(57)【要約】【課題】  抵抗値を広い範囲にわたって連続的に変更でき，かつ簡単に操作できる可変抵抗装置を，その操作方法とともに提供すること。【解決手段】  段付可変抵抗１と連続可変抵抗２とを併用し，連続可変抵抗２の抵抗値を可変電圧源２２の電圧Ｖｃで調整する。電圧Ｖｃが定電圧Ｖｃｍａｘ−ｓ〜定電圧Ｖｃｍｉｎ＋ｓの範囲を外れると，そのことがコンパレータ３１，３２により検知される。そして，チョッパ３３，３４がパルスを発生し，これによりカウンタ３５のカウント値がアップまたはダウンされる。これにより，段付可変抵抗１のスイッチＳ１からＳ（ｎ＋１）のうちオンであるものが切り替えられる。全抵抗が所望値を通過したら，電圧Ｖｃを定電圧Ｖｃｍａｘ−ｓ〜定電圧Ｖｃｍｉｎ＋ｓの範囲内にして全抵抗を所望値に合わせる。【選択図】          図１
2006179668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板半導体に形成された可変抵抗装置において，
複数の固定抵抗およびそのそれぞれに設けられたスイッチを有する段付可変抵抗と，
電圧信号により抵抗値が変化するとともに，前記段付可変抵抗の１段当たりの抵抗格差以上の可変幅を持つ連続可変抵抗と，
前記連続可変抵抗への入力電圧により前記段付可変抵抗のスイッチ群を操作するスイッチ操作部とを有し，
前記連続可変抵抗は，
基板半導体と導電型が異なる半導体拡散層と，
入力電圧を基板半導体と前記半導体拡散層との間に印加する電極とを有することを特徴とする可変抵抗装置。
【請求項２】
請求項１に記載の可変抵抗装置において，
前記スイッチ操作部は，
入力電圧が所定の第１閾値を超えているときに反復的に信号を発する第１検知部と，    入力電圧が第１閾値より低い所定の第２閾値を下回っているときに反復的に信号を発する第２検知部と，
前記第１検知部の出力信号によりアップカウントを行うとともに，前記第２検知部の出力信号によりダウンカウントを行うカウント部と，
前記カウント部のカウント値に応じて前記多段抵抗へのスイッチ操作信号を出力する出力部とを有し，
前記連続可変抵抗における，入力電圧が第１閾値である場合と第２閾値である場合との抵抗値の差が，前記段付可変抵抗の１段当たりの抵抗格差以上であることを特徴とする可変抵抗装置。
【請求項３】
複数の固定抵抗およびそのそれぞれに設けられたスイッチを有する段付可変抵抗と，電圧信号により抵抗値が変化するとともに，入力電圧が第１閾値である場合と第２閾値である場合との抵抗値の差が，前記段付可変抵抗の１段当たりの抵抗格差以上である連続可変抵抗とを有する可変抵抗装置を操作する方法において，
前記段付可変抵抗と前記連続可変抵抗との合成抵抗が目標値と異なる場合に，
入力電圧を，合成抵抗が目標値に近づく方向に変動させ，
入力電圧が第１閾値と第２閾値とを両端とする範囲を外れたら，入力電圧の変動を停止させ，
前記段付可変抵抗の抵抗値を，合成抵抗が目標値に近づく方向に１段ずつ変更し，
合成抵抗が目標値を越えたら，前記段付可変抵抗の抵抗値を固定させ，
入力電圧を，合成抵抗が目標値に一致するまで変動させることを特徴とする可変抵抗装置の操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，抵抗値を連続的に変更することができる可変抵抗装置およびその操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から，半導体基板上に可変抵抗を構成することが行われている。従来の可変抵抗には例えば，複数の抵抗素子とスイッチとを接続した抵抗ラダーや，ＭＯＳトランジスタのゲート電圧によりチャネル領域のオン抵抗を変化させるものなどがある。前者は離散的な抵抗値しか取ることができない。後者は特性が非線形的なために操作が難しいという問題がある。
