǔn)電壓V2之間的電壓時(shí)，模式指定信號(hào)MDl從非有效電平(L電平)變化成有效電平(H電平)。但是，此時(shí)，由于半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式成為第一通常動(dòng)作模式，所以，模式控制部40A忽略模式指定信號(hào)MDl 的變化。當(dāng)控制電壓VC進(jìn)一步上升、成為基準(zhǔn)電壓V2和基準(zhǔn)電壓V3之間的電壓時(shí)，模式指定信號(hào)MD2從非有效電平(L電平)變化成有效電平(H電平)，成為MDl = H，MD2 = H， MD3 = L。由此，模式控制部40A將半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式從第一通常動(dòng)作模式(MODE =“1”)切換到第二通常動(dòng)作模式(MODE = “2”)。當(dāng)控制電壓VC進(jìn)一步上升超過基準(zhǔn)電壓V3時(shí)，模式指定信號(hào)MD3從非有效電平 (L電平)變化成有效電平(H電平)，成為MDl = H，MD2 = H，MD3 = H。由此，模式控制部 40A將半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式從第二通常動(dòng)作模式(MODE = “2”)切換成第三通常動(dòng)作模式(MODE = “3”)。以上為本實(shí)施方式的動(dòng)作。本實(shí)施方式的特征在于，作為用于產(chǎn)生斷電解除信號(hào)的電壓比較器，采用不需要基準(zhǔn)電壓供給的帶偏置的電壓比較器30A。根據(jù)本實(shí)施方式，在控制電壓VC處于偏置電壓 VO的范圍內(nèi)、帶偏置的電壓比較器30A將斷電解除信號(hào)MDO設(shè)為非有效電平的期間，不執(zhí)行由基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路10A產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Vl至V3的輸出動(dòng)作。另外，電壓比較器21A至 23A成為動(dòng)作停止?fàn)顟B(tài)。因此，能夠降低斷電模式時(shí)的模式控制電路100A的消耗電力。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，在斷電解除信號(hào)為有效電平的狀態(tài)下，通過基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路10A所產(chǎn)生的高精度的基準(zhǔn)電壓Vl至V3和控制電壓VC的比較進(jìn)行模式切換，所以，獲得準(zhǔn)確且穩(wěn)定的模式切換的動(dòng)作。另外，在本實(shí)施方式中，作為斷電解除的閾值，利用電壓比較器30A 的偏置電壓VO，該偏置電壓VO可設(shè)成接近OV的0. 3V，所以，能夠在該0. 3V和電源電壓VDD =2V之間的較大電壓范圍內(nèi)相互空出充分間隔地設(shè)定基準(zhǔn)電壓Vl至V3。因此，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行基于控制電壓VC的模式切換動(dòng)作。另外，在將偏置電壓VO設(shè)為0. 3V的情況下，可將用于解除斷電模式的控制電壓VC設(shè)成為比0. 3V稍高且比使構(gòu)成半導(dǎo)體集成電路的晶體管成為ON的閾值電壓低的電壓。因此，在半導(dǎo)體集成電路內(nèi)，防止該控制電壓VC被供給到柵極的晶體管不必要地成為0N，能夠抑制半導(dǎo)體集成電路的消耗電力。另外，在本實(shí)施方式中，作為產(chǎn)生斷電解除信號(hào)的帶偏置的電壓比較器30A，采用的是通過將差動(dòng)晶體管對(duì)的各晶體管尺寸及負(fù)荷晶體管對(duì)的各晶體管尺寸中的至少一方設(shè)置為不均衡而在正輸入端子與負(fù)輸入端子之間產(chǎn)生偏置電壓的差動(dòng)放大器。因此，與采用其他電路構(gòu)成類型的情況相比，能夠減小帶偏置的電壓比較器30A的半導(dǎo)體集成電路內(nèi)的占有面積，另外，能夠獲得穩(wěn)定的偏置電壓。<第二實(shí)施方式>圖4是表示作為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的模式控制電路100B的構(gòu)成的電路圖。在上述第一實(shí)施方式中，將低電位側(cè)電源線的電位VSS設(shè)為接地電位0V。對(duì)此，在本實(shí)施方式中，將高電位側(cè)電源線的電位VDD設(shè)為接地電位0V。帶偏置的電壓比較器30B的負(fù)輸入端子與高電位側(cè)電源線(VDD)連接，正輸入端子與控制電壓輸入端子50B連接。