Un resistor controlable digitalmente que comprende: un substrato (11);

al menos una etapa (10) de resistencia controlable digitalmente formada en el citado substrato (11), que incluye cada una de las citadas al menos una etapas: un primer resistor (12) conectado en serie con un conmutador (14); un segundo resistor (16) conectado en paralelo con el citado primer resistor (12) y el citado conmutador (14); y una línea de control (18) conectada al citado conmutador (14) para abrir y cerrar el citado conmutador (14) en respuesta a un bit de control asociado con el mismo; en el que la citada al menos una etapa (10) de resistencia controlable digitalmente incluye una pluralidad de etapas de resistencia controlables digitalmente conectadas ente sí en serie y también en el que la citada línea de control (18) proporciona una palabra de control que tiene un bit asociado con cada una de la citada pluralidad de etapas de resistencia controlables digitalmente

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CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere generalmente a resistores y en particular a métodos y dispositivos asociados con la fabricación de resistores sobre microprocesadores controlables digitalmente.

ANTECEDENTES

Los resistores suponen una parte importante en casi todos los circuitos electrónicos. En muchos casos el rendimiento de un circuito está limitado por la precisión de los resistores que están disponibles para implementar el circuito. Los procesos de fabricación del microprocesador de Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS – Semiconductor de Óxido Metálico complementario) no son actualmente capaces de obtener valores de resistencia precisos. Por ejemplo, los valores de los resistores implementados en microprocesadores de CMOS pueden variar hasta 20-30% con respecto a sus valores de diseño.

Los resistores controlables digitalmente, cuando se implementan en CMOS para contar este despliegue probabilístico en el rendimiento del resistor CMOS, se basan en conmutadores de transistor para cambiar su valor de acuerdo con señales de control. No obstante, incluso en su estado “activo”, estos conmutadores introducen alguna “resistencia en el estado activo” en la ruta de la señal que puede cambiar el comportamiento del circuito. Los métodos tradicionales tratan de reducir el efecto de esta resistencia en el estado activo aumentando el ancho de canal de los transistores del conmutador, reduciendo por ello su resistencia en el estado activo. No obstante, esto aumenta también la capacitancia parásita del conmutador. Así, los conmutadores de CMOS bien tienen alta capacitancia parásita o una significativa resistencia en el estado activo, las dos de las cuales pueden afectar al rendimiento de los resistores y/o circuito controlables digitalmente en los cuales se utilizan.

Estos asuntos plantean un problema en fabricar valores de resistor precisos sobre un microprocesador, mientras que el actual avance de la industria de las telecomunicaciones requiere que los fabricantes incluyan tanta funcionalidad en el microprocesador como sea posible y eviten utilizar componentes fuera del microprocesador. Por ello, se necesita un método para implementar valores de resistencia en un microprocesador linealmente variables, precisos.

Además, los cambios de temperatura en circuitos electrónicos durante el uso provocan una desviación en los valores de los resistores en microprocesador. Con el fin de combatir esta tendencia, se necesitan resistores variables en microprocesador que pueden ser adaptados de manera fiable y exacta dentro de un intervalo especificado.

Varios planteamientos existentes intentan solventar estos problemas, algunos ejemplos de los cuales se describirán ahora. Por ejemplo, el ajuste es una etapa de post-procesamiento (es decir, post fabricación) utilizada para corregir los valores de componentes pasivos en microprocesador. No obstante este procesamiento añade un enorme coste al microprocesador terminado. Otro planteamiento implica utilizar transistores de MOS como resistores variables para activarlos y dimensionarlos apropiadamente. No obstante, este planteamiento no es adecuado para aplicaciones en las que, por ejemplo, se necesite una etapa de resistencia lineal/constante para cada incremento en la palabra de control digital debido a que la conexión en paralelo de transistores ponderados en binario provoca etapas de resistencia no lineales en el intervalo de resistencia activo.