【０００３】
これらの問題に対し提案されているものとして，特許文献１に記載された可変抵抗素子が挙げられる。この文献の可変抵抗素子は，図６および図７に示すように構成されている。すなわちこの可変抵抗素子は，Ｐ型半導体基板の表面の一部に２本の帯状Ｎ型領域１０２，１０３を設け，それらの間のＰ型領域１０１の上方に帯状の電極１０７を配置したものである。帯状Ｎ型領域１０２，１０３が抵抗素子として機能する。電極１０７は基板半導体から絶縁されている。このような構造において，帯状Ｎ型領域１０２，１０３には，いずれも図６中左端付近の位置に端子１０８，１０９を設けている。そして電極１０７には，図６中左右両端付近の位置に端子１０１０，１０１２を設けている。
【０００４】
この可変抵抗素子において，端子１０１０，１０１２に異なる電圧を印加する。そして，図６および図７の構造をＭＯＳトランジスタと見た場合のしきい値電圧が，端子１０１０の電圧と端子１０１２の電圧との間に来るようにする。これにより，ＭＯＳトランジスタが，端子１０１２付近ではオンし端子１０１０付近ではオフとなるようにしている。この状態では，電極１０７の電位は，図６中左右方向に傾斜している。そして，しきい値電圧と等しい電位となっている箇所より図中右側の範囲でＭＯＳトランジスタがオンしているのである。そして，しきい値電圧と等しい電位となる箇所は，端子１０１０，１０１２に印加する電圧により変動する。
【０００５】
この状態では，端子１０８，１０９間の抵抗は，帯状Ｎ型領域１０２，１０３の抵抗の直列合成にほぼ等しい。そして，帯状Ｎ型領域１０２，１０３の実効的な抵抗は，ＭＯＳトランジスタがオフである区間の長さにほぼ比例する。このため，端子１０１０，１０１２の電圧操作により，端子１０８，１０９間の抵抗を変動させることができる。
【特許文献１】特開２００１−１４８４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，前記した従来の可変抵抗素子には，次のような問題点があった。すなわち，端子１０８，１０９間の抵抗値が，端子１０１０，１０１２の電圧だけでは決まらないのである。なぜなら，帯状Ｎ型領域１０２，１０３の単位長さ（図６中左右方向）当たりの抵抗値は，それらの領域自身の電位の影響を受けるからである。そして，帯状Ｎ型領域１０２，１０３の電位は，端子１０８，１０９の電圧により決まる。そのため，端子１０８，１０９間の抵抗値を所望の値にするためには，端子１０１０，１０１２の電圧のみならず，端子１０８，１０９の電圧をも管理しなければならない。また，管理すべき対象箇所が多数あるので，バッファを介在させても基板電圧等の影響を完全にはキャンセルできない。このため実際にはあまり使いやすくない。
【０００７】
本発明は，前記した従来の可変抵抗装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，抵抗値を広い範囲にわたって連続的に変更でき，かつ簡単に操作できる可変抵抗装置を，その操作方法とともに提供することにある。  
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の可変抵抗装置は，基板半導体に形成された可変抵抗装置であって，複数の固定抵抗およびそのそれぞれに設けられたスイッチを有する段付可変抵抗と，電圧信号により抵抗値が変化するとともに，段付可変抵抗の１段当たりの抵抗格差以上の可変幅を持つ連続可変抵抗と，連続可変抵抗への入力電圧により段付可変抵抗のスイッチ群を操作するスイッチ操作部とを有し，連続可変抵抗は，基板半導体と導電型が異なる半導体拡散層と，入力電圧を基板半導体と半導体拡散層との間に印加する電極とを有するものである。