在正輸入端子以及負(fù)輸入端子之間存在負(fù)的偏置電壓VO。帶偏置的電壓比較器30B在控制電壓VC與從電壓VDD低偏置電壓VO的量的電壓相比高時(shí)，將斷電解除信號(hào)MDO設(shè)為非有效電平(在本實(shí)施方式中為H電平)，在控制電壓VC是與從電壓VDD低偏置電壓VO的量的電壓相比低的電壓時(shí)，將斷電解除信號(hào)MDO設(shè)為有效電平(在本實(shí)施方式中為L(zhǎng)電平)。基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路IOB通過向斷電模式的轉(zhuǎn)移而成為動(dòng)作停止?fàn)顟B(tài)，停止基準(zhǔn)電壓Vl至V3的輸出動(dòng)作，在斷電解除信號(hào)MDO從非有效電平成為有效電平時(shí)成為可動(dòng)作狀態(tài)，開始具有高電位側(cè)電源線的電位VDD和低電位側(cè)電源線的電位VSS的中間電位的基準(zhǔn)電壓Vl至V3的輸出動(dòng)作。電源電壓VDD、VSS、偏置電壓V0、基準(zhǔn)電壓Vl至V3的關(guān)系成為 VDD > VO > Vl > V2 > V3 > VSS。從基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路IOB對(duì)電壓比較器21B至2 的各負(fù)輸入端子施加基準(zhǔn)電壓 Vl至V3。從控制電壓輸入端子50B對(duì)電壓比較器2IB至23B的各正輸入端子施加控制電壓VC。并且，電壓比較器21B至2 在斷電解除信號(hào)MDO從非有效電平成為有效電平時(shí)成為可動(dòng)作狀態(tài)，在半導(dǎo)體集成電路移至斷電模式時(shí)成為動(dòng)作停止?fàn)顟B(tài)。電壓比較器21B在控制電壓VC比基準(zhǔn)電壓Vl低時(shí)將模式指定信號(hào)MDl設(shè)為有效電平(在該例中為L(zhǎng)電平)，在高時(shí)設(shè)為非有效電平(在該例中為H電平)。電壓比較器 22B在控制電壓VC比基準(zhǔn)電壓V2低時(shí)將模式指定信號(hào)MD2設(shè)為有效電平(在該例中為L(zhǎng) 電平)，在高時(shí)設(shè)為非有效電平(在該例中為H電平)。電壓比較器2 在控制電壓VC比基準(zhǔn)電壓V3低時(shí)將模式指定信號(hào)MD3設(shè)為有效電平(在該例中為L(zhǎng)電平)，在高時(shí)設(shè)為非有效電平(在該例中為H電平)。模式控制部40B基于模式指定信號(hào)MDl至MD3以及斷電解除信號(hào)MD0，進(jìn)行半導(dǎo)體集成電路的模式切換的控制。圖5是表示本實(shí)施方式的帶偏置的電壓比較器30B的構(gòu)成例的電路圖。在該帶偏置的電壓比較器30B中，由N溝道晶體管麗1以及麗2構(gòu)成差動(dòng)晶體管對(duì)，在該差動(dòng)晶體管對(duì)的共同源極和低電位側(cè)電源線(VSS)之間夾持插設(shè)恒流源C。N溝道晶體管麗1的柵極成為正輸入端子，N溝道晶體管MN2的柵極成為負(fù)輸入端子。另外，在該帶偏置的電壓比較器30B中，P溝道晶體管MPl以及MP2構(gòu)成負(fù)荷晶體管對(duì)。并且，P溝道晶體管MP2與N溝道晶體管麗2的漏極彼此的連接點(diǎn)成為輸出斷電解除信號(hào)MDO的輸出端子。在正輸入端子與負(fù)輸入端子之間產(chǎn)生偏置電壓的方法與在上述第一實(shí)施方式中說明的方法相同。圖6是表示使控制電壓VC變化成三角波狀時(shí)的各部分的波形以及狀態(tài)的波形圖。與上述第一實(shí)施方式不同，在本實(shí)施方式中，隨著控制電壓VC從低電位側(cè)電源電壓VSS接近高電位側(cè)電源電壓VDD，動(dòng)作模式切換成第三通常動(dòng)作模式(MODE =“3”)一第二通常動(dòng)作模式(MODE =“2”)一第一通常動(dòng)作模式(MODE =“1”)一斷電模式(MODE =“0”)。另外，在本實(shí)施方式中，模式指定信號(hào)MDl至MD3以及斷電解除信號(hào)MDO從高有效變成低有效。除了這些方面以外，本實(shí)施方式的動(dòng)作與上述第一實(shí)施方式的動(dòng)作(圖3)相同。在本實(shí)施方式中也可獲得與上述第一實(shí)施方式相同的效果。<其他實(shí)施方式>以上，對(duì)本發(fā)明的第一以及第二實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明也考慮此外的各種實(shí)施方式。例如如下所述。