Un tercer planteamiento utilizado para solucionar estos problemas con resistores en microprocesador implica utilizar pulse width modulation (PWM – Modulación de Ancho por Pulsos) en un field effect transistor (FET – Transistor de Efecto de Campo) en serie con un resistor primario. No obstante, este planteamiento tiene un inconveniente para los sistemas de telecomunicaciones dada la posibilidad de ruido adicional debido a la alimentación de reloj. Otro planteamiento más es utilizar transistores de MOS como fusibles activos para cortocircuitar resistores de ajuste situados en serie o paralelo. No obstante, este planteamiento no es adecuado para aplicaciones de CMOS puesto que implementar interruptores de baja resistencia consume una gran área en el microprocesador e introduce una considerable capacitancia parásita en el resistor, que puede inducir un comportamiento no lineal.

Otro planteamiento más implica utilizar bancos de resistores conmutados conectados a tierra. No obstante, esta técnica provoca un constante consumo de corriente en el resistor variable debido a los terminales de tierra. Esto hace que este planteamiento no sea atractivo para su uso en circuitos de un único extremo y/o de baja potencia. Además, el número de componentes pasivos (resistores) y activos (conmutadores) en el circuito aumenta de una manera exponencial puesto que el número de bits en la palabra de control digital aumenta linealmente. Otro planteamiento más utiliza un conmutador de CMOS o matrices de puertas de transmisión como resistores variables. No obstante, este planteamiento utiliza una estructura ponderada en binario que tiene como resultado etapas de resistencia no lineales. Adicionalmente, la puerta de transmisión tiene características de tensión en función de corriente no lineales cerca de los extremos de un intervalo de tensión de alimentación que pueden conducir a una disminución en el balanceo de tensión utilizable.

El documento EP 0 455 839 describe en la figura 2 una red de resistores que comprende un conmutador controlable digitalmente. La resistencia de la red se cambia activando el citado conmutador.

De acuerdo con esto, sería deseable proporcionar métodos y dispositivos de resistor controlables digitalmente que logren etapas de resistencia incremental, arbitrariamente pequeñas, pero aún substancialmente lineales independientemente de la resistencia de activación asociada con los conmutadores.

RESUMEN

Los problemas descritos anteriormente son resueltos por la presente invención, como definen las reivindicaciones independientes.

La invención proporciona varios beneficios potenciales que incluyen, por ejemplo, la provisión de una estructura de resistores controlables digitalmente y altamente lineales que tiene una buena respuesta de frecuencia que puede ser implementada en tecnología de CMOS. Las etapas de resistencia incremental asociadas con la resistencia total del resistor controlable digitalmente pueden ser hechas arbitrariamente pequeñas, independientemente de la resistencia en el estado activo del conmutador o de los conmutadores. Los conmutadores que tienen un ancho de canal mínimo pueden utilizarse en estas arquitecturas de ejemplo para reducir la capacitancia parásita en el resistor. Esto puede proporcionar un beneficio significativo para las aplicaciones de ejemplo en las que, por ejemplo, es deseable un RC preciso constante. Adicionalmente, el uso de los resistores controlables digitalmente tal como se describe aquí aumentará el rendimiento del dispositivo y supondrá un ahorro de coste significativo comparado con los métodos como el ajuste.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Los dibujos que se acompañan ilustran realizaciones de ejemplo de la invención, en los que:

la Figura 1 ilustra un resistor controlable digitalmente;

la Figura 2 ilustra un resistor controlable digitalmente de multi-etapa;

la Figura 3 es un gráfico que ilustra características V/I de ejemplo para un resistor controlables digitalmente simulado;

la Figura 4 es un gráfico que ilustra una resistencia de salida en función de palabra de control de entrada para un resistor controlable digitalmente simulado;

la Figura 5 es un gráfico que ilustra respuestas en frecuencia para un resistor controlable digitalmente simulado;

la Figura 6 representa un resistor controlable digitalmente en combinación con otro circuito; y

la Figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra un método para compensar un efecto en un circuito integrado.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La siguiente descripción detallada se refiere a los dibujos que se acompañan. Los mismos números de referencia en diferentes dibujos identifican a los mismos o similares elementos. Además, la siguiente descripción detallada no limita la invención. Por el contrario, el ámbito de la invención está definido por las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con realizaciones de ejemplo,...