【０００９】
本発明の可変抵抗装置では，段付可変抵抗の離散的な抵抗値の間を連続可変抵抗の抵抗値の変化により補完する。これにより，広範囲かつ連続的な抵抗値の変化幅を得ている。また，本発明の可変抵抗装置では，連続可変抵抗を，基板半導体と導電型が異なる半導体拡散層により構成している。そして，基板半導体と半導体拡散層との間の電圧により連続可変抵抗の抵抗値を変化させるようにしている。このため，他の要因による連続可変抵抗の抵抗値への影響がほとんどなく，操作しやすい。また，連続可変抵抗を操作する電圧信号により段付可変抵抗をも操作することとしている。このため１つの信号入力で操作でき，便利である。
【００１０】
本発明の可変抵抗装置ではさらに，スイッチ操作部が，入力電圧が所定の第１閾値を超えているときに反復的に信号を発する第１検知部と，入力電圧が第１閾値より低い所定の第２閾値を下回っているときに反復的に信号を発する第２検知部と，第１検知部の出力信号によりアップカウントを行うとともに，第２検知部の出力信号によりダウンカウントを行うカウント部と，カウント部のカウント値に応じて段付可変抵抗へのスイッチ操作信号を出力する出力部とを有することが望ましい。この場合には，連続可変抵抗における，入力電圧が第１閾値である場合と第２閾値である場合との抵抗値の差が，段付可変抵抗の１段当たりの抵抗格差以上あることが必要である。
【００１１】
このようにした可変抵抗装置では，入力電圧が第１閾値と第２閾値との間で変動している間は，連続可変抵抗の抵抗値のみが変化し，段付可変抵抗の抵抗値は変化しない。入力電圧が第１閾値と第２閾値との間から逸脱すると，第１検知部または第２検知部が反復的に信号を発することとなる。この信号によりカウント部のカウント値が順次アップまたはダウンする。これに応じて出力部がスイッチ操作信号を出力する。これにより段付可変抵抗の段が切り替えられる。
【００１２】
本発明の可変抵抗装置の操作方法では，上記の可変抵抗装置において，段付可変抵抗と連続可変抵抗との合成抵抗が目標値と異なる場合に，入力電圧を，合成抵抗が目標値に近づく方向に変動させる。これにより合成抵抗が目標値に一致すればそれでよい。合成抵抗が目標値に一致しないうちに入力電圧が第１閾値と第２閾値とを両端とする範囲を外れたら，入力電圧の変動を停止させる。そこで，段付可変抵抗の抵抗値を，合成抵抗が目標値に近づく方向に１段ずつ変更する。そして合成抵抗が目標値を越えたら，段付可変抵抗の抵抗値をそこで固定させる。そして，入力電圧を，合成抵抗が目標値に一致するまで変動させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば，抵抗値を広い範囲にわたって連続的に変更でき，かつ簡単に操作できる可変抵抗装置が，その操作方法とともに提供されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，Ｎ型半導体基板上に構成された集積回路の一部である可変抵抗装置として本発明を具体化したものである。本形態の可変抵抗装置は，図１に示す回路構成を有している。図１の可変抵抗装置は，段付可変抵抗１と，連続可変抵抗２と，スイッチ操作部３とを有している。段付可変抵抗１と連続可変抵抗２とは直列に接続されている。この可変抵抗装置は，その両端の端子Ｔ１，Ｔ２間の抵抗を利用するものである。
【００１５】