(1)在上述第一以及第二實(shí)施方式中，在半導(dǎo)體集成電路移至斷電模式時(shí)，使由基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路IOA或者IOB進(jìn)行的基準(zhǔn)電壓輸出動(dòng)作停止，但也可以如在圖3以及圖6 由虛線所示那樣，在斷電解除信號(hào)MDO成為非有效電平時(shí)，使由基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路IOA或者 IOB進(jìn)行的基準(zhǔn)電壓的輸出動(dòng)作停止。(2)在上述第一以及第二實(shí)施方式中，將帶偏置的電壓比較器30A以及30B的輸出信號(hào)作為斷電解除信號(hào)MDO使用。但是，帶偏置的電壓比較器30A以及30B的輸出信號(hào)也可以僅用于由基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路IOA或者IOB執(zhí)行或停止基準(zhǔn)電壓輸出動(dòng)作的切換，使半導(dǎo)體集成電路移至斷電模式或脫離斷電模式例如由模式指定信號(hào)MDl進(jìn)行切換。(3)在上述第一實(shí)施方式中，用于使半導(dǎo)體集成電路移至斷電模式的控制電壓VC 的閾值即基準(zhǔn)電壓Vl和用于脫離斷電模式的控制電壓VC的閾值即基準(zhǔn)電壓VO的關(guān)系為 Vl > V0，但它們的基準(zhǔn)電壓的大小關(guān)系也可以相反地為Vl < V0。對(duì)于上述第二實(shí)施方式也同樣。(4)在上述第一以及第二實(shí)施方式中，模式控制部40A以及40B檢測(cè)斷電解除信號(hào) MD0、模式指定信號(hào)MDl至MD3的上升沿或下降沿，進(jìn)行半導(dǎo)體集成電路的模式轉(zhuǎn)變，但也可以對(duì)應(yīng)斷電解除信號(hào)MDO、模式指定信號(hào)MDl至MD3的各電平的組合來設(shè)定半導(dǎo)體集成電路的模式。(5)在上述第一以及第二實(shí)施方式中，將帶偏置的電壓比較器30A以及30B的偏置電壓VO設(shè)為0. 3V，但這也只是一例，也可以將偏置電壓VO設(shè)為0. 3V以外的電壓值。對(duì)于基準(zhǔn)電壓Vl至V3、VSS以及VDD也可以根據(jù)需要進(jìn)行變更。(6)上述各實(shí)施方式的模式控制電路將從半導(dǎo)體集成電路的外部輸入的電壓設(shè)為控制電壓，但本發(fā)明也可以適用于將在半導(dǎo)體集成電路的內(nèi)部產(chǎn)生的電壓或輸出到半導(dǎo)體集成電路的外部的電壓設(shè)為控制電壓的模式控制電路。另外，可以將采用了上述各實(shí)施方式的模式控制電路的半導(dǎo)體集成電路適用于例如音頻處理電路。作為采用了這樣的音頻處理電路的電子裝置，例如有D級(jí)放大器裝置。 另外，可以將采用了上述各實(shí)施方式的模式控制電路的半導(dǎo)體集成電路適用于例如圖像 LSI (Large Scale Integrated Circuit)。此時(shí)，能夠適用于例如監(jiān)視器裝置的亮度等的調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種模式控制電路，其根據(jù)控制電壓來切換半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式，其特征在于，所述模式控制電路具備基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，輸出一種或者多種基準(zhǔn)電壓，其中，所述一種或者多種基準(zhǔn)電壓分別具有向所述半導(dǎo)體集成電路供給電源電壓的高電位側(cè)電源線及低電位側(cè)電源線的各電位的中間電位；一個(gè)或者多個(gè)電壓比較器，所述一個(gè)或者多個(gè)電壓比較器是輸出將所述半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作模式切換成包括斷電模式在內(nèi)的多種動(dòng)作模式中的任一種模式的一個(gè)或者多個(gè)模式指定信號(hào)的機(jī)構(gòu)，通過將所述控制電壓與所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生機(jī)構(gòu)所輸出的一種或者多種基準(zhǔn)電壓分別進(jìn)行比較，輸出所述一個(gè)或者多個(gè)模式指定信號(hào)；和帶偏置的電壓比較器，具有被施加所述控制電壓的第一輸入端子和與所述低電位側(cè)電源線及所述高電位側(cè)電源線中的一方連接的第二輸入端子，在所述第一輸入端子與所述第二輸入端子之間具有偏置電壓，在所述第一輸入端子的輸入電壓與所述第二輸入端子的輸入電壓之間的差值處于所述偏置電壓以內(nèi)時(shí)，將輸出信號(hào)設(shè)為非有效電平，在所述第一輸入端子的輸入電壓從所述第二輸入端子的輸入電壓朝向所述低電位側(cè)電源線及所述高電位側(cè)電源線中的另一方的電位位移了所述偏置電壓以上時(shí)，使輸出信號(hào)從非有效電平變?yōu)橛行щ娖健?br> 2.