1. Un resistor controlable digitalmente que comprende:

un substrato (11);

al menos una etapa (10) de resistencia controlable digitalmente formada en el 5 citado substrato (11), que incluye cada una de las citadas al menos una etapas:

un primer resistor (12) conectado en serie con un conmutador (14);

un segundo resistor (16) conectado en paralelo con el citado primer resistor

(12) y el citado conmutador (14); y

una línea de control (18) conectada al citado conmutador (14) para abrir y 10 cerrar el citado conmutador (14) en respuesta a un bit de control asociado con el mismo;

en el que la citada al menos una etapa (10) de resistencia controlable digitalmente incluye una pluralidad de etapas de resistencia controlables digitalmente conectadas ente sí en serie y también en el que la citada línea de control (18) proporciona una palabra de control que tiene un bit asociado con cada una de la citada pluralidad de etapas de resistencia controlables digitalmente.

2. El resistor controlable digitalmente de la reivindicación 1, en el que una resistencia total del resistor controlable digitalmente cambia de manera substancialmente lineal con un valor de la palabra de control.

3. El resistor controlable digitalmente de la reivindicación 1, en el que para cada una de la citada pluralidad de etapas n de resistencia controlable digitalmente, un valor de resistencia del citado primer resistor(Rn,inferior) se calcula como:

**(Ver fórmula)**

y un valor de resistencia del citado segundo resistor (Rn,superior) se calcula como:

**(Ver fórmula)**

donde Rmin es una resistencia total mínima del citado resistor controlable digitalmente, ºR es una resistencia de etapa del citado resistor controlable digitalmente, N es un número de la citada pluralidad de etapas de resistencia controlables digitalmente y Rconmutador es una resistencia en estado activo del citado conmutador (14).

4. El resistor controlable digitalmente de la reivindicación 1, en el que el citado substrato (11) es un substrato de metal oxide semiconductor (CMOS – Semiconductor de Óxido Metálico Complementario) que tiene una capa de puerta, una capa aislante y una capa de semiconductor.

5. El resistor controlable digitalmente de la reivindicación 2, en el que la resistencia total tiene un valor máximo cuando todos los citados conmutadores están abiertos y tiene un valor mínimo cuando todos los citados conmutadores están cerrados.

6. El resistor controlable digitalmente de la reivindicación 1, en el que una resistencia efectiva para cada una de la citada pluralidad de etapas n de resistencia controlable digitalmente, es ponderada de manera binaria cuando el citado conmutador (14) está abierto.

7. Un microprocesador de circuito integrado que comprende:

un primer circuito, dispuesto en el citado microprocesador de circuito integrado, para llevar a cabo una función, siendo el citado primer circuito también capaz de determinar un valor de resistencia de compensación asociado con el rendimiento de la citada función y generar una palabra de control digital asociada con el citado valor de resistencia de compensación; y

un resistor variable controlable digitalmente conectado con el primer circuito y que incluye:

al menos una etapa (10) de resistencia controlable digitalmente, que incluye cada una de las al menos una etapas:

un primer resistor (12) conectado en serie con un conmutador (14);

un segundo resistor (16) conectado en paralelo con el citado primer resistor

(12) y el citado conmutador (16); y una línea de control (18) conectada con el citado

primer circuito y con el citado conmutador (14) para abrir y cerrar el citado conmutador

(14) en respuesta a un bit respectivo de la citada palabra de control digital;

en el que la citada al menos una etapa (10) de resistencia controlable digitalmente incluye una pluralidad de etapas de resistencia controlables digitalmente 5 conectadas entre sí en serie.

8. El microprocesador de circuito integrado de la reivindicación 7, en el que una resistencia total del resistor controlable digitalmente cambia de manera substancialmente lineal con un valor de la palabra de control.

