(57)【要約】【課題】精度のよい増幅を行う。【解決手段】基準電圧発生回路１０は、基準電圧を発生する。バッファアンプ１２は、出力端が負入力端に負帰還され、前記基準電圧を正入力端に受け入れバッファする。非反転アンプは、バッファアンプの出力が基準電圧として負入力端に入力され、正入力端に入力される信号を増幅する。バッファアンプ１２と、非反転アンプ１４を同じ回路構成のオペアンプで構成することで、バッファアンプ１２で発生した温度ドリフトなどを非反転アンプ１４において打ち消す。【選択図】図１
2009159112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ回路を内蔵する半導体装置であって、
基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、
出力が負入力端に負帰還され、前記基準電圧を正入力端に受け入れバッファするバッファアンプと、
バッファアンプの出力が負入力端に入力され、正入力端に入力される信号を増幅する非反転アンプと、
を有し、
前記バッファアンプと、非反転アンプを同じ回路構成のオペアンプで構成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記バッファアンプの出力は、半導体装置の端子から、外部出力され、前記非反転アンプは、半導体装置の端子から前記バッファアンプの出力を受け入れることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置において、
前記非反転アンプの正入力端に入力される信号は、センサの検出信号であることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログ回路を内蔵する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置（ＩＣ，ＬＳＩなど）において、各種センサの検出信号を処理するものがある。例えば、ビデオカメラや、デジタルスチルカメラの手ぶれ補正用の半導体装置では、手ぶれ検出用のジャイロの検出信号を処理し、レンズ移動用モータ駆動信号などを生成するとともに、モータ駆動状態を検出するホール素子の検出信号の処理も行う。
【０００３】
従って、半導体装置は、センサの検出信号を増幅するオペアンプを内蔵する。センサの検出信号を所定の値に増幅する場合、オペアンプにおいて基準電圧に対し信号を増幅することが好ましく、通常は外部で生成された基準電圧を受け入れている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０１９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、基準電圧を外部から受け入れた場合、センサの検出信号を増幅するオペアンプにおいて、オフセット電圧が発生することを避けられず、検出値を正確なものにし難いという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、アナログ回路を内蔵する半導体装置であって、基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、出力が負入力端に負帰還され、前記基準電圧を正入力端に受け入れバッファするバッファアンプと、バッファアンプの出力が負入力端に入力され、正入力端に入力される信号を増幅する非反転アンプと、を有し、前記バッファアンプと、非反転アンプを同じ回路構成のオペアンプで構成したことを特徴とする。
【０００７】
また、前記バッファアンプの出力は、半導体装置の端子から、外部出力され、前記非反転アンプは、半導体装置の端子から前記バッファアンプの出力を受け入れることが好適である。
【０００８】
また、前記非反転アンプの正入力端に入力される信号は、センサの検出信号であることが好適である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、バッファアンプと、非反転アンプを同じ回路構成のオペアンプで構成することで、バッファアンプで発生した温度ドリフトなどを非反転アンプにおいて打ち消すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態の概略構成を示す図である。基準電圧発生回路１０は、半導体装置内に形成され、一定電圧である基準電圧を発生する。
【００１２】
この基準電圧発生回路１０の出力は、バッファアンプ１２の正入力端に入力される。バッファアンプ１２は、出力端と負入力端が短絡されており、従って増幅率１で入力信号を安定化して出力する。このバッファアンプ１２の出力は、半導体装置の出力端子ＯＵＴに供給される。従って、この出力端子ＯＵＴから、バッファアンプ１２から供給される基準電圧が出力され、この出力端子ＯＵＴに接続することで各所において基準電圧を得ることができる。
【００１３】
半導体装置内には、非反転アンプ１４が設けられている。この非反転アンプ１４は、正入力端、負入力端および出力端がそれぞれ半導体装置の端子（○印で示す）に直接接続されている。従って、半導体外部の回路構成によって、所望の回路として動作が可能となっている。
【００１４】
この例では、非反転アンプ１４の正入力端には、ホール素子の検出信号が端子を介し供給されている。一方、非反転アンプ１４の負入力端には、バッファアンプ１２の出力である基準電圧が抵抗Ｒ１０を介し、入力されている。また、非反転アンプ１４の出力端Ｖｏｕｔと負入力端は帰還抵抗Ｒ１２を介し接続されている。
【００１５】
検出信号は、抵抗Ｒ１２とＲ１０の比に基づく所定の増幅率＝１＋（Ｒ１２／Ｒ１０）で、非反転増幅されて出力端Ｖｏｕｔに得られる。
【００１６】
ここで、バッファアンプ１２と、非反転アンプ１４は、１つの半導体装置内に形成され、同じ構成のオペアンプで構成されている。従って、バラツキや温度ドリフトが同様に起こり、これがそれぞれの出力に同様に現れる。そして、バッファアンプ１２の出力が、非反転アンプ１４の負入力端に入力されるため、バッファアンプ１２において発生したバラツキや温度ドリフトは、非反転アンプ１４において相殺され、非反転アンプ１４の出力端においては、バラツキや温度ドリフトの影響が打ち消される。従って、精度のよい検出信号の増幅信号を得ることができる。