如權(quán)利要求1所述的模式控制電路，其特征在于，所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生機(jī)構(gòu)在所述帶偏置的電壓比較器的輸出信號(hào)成為有效電平時(shí)開始進(jìn)行輸出所述一種或者多種基準(zhǔn)電壓的動(dòng)作，并在所述半導(dǎo)體集成電路移至斷電模式時(shí)停止進(jìn)行輸出所述一種或者多種基準(zhǔn)電壓的動(dòng)作。
3.如權(quán)利要求1所述的模式控制電路，其特征在于，所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生機(jī)構(gòu)在所述帶偏置的電壓比較器的輸出信號(hào)成為有效電平時(shí)開始進(jìn)行輸出所述一種或者多種基準(zhǔn)電壓的動(dòng)作，并在所述帶偏置的電壓比較器的輸出信號(hào)成為非有效電平時(shí)停止進(jìn)行輸出所述一種或者多種基準(zhǔn)電壓的動(dòng)作。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的模式控制電路，其特征在于， 所述模式控制電路具備模式控制機(jī)構(gòu)；所述模式控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行如下控制基于所述一個(gè)或者多個(gè)電壓比較器所輸出的所述一個(gè)或者多個(gè)模式指定信號(hào)的變化， 使所述半導(dǎo)體集成電路移至斷電模式，在所述帶偏置的電壓比較器的輸出信號(hào)成為有效電平時(shí)，使所述半導(dǎo)體集成電路脫離斷電模式。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的模式控制電路，其特征在于，在所述半導(dǎo)體集成電路處于斷電模式時(shí)，使所述一個(gè)或者多個(gè)電壓比較器的動(dòng)作停止。
6.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的模式控制電路，其特征在于，在所述帶偏置的電壓比較器的輸出信號(hào)為非有效電平時(shí)，使所述一個(gè)或者多個(gè)電壓比較器的動(dòng)作停止。
7.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的模式控制電路，其特征在于， 所述帶偏置的電壓比較器具備第一及第二晶體管對(duì)。
8.如權(quán)利要求7所述的模式控制電路，其特征在于，所述第一及第二晶體管對(duì)中的至少一方具備晶體管尺寸互不相同的一對(duì)晶體管。
9.一種半導(dǎo)體集成電路，其具備如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的模式控制電路。
10.一種音頻處理電路，其具備如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體集成電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種模式控制電路、半導(dǎo)體集成電路及音頻處理電路。作為本發(fā)明的具有包括斷電模式的多個(gè)動(dòng)作模式的半導(dǎo)體集成電路，可減少進(jìn)行模式切換的模式控制電路的消耗電力。作為基于控制電壓進(jìn)行設(shè)定或是解除斷電的判定的電路，設(shè)有帶偏置的電壓比較器。在控制電壓比偏置電壓低、帶偏置的電壓比較器將斷電解除信號(hào)設(shè)為非有效電平的期間，不使基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路動(dòng)作，不輸出用于與控制電壓進(jìn)行比較的基準(zhǔn)電壓。在控制電壓上升超過偏置電壓、斷電解除信號(hào)成為有效電平時(shí)，使基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路動(dòng)作，通過比較基準(zhǔn)電壓與控制電壓來進(jìn)行模式切換。
文檔編號(hào)G05F1/46GK102368164SQ20111017397
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者吉岡大輔, 岸井達(dá)也, 春花英世 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社