段付可変抵抗１はいわゆる抵抗ラダーである。すなわち段付可変抵抗１は，多数の素抵抗Ｒ１〜Ｒｎを直列接続するとともに，その両端および各接続点にスイッチＳ１〜Ｓ（ｎ＋１）を取り付けたものである。素抵抗Ｒ１およびスイッチＳ１の側の端が連続可変抵抗２に接続されている。そして素抵抗ＲｎおよびスイッチＳ（ｎ＋１）の側が端子Ｔ１とされている。各素抵抗Ｒ１〜Ｒｎの抵抗値は固定値でありすべて等しい。以下，これを「単位抵抗Ｒｕ」で表す。スイッチ群Ｓ１〜Ｓ（ｎ＋１）は，後述するスイッチ操作部３のデコーダ３６からの指示信号Ｄ１〜Ｄ（ｎ＋１）により操作されるようになっている。
【００１６】
連続可変抵抗２は，拡散抵抗を中心に構成されている。連続可変抵抗２は，図２の平面図および図３の断面図に示すように，Ｎ型基板の一部に形成された帯状のＰ型拡散層である。そのＰ型拡散層の両端には，電極ａ，ｂが取り付けられている。電極ａは端子Ｔ２に接続されている。電極ｂは段付可変抵抗１に接続されている。そして，Ｐ型拡散層の中央付近には電極ｃが，Ｎ型基板の表面には電極ｄが，それぞれ設けられている。図１の可変抵抗装置はこの他，可変電圧源２２とバッファ２３とを有している。可変電圧源２２は，Ｐ型拡散層とＮ型基板との間に電圧Ｖｃを印加するものである。電圧Ｖｃの可変範囲は，最小Ｖｃｍｉｎ〜最大Ｖｃｍａｘである。可変電圧源２２の正極は，Ｐ型拡散層の電極ｃと接続されている。可変電圧源２２の負極は，バッファ２３を介してＮ型基板の電極ｄと接続されている。これにより，Ｐ型拡散層とＮ型基板との間には，逆バイアスが掛かっている。また，バッファ２３により，可変電圧源２２の電圧Ｖｃを変化させてもその影響が抵抗体たるＰ型拡散層の電位に及ばないようになっている。
【００１７】
連続可変抵抗２では，電極ａ，ｂ間のＰ型拡散層が電流パスである。ところでＰ型拡散層とその下のＮ型基板との間のＰＮ接合面付近は空乏層となっている。Ｐ型拡散層の中でもこの空乏層となっている部分は電流パスとはならない。ここで，空乏層の厚さは，Ｐ型拡散層とＮ型基板との間の電圧Ｖｃにより左右される。前述のように電圧Ｖｃは逆バイアスである。このため，電圧Ｖｃが大きくなると空乏層は厚くなる。すなわち，電圧Ｖｃが大きくなると電流パスは狭くなる。よって，電圧Ｖｃが大きくなると連続可変抵抗２の抵抗値は大きくなる。以下，連続可変抵抗２の抵抗値を「Ｒｃ」で表す。これは電圧Ｖｃを引数とする関数である。電圧Ｖｃによる抵抗Ｒｃの可変幅は，単位抵抗Ｒｕよりかなり大きく確保されている。
【００１８】
スイッチ操作部３は，可変電圧源２２の電圧Ｖｃに応じて段付可変抵抗１を操作する機能を有する部分である。スイッチ操作部３には，コンパレータ３１，３２，チョッパ３３，３４，カウンタ３５，デコーダ３６が設けられている。
【００１９】
コンパレータ３１は，その正入力端子に電圧Ｖｃを受け，その負入力端子に定電圧Ｖｃｍａｘ−ｓを受ける。これによりコンパレータ３１は，電圧Ｖｃが定電圧Ｖｃｍａｘ−ｓを下回っている場合には第１レベルを出力し，電圧Ｖｃが定電圧Ｖｃｍａｘ−ｓを上回っている場合には第２レベルを出力する。コンパレータ３２は，その負入力端子に電圧Ｖｃを受け，その正入力端子に定電圧Ｖｃｍｉｎ＋ｓを受ける。これによりコンパレータ３２は，電圧Ｖｃが定電圧Ｖｃｍｉｎ＋ｓを上回っている場合には第１レベルを出力し，電圧Ｖｃが定電圧Ｖｃｍｉｎ＋ｓを下回っている場合には第２レベルを出力する。
【００２０】