9. El microprocesador de circuito integrado de la reivindicación 8, en el que para cada una de la citada pluralidad de etapas n de resistencia controlable digitalmente, un valor de resistencia del citado primer resistor (Rn,inferior) se calcula como:

**(Ver fórmula)**

y un valor de resistencia del citado segundo resistor (Rn,superior) se calcula como:

**(Ver fórmula)**

donde Rmin es una resistencia total mínima del citado resistor controlable digitalmente, ºT es una resistencia de etapa del citado resistor controlable digitalmente, N es un número de la citada pluralidad de etapas y Rconmutador es una resistencia en el estado activo del citado conmutador (14).

20 10. El microprocesador de circuito integrado de la reivindicación 7, que comprende también un substrato de complementary metal oxide semiconductor (CMOS – Semiconductor de Óxido Metálico Complementario) que tiene una capa de puerta, una capa aislante y una capa de semiconductor.

11. El microprocesador de circuito integrado de la reivindicación 8, en el que la citada resistencia total tiene un valor máximo cuando todos los citados conmutadores están abiertos y tienen un valor mínimo cuando todos los citados conmutadores están cerrados.

12. El microprocesador de circuito integrado de la reivindicación 7, en el que el citado primer circuito es un filtro y la citada función es una selección de canal.

13. El microprocesador de circuito integrado de la reivindicación 12, en el que el citado valor de resistencia de compensación se utiliza para compensar el despliegue de proceso en el microprocesador de circuito integrado.

14. El microprocesador de circuito integrado de la reivindicación 12, en el que el citado valor de la resistencia de compensación se utiliza para compensar la desviación de temperatura en el microprocesador de circuito integrado.

15. El microprocesador de circuito integrado de la reivindicación 8, en el que una resistencia efectiva para cada una de la citada pluralidad de etapas n de resistencia controlable digitalmente, es igual cuando el citado conmutador (14) está cerrado y la resistencia efectiva para cada una de la citada pluralidad de etapas n de resistencia controlable digitalmente, es ponderada de manera binaria cuando el citado conmutador (14) está abierto.

16. Un método para compensar un efecto sobre un microprocesador de circuito integrado que comprende:

estimar un valor asociado con el citado efecto:

generar una palabra de control digital asociada con el citado valor; y

utilizar al menos un bit de la citada palabra de control digital para operar un respectivo al menos uno conmutador (14) en un resistor variable, controlable digitalmente, incluyendo el citado resistor variable:

al menos una etapa (10) de resistencia controlable digitalmente, incluyendo cada una de las citadas al menos una etapas:

un primer resistor (12) conectado en serie con uno de los citado al menos uno conmutadores (14); y

un segundo resistor (16) conectado en paralelo con el citado primer resistor

(12) y el citado uno de los citados al menos uno conmutadores (14) en el que la citada al menos una etapa (10) de resistencia controlable

digitalmente incluye una pluralidad de etapas de resistencia controlables digitalmente

conectadas entre sí en serie.

17. El método de la reivindicación 16, en el que el citado efecto es uno del 5 despliegue de proceso y de la desviación de temperatura.

18. El método de la reivindicación 16, en el que una resistencia total del resistor controlable digitalmente cambia de manera substancialmente lineal con un valor de la palabra de control digital.

19. El método de la reivindicación 18, en el que para cada una de la citada pluralidad de etapas n de resistencia controlable digitalmente, un valor de resistencia del citado primer resistor (Rn,inferior) se calcula como:

**(Ver fórmula)**

y un valor de resistencia del citado segundo resistor (Rn,superior) se calcula como

**(Ver fórmula)**

15 donde Rmin es una resistencia total mínima del citado resistor controlable digitalmente, ºT es una resistencia de etapa del citado resistor controlable digitalmente, N es un número de la citada pluralidad de etapas de resistencia controlable digitalmente y Rconmutador es una resistencia en el estado activo del citado conmutador (14).

20 20. El método de la reivindicación 18, en el que una resistencia efectiva para cada una de la citada pluralidad de etapas n de resistencia controlable digitalmente, es igual cuando el citado conmutador (14) está cerrado y la resistencia efectiva para cada una de la citada pluralidad de etapas n de resistencia controlable digitalmente, es ponderada de manera binaria cuando el citado conmutador (14) está abierto.