放大电路以及放大电路ic芯片的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种放大电路以及放大电路IC芯片，更详细地说，涉及一种使用将规 定的物理量转换为电阻值的可变电阻并将该可变电阻的电阻值转换为电压值后进行放大 的放大电路以及放大电路IC芯片。
【背景技术】
[0002] 以往，已知一种传感器装置，该传感器装置使用具有仪表放大器的输出放大电路 对从具有带偏移调整功能的仪表放大器（instrumentationamplifier)的输出放大电路、 加速度传感器输出的微小的差动输出电压进行放大。
[0003] 另外，例如在专利文献1中公开了一种传感器装置，该传感器装置具有使用了 对从加速度传感器等输出的微小的偏差电压进行放大的仪表放大器（instrumentation amplifier;仪表用放大器）以及偏移电压调整电路的输出放大电路。
[0004] 图1是用于说明专利文献1所记载的以往的输出放大电路以及使用了该输出放大 电路的传感器装置的电路结构图。该输出放大电路通过使用了压电电阻等将规定的物理量 转换为电阻值的可变电阻的传感器技术，通过惠斯登电桥电路20将可变电阻的电阻变化 转换为电压信号，通过仪表放大器50进行信号的放大。
[0005] 也就是说，加速度传感器10由连接在被输入基准电压VREF的基准电压输入端子 11与接地之间的惠斯登电桥电路20构成，该惠斯登电桥电路20由四个压电电阻元件21至 24构成，将这些电阻变化检测为桥输出电压的变化，将差动输出电压VIP、VIN输出到输出 放大电路30。
[0006] 另外，输出放大电路30具有偏移电压调整电路40以及由运算放大器51至53等 构成的仪表放大器50,该输出放大电路30具有被输入差动输出电压VIP的第一输入端子 31、被输入差动输出电压VIN的第二输入端子32、被输入偏移电压VOFFIN的第一电压输入 端子33、被输入为基准电压VREF的1/2电压电平的仪表放大器输出的基准电压VCOM的第 二电压输入端子34、被输入基准电压VCOM的基准电压输入端子35和被输入放大电路输出 电压VOUT的输出端子36、输出侧与输入端子33相连接的偏移电压调整电路40以及输入侧 与输入端子31至34相连接的仪表放大器50。
[0007] 专利文献1 :日本特开2006-174122号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的问题
[0009] 然而，作为对被放大的最终的传感器整体的输出信号的SN比起作用的噪声成分， 不仅存在加速度传感器10产生的噪声，还存在由与该加速度传感器10相连接的第一放大 器51和第二放大器52的输入部分的晶体管产生的噪声。仪表放大器50在传感器上连接 有两个放大器，因此对噪声起作用的输入部分的晶体管为两对。因此，在以往的结构中噪声 大。或者，与噪声具有折衷关系的电路面积、消耗电流大。
[0010] 这样，上述专利文献1在将可变电阻的电阻变化转换为电压信号并进行信号的放 大的信号处理中，难以实现简单的电路结构且难以实现低噪声。
[0011] 本发明是鉴于这种问题而完成的，其目的在于提供一种降低噪声成分且电路结构 简单的放大电路以及放大电路IC芯片。
[0012] 用于解决问题的方案
[0013] 本发明是为了达到这种目的而完成的，以以下事项为特征。
[0014] (1) -种放大电路，其特征在于具备：第一偏置部（81)，其与第一可变电阻型传感 器（71)的一端相连接；第二偏置部（82)，其与第二可变电阻型传感器（72)的一端相连接， 其中，上述第二可变电阻型传感器的另一端与上述第一可变电阻型传感器的另一端相连 接；以及I-V转换电路（90)，其将来自上述第一可变电阻型传感器的一端和上述第二可变 电阻型传感器的一端的输出电流分别转换为电压并输出。
[0015] (2)其特征在于，上述I-V转换电路（90)具有全差动运算放大器（101)以及从上 述全差动运算放大器的差动输出向差动输入反馈的反馈电阻（91、92)。
[0016] (3)其特征在于，还具备电压控制电路（120)，该电压控制电路控制上述第一可变 电阻型传感器的另一端与上述第二可变电阻型传感器的另一端的连接点的电压，使得上述 第一可变电阻型传感器的一端的节点电压与上述第二可变电阻型传感器的一端的节点电 压的平均值成为规定的基准电压。
[0017] (4)其特征在于，上述电压控制电路（120)具有电流源（124)和电流控制电路，该 电流源同上述第一可变电阻型传感器的另一端与上述第二可变电阻型传感器的另一端的 连接点相连接，该电流控制电路控制上述电流源的电流。