定電圧Ｖｃｍａｘ−ｓ，Ｖｃｍｉｎ＋ｓについて説明する。定電圧Ｖｃｍａｘ−ｓは，電圧Ｖｃｍａｘから電圧ｓを引いた差である。電圧Ｖｃｍａｘは，電圧Ｖｃの変動可能な範囲の上限電圧である。電圧ｓは固定値である。電圧ｓは，コンパレータ３１が第２レベルを出力する可能性を確保するためのマージンとして設定されている。定電圧Ｖｃｍｉｎ＋ｓは，電圧Ｖｃｍｉｎに電圧ｓを足した和である。電圧Ｖｃｍｉｎは，電圧Ｖｃの変動可能な範囲の下限電圧である。電圧ｓは，コンパレータ３２が第２レベルを出力する可能性を確保するためのマージンでもある。その一方で電圧ｓは，電圧Ｖｃを定電圧Ｖｃｍａｘ−ｓ，Ｖｃｍｉｎ＋ｓの間で変化させたときの抵抗Ｒｃの変化幅が，単位抵抗Ｒｕ以上あるように設定されている。
【００２１】
チョッパ３３は，コンパレータ３１の出力が第２レベルである場合に限り，所定の周期でパルス信号を発するものである。同様にチョッパ３４は，コンパレータ３２の出力が第２レベルである場合に限り，所定の周期でパルスを発するものである。すなわちチョッパ３３は，定電圧Ｖｃｍａｘ−ｓを閾値とし，電圧Ｖｃがこれを超えているときに反復信号を発するものである。コンパレータ３１とチョッパ３３とで第１の検知部を構成する。同様にチョッパ４４は，定電圧Ｖｃｍｉｎ＋ｓを閾値とし，電圧Ｖｃがこれを下回っているときに反復信号を発するものである。コンパレータ３２とチョッパ３４とで第２の検知部を構成する。
【００２２】
カウンタ３５は，チョッパ３３，３４からのパルスをカウントするものである。カウンタ３５は，チョッパ３３のパルス信号を受けるとカウント値を増加させ，チョッパ３４のパルスを受けるとカウント値を減少させるようになっている。すなわちカウンタ３５は，チョッパ３３のパルスに対してはアップカウンタとして作用し，チョッパ３４のパルスに対してはダウンカウンタとして作用するものである。
【００２３】
デコーダ３６は，カウンタ３５のカウント値に基づいて，段付可変抵抗１のスイッチ群Ｓ１〜Ｓｎ＋１への指示信号Ｄ１〜Ｄ（ｎ＋１）を出力するものである。デコーダ３６は具体的には，スイッチ群Ｓ１〜Ｓ（ｎ＋１）のうち，カウンタ３５のカウント値に一致する番号のもののみをオンさせ，残りはオフさせる。すなわち，カウンタ３５のカウント値が「ｋ」であるとすると，スイッチＳｋのみがオンとなり，他のスイッチはオフとなる。この状態での段付可変抵抗１の抵抗値Ｒｓは，単位抵抗Ｒｕと「ｋ−１」との積で与えられる。
【００２４】
この値「Ｒｕ＊（ｋ−１）」は，直接的には電圧Ｖｃによる変数ではない。すなわち，電圧Ｖｃを定電圧Ｖｃｍａｘ−ｓと定電圧Ｖｃｍｉｎ＋ｓとの間で変動させても，「Ｒｕ＊（ｋ−１）」は不変である。コンパレータ３１，３２の出力がともに第１レベルであり，チョッパ３３，３４のいずれもがパルスを発生しないからである。このためカウンタ３５のカウント値が変化しないので，スイッチ群Ｓ１〜Ｓ（ｎ＋１）のオンオフ状態も変化しないのである。
【００２５】
しかし，電圧Ｖｃを，定電圧Ｖｃｍａｘ−ｓと定電圧Ｖｃｍｉｎ＋ｓとの間を越えて変動させると，Ｒｕ＊（ｋ−１）を操作することができる。すなわち，電圧Ｖｃを，定電圧Ｖｃｍａｘ−ｓと上限電圧Ｖｃｍａｘとの間の範囲内にすると，コンパレータ３１の出力が第２レベルとなる。すると，チョッパ３３が所定の周期でパルスを発するので，カウンタ３５のカウント値が上昇する。このため，パルスの数だけ，オンされるスイッチが図１中右へ移動するのである。一方，電圧Ｖｃを，定電圧Ｖｃｍｉｎ＋ｓと下限電圧Ｖｃｍｉｎとの間の範囲内にすると，コンパレータ３２の出力が第２レベルとなる。すると，チョッパ３４が所定の周期でパルスを発するので，カウンタ３５のカウント値が下降する。このため，パルスの数だけ，オンされるスイッチが図１中左へ移動するのである。
【００２６】
図１の可変抵抗装置全体としての端子Ｔ１，Ｔ２間の全抵抗Ｒｗは，上記より，
Ｒｗ ＝ Ｒｃ＋Ｒｓ
で表され，カウンタ３５のカウント値ｋを用いて，
Ｒｗ ＝ Ｒｃ＋Ｒｕ＊（ｋ−１）