【００１７】
図２には、基準電圧発生回路１０およびバッファアンプ１２の一例が示してある。
【００１８】
半導体装置には、外部装置電源回路から動作電源としてＶｃｃ（要求に応じ２．７Ｖ〜５．５Ｖ程度）が供給されている。基準電圧を発生する基準電圧発生回路１０は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＱ１１、抵抗Ｒ２，Ｒ３を有する。ＭＯＳトランジスタＱ１１は、ドレインがＶｃｃに接続されるとともに、ソースが抵抗Ｒ２，Ｒ３を介してＧＮＤに接続されている。そして、抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点である出力ノードＮoutに、バッファ回路１２が接続される。
【００１９】
上記基準電圧発生回路１０は、ＭＯＳトランジスタＱ１１のゲートにＬレベルの信号が印加されると、出力ノードＮoutに基準電圧Ｖｒｅｆを作成する。基準電圧Ｖｒｅｆの値（例えば１／２Ｖｃｃ）は、抵抗Ｒ５，Ｒ６による抵抗分割によって設定されている。
【００２０】
バッファ回路１２は、一例として図に示すように差動部４５４を備える。差動部４５４は、出力ノードＮoutに抵抗Ｒ７を介してベースが接続されたＮＰＮトランジスタＱ２０と、電源出力ノードＯＵＴに抵抗Ｒ８を介してベースが接続されたＮＰＮトランジスタＱ２１を備える。このトランジスタＱ２０，Ｑ２１のエミッタは定電流源４５２に接続され、トランジスタＱ２０のコレクタはＶｃｃとの間に設けられた第１カレントミラー回路（以下、第１ミラー回路）４５６のＰＮＰトランジスタＱ２２に接続され、ここから電流供給を受けている。また、トランジスタＱ２１のコレクタもＶｃｃとの間に設けられた第２カレントミラー回路（以下、第２ミラー回路）４６０のＰＮＰトランジスタＱ２６のベース・コレクタに接続されており、ここから電流供給を受けている。
【００２１】
上記カレントミラー回路４５６の出力側のＰＮＰトランジスタＱ２３のコレクタは、ＧＮＤとの間に設けられた第３カレントミラー回路（以下、第３ミラー回路）４５８のＮＰＮトランジスタＱ２４のベース・コレクタに接続されている。Ｑ２３には、差動部４５４のＱ２０に第１ミラー回路４５６のＱ２２が流す電流に等しい電流が流れ、この電流が第３ミラー回路４５８のＱ２４に供給される。第３ミラー回路４５８の出力側ＮＰＮトランジスタＱ２５は、第２ミラー回路のＰＮＰトランジスタＱ２７のコレクタとＰＭＯＳトランジスタＭ１のゲートとの接続ノードＮｇに接続され、Ｑ２５は、Ｑ２４の電流と等しい電流をＧＮＤに向けて流す。
【００２２】
一方、第２ミラー回路の出力側のＰＮＰトランジスタＱ２７は、ベースが共通接続されているＱ２６が流す電流（差動部４５４のＱ２１に供給する電流）に等しい電流をＶｃｃから接続ノードＮｇに向けて流す。この接続ノードＮｇにゲートの接続された上記Ｍ１は、そのソース又はドレインの一方がＶｃｃに接続され他方が電源出力ノードＯＵＴが接続されている。また、この電源出力ノードＯＵＴとＧＮＤとの間には定電流源４５３が接続されている。
【００２３】
接続ノードＮｇの電圧は、この第２ミラー回路４６０から供給される電流と、第３ミラー回路４５８が引き抜く電流によって調整される。接続ノードＮｇの電圧に応じてＰＭＯＳトランジスタＭ１が動作し、このＰＭＯＳトランジスタＭ１に流れる電流と定電流源４５３に流れる電流とに応じて電源出力ノードＯＵＴの電圧が決定されるが、この電源出力ノードＯＵＴは、抵抗Ｒ８を介し差動部４５４のトランジスタＱ２１のベースに抵抗Ｒ８を介し負帰還されている。そこで、抵抗Ｒ８と、抵抗Ｒ７が同一の抵抗値であれば、電源出力ノードＯＵＴにおける電圧が、基準電圧発生回路１０からの出力ノードＮoutの電圧に揃うようにバッファアンプ１２が動作する。
【００２４】
図３には、非反転アンプ１４の構成例が示されている。この構成例では、非反転アンプ１４は、バッファアンプ１２と同様のオペアンプで構成されている。
【００２５】
検出信号が入力端子＋ＩＮから抵抗Ｒ７を介してトランジスタＱ２０のベース（正入力端子）に供給される。また、トランジスタＱ２１のベース（負入力端子）は、半導体装置の端子−ＩＮに接続されており、この端子−ＩＮは、抵抗Ｒ１２を介し、この非反転アンプ１４の出力端子Ｖｏｕｔに接続されるとともに、前述した基準電圧の電源出力ノードＯＵＴに抵抗Ｒ１０を介し接続されている。
【００２６】
そして、ＰＭＯＳトランジスタＭ１と定電流源４５３の接続点が出力端子Ｖｏｕｔに接続されており、ここに増幅出力が得られる。このように、検出信号は、非反転アンプ１４によって増幅され、出力端Ｖｏｕｔに出力信号が得られる。
【００２７】
この非反転アンプ１４は、その基本構成がバッファアンプ１２と同じであり、正負入力端、出力端の接続が異なっているだけである。そこで、バッファアンプ１２において、負入力端に入力された基準電圧に対し生じた温度ドリフトなどは、非反転アンプ１４において、それを打ち消すように方向に生じる。これによって、非反転アンプ１４において、検出信号の比較的正確な増幅が行える。
【００２８】
なお、検出信号としては、ホール素子の検出信号や、ジャイロの検出信号などが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態の構成を示す図である。
【図２】基準電圧発生回路１０およびバッファアンプ１２の構成を示す図である。
【図３】非反転アンプ１４の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  基準電圧発生回路、１２  バッファアンプ、１４  非反転アンプ。
【図１】
2009159112.tif 000003
【図２】
2009159112.tif 000004
【図３】
2009159112.tif 000005