[0018] (5)其特征在于，上述电压控制电路（120)具有第一晶体管（124)和栅极电压控制 电路，该第一晶体管的漏极同上述第一可变电阻型传感器的另一端与上述第二可变电阻型 传感器的另一端的连接点相连接，该栅极电压控制电路控制上述第一晶体管的栅极电压。
[0019] (6)其特征在于，上述I-V转换电路（90)具有全差动运算放大器以及从上述全差 动运算放大器的差动输出向差动输入反馈的反馈电阻，上述全差动运算放大器的共模电压 为与上述规定的基准电压相同的电压。
[0020] (7)其特征在于，上述第一偏置部为第一偏置电阻（81)，上述第二偏置部为第二 偏置电阻（82)。
[0021] (8)其特征在于，上述第一偏置电阻、上述第二偏置电阻以及上述反馈电阻为相同 材料的电阻元件。
[0022] (9)其特征在于，上述第一偏置电阻的一端与上述第一可变电阻型传感器的一端 相连接，上述第二偏置电阻的一端与上述第二可变电阻型传感器的一端相连接，上述第一 偏置电阻的另一端与上述第二偏置电阻的另一端相连接，对上述第一偏置电阻的另一端与 上述第二偏置电阻的另一端的连接点提供第一电压。
[0023] (10)其特征在于，上述第一偏置部为第一电流源，上述第二偏置部为第二电流源， 上述第一电流源和上述第二电流源将与参照电阻的电阻值成反比的电流分别提供给上述 第一可变电阻型传感器和上述第二可变电阻型传感器。
[0024] (11)其特征在于，上述第一可变电阻型传感器与上述第二可变电阻型传感器的输 出电流向相互相反的方向变化。
[0025] (12)其特征在于，上述第一可变电阻型传感器与上述第二可变电阻型传感器为压 电电阻。
[0026] (13) -种角速度检测电路，其特征在于，具备⑴?（12)中的任一项所述的放大 电路以及电阻值与角速度相应地发生变化的上述第一可变电阻型传感器和上述第二可变 电阻型传感器。
[0027] (14) 一种加速度检测电路，其特征在于，具备⑴?（12)中的任一项所述的放大 电路以及与电阻值与加速度相应地发生变化的上述第一可变电阻型传感器和上述第二可 变电阻型传感器。
[0028] (15) -种传感器IC芯片，其特征在于，具备：第一PAD，其被输入来自第一可变电 阻型传感器的一端的输出电流；第二PAD，其被输入来自第二可变电阻型传感器的一端的 输出电流；第三PAD，其对上述第一可变电阻型传感器的另一端与上述第二可变电阻型传 感器的另一端相连接的连接点提供规定的电压；第一偏置电阻元件，其与上述第一PAD相 连接；第二偏置电阻元件，其与上述第二PAD相连接；以及I-V转换电路，其将来自上述第 一PAD和上述第二PAD的输出电流分别转换为电压。
[0029] (16)其特征在于，还具备电压控制电路，该电压控制电路根据上述第一PAD的电 压和上述第二PAD的电压来控制上述第三PAD的电压。
[0030] (17)其特征在于，还具备漏极与上述第三PAD相连接的第一晶体管，上述电压控 制电路根据上述第一PAD的电压和上述第二PAD的电压来控制上述第一晶体管的栅极电 压。
[0031] (18)其特征在于，上述I-V转换电路具有I-V转换用电阻元件，上述第一偏置电阻 元件、上述第二偏置电阻元件以及上述I-V转换用电阻元件在半导体衬底上接近配置。
[0032] (19)其特征在于，上述第一可变电阻型传感器与上述第二可变电阻型传感器的输 出电流向相互相反的方向变化。
[0033] (20)其特征在于，上述第一可变电阻型传感器和上述第二可变电阻型传感器为压 电电阻。
[0034] (21) -种角速度检测装置，其特征在于，具备（15)?（20)中的任一项所述的传感 器IC芯片以及电阻值与角速度相应地发生变化的上述第一可变电阻型传感器和上述第二 可变电阻型传感器。
[0035] (22) -种加速度检测装置，其特征在于，具备（15)?（20)中的任一项所述的传感 器IC芯片以及电阻值与加速度相应地发生变化的上述第一可变电阻型传感器和上述第二 可变电阻型传感器。
[0036] 发明的效果
[0037] 根据本发明，在将可变电阻的电阻变化转换为电压信号并进行信号的放大的信号 处理中，形成低噪声且简单的电路结构。
[0038] 由此，能够降低噪声成分，作为整体能够达成高SN比。另外，还能够实现低噪声、 小面积且低消耗电流的传感器电路。
【附图说明】
[0039] 图1是用于说明专利文献1所记载的以往的输出放大电路以及使用了该输出放大 电路的传感器装置的电路结构图。
[0040] 图2是用于说明本发明所涉及的放大电路的实施方式1的电路结构图。
[0041] 图3是用于说明本发明所涉及的放大电路的实施方式2的电路结构图。
[0042] 图4是用于说明本发明所涉及的放大电路的实施方式3的电路结构图。
[0043] 图5是用于说明本发明所涉及的放大电路的实施方式4的电路结构图。
[0044] 图6是用于说明本发明所涉及