で与えられる。連続可変抵抗２の抵抗値Ｒｃの最大値をＲｃｍａｘ，最小値をＲｃｍｉｎで表すと，全抵抗Ｒｗの最大値Ｒｗｍａｘは，
Ｒｃｍａｘ ＝ Ｒｃｍａｘ＋Ｒｕ＊ｎ
で表され，最小値Ｒｗｍｉｎは，
Ｒｗｍｉｎ ＝ Ｒｃｍｉｎ
で表される。
【００２７】
図１の可変抵抗装置は，次のようにして使用する。まず，全抵抗Ｒｗの現在値が所望値と一致している場合は，電圧Ｖｃを操作する必要はない。現在値が所望値と一致していない場合は，電圧Ｖｃを操作して全抵抗Ｒｗを所望値と一致させることになる。この操作を図４のグラフにより説明する。図４は，時刻ｔ０で電圧Ｖｃが定電圧Ｖｃｍａｘ−ｓと定電圧Ｖｃｍｉｎ＋ｓとの間にあり，全抵抗Ｒｗが所望値Ｒａより小さかった場合について，その後の動作を示している。
【００２８】
この場合には電圧Ｖｃを直線的に上昇させる。すると，電圧Ｖｃの上昇に伴い全抵抗Ｒｗが直線的に上昇していく。これは，連続可変抵抗２の抵抗Ｒｃの上昇によるものである。この時点では段付可変抵抗１のスイッチ群の状況に変化はない。
【００２９】
電圧Ｖｃが電圧Ｖｃｍａｘ−ｓを超えた（時刻ｔ１以降）ことが確認されると，電圧Ｖｃの上昇を停止させる。すると，連続可変抵抗２の抵抗Ｒｃの上昇も停止するので，全抵抗Ｒｗの上昇も一旦停止する。しかし，この時点では電圧Ｖｃが電圧Ｖｃｍａｘ−ｓを上回っているので，チョッパ３３から所定の周期τでパルスが発せられる。このため全抵抗Ｒｗは，階段状に上昇していく。これは，段付可変抵抗１の抵抗Ｒｓの上昇によるものである。チョッパ３３からのパルスによりカウンタ３５がアップカウントし，これに伴いスイッチ群Ｓ１〜Ｓ（ｎ＋１）のうちオンしているものが図１中右へ移動していくからである。したがって，１ステップ当たりの上昇幅は単位抵抗Ｒｕであり，ステップ間隔はパルス周期τに等しい。
【００３０】
全抵抗Ｒｗが所望値Ｒａを超えると（時刻ｔ２），電圧Ｖｃを下降させる。すると，連続可変抵抗２の抵抗Ｒｃの低下により全抵抗Ｒｗも低下する。そして時刻ｔ３で全抵抗Ｒｗが所望値Ｒａに一致する。ここで電圧Ｖｃを固定する。これにより時刻ｔ３以降，全抵抗Ｒｗが所望値Ｒａに一致した状態で安定する。
【００３１】
時刻ｔ４で所望値がＲａより低いＲｂに変更されたとする。すると，これまでと逆の操作を行う。すなわち，電圧Ｖｃを直線的に下降させる。すると，電圧Ｖｃの下降に伴い全抵抗Ｒｗが直線的に低下していく。これは，連続可変抵抗２の抵抗Ｒｃの低下によるものである。
【００３２】
電圧Ｖｃが電圧Ｖｃｍｉｎ＋ｓを下回った（時刻ｔ５以降）ことが確認されると，電圧Ｖｃの下降を停止させる。すると，連続可変抵抗２の抵抗Ｒｃの低下も停止するので，全抵抗Ｒｗの低下も一旦停止する。しかし，この時点では電圧Ｖｃが電圧Ｖｃｍｉｎ＋ｓを下回っているので，チョッパ３４から所周期τでパルスが発せられる。このため全抵抗Ｒｗは，階段状に低下していく。これは，段付可変抵抗１の抵抗Ｒｓの低下によるものである。チョッパ３４からのパルスによりカウンタ３５がダウンカウントし，これに伴いスイッチ群Ｓ１〜Ｓ（ｎ＋１）のうちオンしているものが図１中左へ移動していくからである。
【００３３】
全抵抗Ｒｗが所望値Ｒｂを下回ると（時刻ｔ６），電圧Ｖｃを上昇させる。すると，連続可変抵抗２の抵抗Ｒｃの上昇により全抵抗Ｒｗも上昇する。そして時刻ｔ７で全抵抗Ｒｗが所望値Ｒｂに一致する。ここで電圧Ｖｃを固定する。これにより時刻ｔ７以降，全抵抗Ｒｗが所望値Ｒｂに一致した状態で安定する。
【００３４】
このようにして，電圧Ｖｃの操作により全抵抗Ｒｗを所望値に一致させそこで安定させることができる。ここで前述のように，電圧Ｖｃｍａｘ−ｓ，Ｖｃｍｉｎ＋ｓの間での抵抗Ｒｃの変化幅が，単位抵抗Ｒｕ以上確保されている。このため全抵抗Ｒｗを，最小値Ｒｗｍｉｎから最大値Ｒｗｍａｘまで切れ目なく変化させることができる。なお，図４のグラフにおいて，全抵抗Ｒｗが階段状に変化するときのステップ比（Ｒｕ／τ）は，全抵抗Ｒｗが直線的に変化するときの変化率（ｄＲｗ／ｄｔ）以下であるべきである。（Ｒｕ／τ）が（ｄＲｗ／ｄｔ）を超えていると，全抵抗Ｒｗが所望値を通過した後にパルスが停止せず発振するおそれがある。こうなると，全抵抗Ｒｗが所望値に安定しないのである。このため図４のグラフでは，（Ｒｕ／τ）を（ｄＲｗ／ｄｔ）よりやや小さくして，このような弊害を防いでいる。
【００３５】
以上説明した本形態の可変抵抗装置は，オートゲインコントロールなどの帰還系にも好適に使用することができる。図５は，本形態の可変抵抗装置を利用した帰還回路の一例である。図５の帰還回路中，可変抵抗１０が本形態の可変抵抗装置である。その抵抗値は前述のＲｗである。図５の帰還回路は，可変抵抗１０の他に，演算増幅器４０と，振幅検出回路５０と，積分回路６０とを有している。可変抵抗１０は，演算増幅器４０の負入力（入力ＡＣ信号）と出力との間に設けられている。また，演算増幅器４０の負入力線には固定抵抗１１（抵抗値Ｒｄ）が設けられている。むろんこれらは皆，Ｎ型半導体基板上の集積回路の一部である。演算増幅器４０は，入力ＡＣ信号を（Ｒｗ／Ｒｄ）倍に増幅するものである。積分回路６０は，ＲＣ回路と演算増幅器とで構成されている。積分回路６０の出力電圧が，可変抵抗１０の操作電圧Ｖｃとされている。
【００３６】
図５の帰還回路では，操作電圧Ｖｃの変化速度が次のように定まる。図５中のＦ点とＧ点との間の電位差を「ｘ」で表すと（−Ｘ＜ｘ＜Ｘとする），電圧Ｖｃの変化分ΔＶｃは，
ΔＶｃ ＝ Ｃ∫ｘｄｘ  （Ｃは積分定数）
で与えられる。このことから，Ｖｃの傾きはｘの関数であり，具体的には，
（ΔＶｃ／ｄｔ） ＝ Ｃ＊ｘ
で表される。これが，図５の帰還回路における電圧Ｖｃの変化速度である。電圧Ｖｃの変化分ΔＶｃに対する可変抵抗１０の抵抗値（全抵抗Ｒｗのこと）の変化分ΔＲｗの係数を「α」で表せば，
ΔＲｗ ＝ ａ＊ΔＶｃ
である。これより，抵抗値の変化速度は，
（ΔＲｗ／ｄｔ） ＝ α＊（ΔＶｃ／ｄｔ） ＝ α＊Ｃ＊ｘ
となる。前述のことから，可変抵抗１０における段付可変抵抗１の抵抗値のステップ比はこれよりやや小さい当たりが適切である。
【００３７】
段付可変抵抗１においてスイッチの切り替えが行われるときには前述のことからに，
Ｖｃｍａｘ ＜ Ｖｃ ＜ Ｖｃｍａｘ−ｓ
または
Ｖｃｍｉｎ ＜ Ｖｃ ＜ Ｖｃｍｉｎ＋ｓ
である。この状況における「ｘ」は，
ｘ ＝ Ｘ（または−Ｘ）
である。よって，
Ｒｕ／τ ＜≒ α＊Ｃ＊ｘ
であり，パルス間隔τは，発振しないためには，
τ ＞≒ Ｒｕ／（α＊Ｃ＊ｘ）
程度がよいことになる。なお，「＜≒」は左辺が右辺よりやや小さいことを意味し，「＞≒」は左辺が右辺よりやや大きいことを意味するものとする。
【００３８】
以上詳細に説明したように本実施の形態に係る可変抵抗装置では，段付可変抵抗１と連続可変抵抗２とを併用している。そして，連続可変抵抗２の抵抗値Ｒｃの可変幅を，段付可変抵抗１の単位抵抗Ｒｕより大きく確保している。これにより，切れ目ない広範囲な可変幅を持つ可変抵抗装置が実現されている。さらに，連続可変抵抗２を，拡散抵抗で構成し，基板との間の電圧Ｖｃで抵抗値を変化させるようにしている。そして，この電圧Ｖｃを，段付可変抵抗１の抵抗値Ｒｓの切り替えにも使用している。これにより，１つの電圧信号Ｖｃで段付可変抵抗１と連続可変抵抗２との両方を操作し，所望の抵抗値が得られるようになっている。また，連続可変抵抗２の抵抗値が基板電位に左右されないようにしている。
【００３９】
ここで，段付可変抵抗１を操作するスイッチ操作部３では，電圧Ｖｃが上下限付近の定電圧Ｖｃｍａｘ−ｓからＶｃｍｉｎ＋ｓまでの範囲を越えている場合に周期的に段付可変抵抗１のスイッチを切り替えるようにしている。そして，全抵抗Ｒｗが所望値と異なっている場合には，全抵抗Ｒｗが所望値に近づく向きに電圧Ｖｃを変化させるのである。これにより，まずは連続可変抵抗２の抵抗値Ｒｃを変化させるのである。そして，電圧Ｖｃが上下の定電圧の範囲を越えると，電圧Ｖｃの変化を停止し，段付可変抵抗１のスイッチ切り替えを行わせる。これにより段付可変抵抗１の抵抗値Ｒｓを変化させる。そして，全抵抗Ｒｗが所望値を通過したら電圧Ｖｃを逆向きに変化させて全抵抗Ｒｗを所望値に合わせるようにしている。このため，単位抵抗Ｒｕと切り替え周期τとのステップ比を電圧Ｖｃの変化速度よりやや小さく設定しておくことにより，発振を防止できる。これにより，オートゲインコントロールなどの帰還系にも好適に使用することができる可変抵抗装置が実現されている。
【００４０】
なお本実施の形態は，単なる例示に過ぎず，本発明を何ら拘束するものではない。したがって本発明は，その趣旨を逸脱することなく種々の変形，改良が可能である。例えば，本実施の形態では，段付可変抵抗１と連続可変抵抗２とを直列に接続しているが，並列も考えられる。また，段付可変抵抗の内部の素抵抗の接続についても，並列や，直列と並列との併用もあり得る。本実施の形態ではまた，段付可変抵抗１のスイッチ群Ｓ１〜Ｓ（ｎ＋１）については，カウンタ３５のカウント値ｋに対しスイッチＳｋのみがオンとなり，他のスイッチはオフとなることとした。しかしこれに限らず，スイッチＳｋより図１中右側のスイッチもオンであってもよい。
【００４１】
また，連続可変抵抗２は，Ｐ型の下地半導体上のＮ型拡散層であってもよい。さらに，電圧Ｖｃの変化速度が上昇と下降とで異なる場合には，チョッパ３３，３４のパルス周期をそれに合わせて変えてもよい。さらに，スイッチ操作部３の具体的構成は，図１中に示したものに限らず，同様の機能を奏する他のあらゆる構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施の形態に係る可変抵抗装置の回路図である。
【図２】図１の拡散抵抗の構造を示す平面図である。
【図３】図１の拡散抵抗の構造を示す断面図である。
【図４】実施の形態に係る可変抵抗装置における電圧操作時の動作を示すグラフである。
【図５】実施の形態に係る可変抵抗装置を利用した帰還回路の一例を示す回路図である。
【図６】従来の可変抵抗素子の構成を示す平面図である。
【図７】従来の可変抵抗素子の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１                  段付可変抵抗
２                  連続可変抵抗
３                  スイッチ操作部
２２                可変電圧源
３１，３２          コンパレータ
３３，３４          チョッパ
３５                カウンタ
３６                デコーダ
Ｒ１〜Ｒｎ          素抵抗
Ｓ１〜Ｓ（ｎ＋１）  スイッチ
ａ〜ｄ              電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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