单位块StageI的输出Vout不取决于MDAC-AMP 11的DC增益“aO”。即，在DC增益“aO”低的情况下也能够保持高增益特性。
[0110]图3是表示构成图1示出的MADC 110的增益AMP 12的一例的概念图。此外，在上述各图中，说明了为了使说明简单而由单端电路构成的情况，但是在图3中说明由全差动电路构成的情况。
[0111]在此，在本发明中的流水线型A/D转换器I中，关于Stagel (100 (I))，作为MDAC搭载图2示出的使用了 SPM的MDAC 110，并且作为其增益AMP 12使用图3示出的增益AMP。关于Stage2?N(100(2)?100 (N))，搭载图8示出的不具有增益AMP 12的MDAC 105。
[0112]也就是说，在流水线型A/D转换器I中，Stagel (100(1))要求最高的DC增益“aO”。因此，在本实施方式中，关于Stagel (100 (I))，作为MDAC搭载图2示出的使用了 SPM的MDAC110，并且作为其增益AMP 12使用图3示出的增益AMP。
[0113]此外，并不限定于此，还能够针对全部Stagel?N(100 (I)?10(N))或者某多个Stage，作为MDAC搭载图2示出的使用了 SPM的MDAC 110，并且作为其增益AMP 12使用图3示出的增益AMP。
[0114]返回到图3，如图3所示，本发明中的增益AMP 12构成为具有与相加点相连接的由N沟道型MOS晶体管构成的差动MOS晶体管Mxl和Mx2，并包含与输出相连接的MOS晶体管Myl和My2以及电流值可变的电流源I1、I2、I3。MOS晶体管Mxl、Mx2、Myl和My2由具有相同功能结构的MOS晶体管构成。
[0115]即，如图3所示，串联连接的MOS晶体管My2和Mx2与串联连接的MOS晶体管Myl和Mxl在电源VDD与接地GND之间并联连接，并且在MOS晶体管Mxl和Mx2与接地GND之间插入电流源13。
[0116]另外，MOS晶体管Myl和Mxl的连接点成为增益AMP 12的一个输出端Pout，并且电流源Il与MOS晶体管Myl并联连接。同样地，MOS晶体管My2和Mx2的连接点成为增益AMP 12的另一个输出端Nout，并且电流源12与MOS晶体管My2并联连接。也就是说，增益AMP 12为非离散型的增益放大器，是不具有开关电容器等的无输出电容的增益放大器。
[0117]而且，MOS晶体管Mx2的栅极与增益AMP 12的一个输入端Pin相连接，MOS晶体管Mxl的栅极与增益AMP 12的另一个输入端Nin相连接。这些输入端Pin/Nin相当于图2中的增益AMP 12的输入端，与相加点相连接。
[0118]另外，MOS晶体管Myl和My2的栅极分别与足以使MOS晶体管进入饱和区域的固定电压Vbl、Vb2相连接。
[0119]并且，输出端Pout和Nout相当于图2中的增益AMP 12的输出端，与下一级的采样电容器Csl+l相连接。
[0120]当将MOS晶体管Mxl和Mx2的互导分别设为gmx、将MOS晶体管Myl和My2的互导分别设为gmy时，能够用以下式(10)表示图3示出的增益AMP 12的增益。
[0121]l/f1 = gmx/gmy......(10)
[0122]在此，MOS晶体管他1、1^2、1^1、1^2全部由相同种类的皿)5晶体管构成且具有相同功能结构。因此，增益AMP 12的特性在于不容易受到工艺偏差的影响。
[0123]此外，如图4所示，电流源I1、12、13还能够分别由MOS晶体管构成。
[0124]当使用MOS晶体管构成电流源13时，从电源VDD的电源电压至接地GND为止构成由三个MOS晶体管连接而成的简单的放大器，因此能够得到以下效果:在输入输出振幅方面不容易受到电源电压、MOS晶体管的动作点等的限制。
[0125]返回到图3，一般，当将MOS晶体管的尺寸设为W/L(W为MOS晶体管的栅极宽度、L为MOS晶体管的栅极长度)、将流过MOS晶体管的电流设为i时，能够用以下式(11)表示MOS晶体管的互导gm。此外，式(11)中的K为依赖于工艺的常数。
[0126]gm = 2X {KX (ff/L) Xij1/2......(11)
[0127]SP,MOS晶体管的互导gm的值与流过MOS晶体管的电流i的平方根具有比例关系。基于此可知，通过精细地调整电流源11、12、13的电流值来使互导gm的值变化，能够使增益AMP 12的增益l/f变化。
[0128]图5是表示图3示出的具备增益AMP 12的流水线型A/D转换器I中的进行增益AMP 12的增益l/f的调整的电路的一例的概要结构图。
[0129]在图5中，如上所述，流水线型A/D转换器I在图1示出的构成流水线型A/D转换器I的MADC中，在STAGEl中作为MADC搭载图2示出的使用了 SPM的MDAC 110，作为其增益AMP 12使用图3示出的增益AMP。
[0130]在图3中，增益AMP 12的增益“l/f ”与MDAC 110的反馈系数的倒数“l/f ”不同。因此，当设流水线型A/D转换器I的输入输出特性为非线性时，能够如以下式(12)所示那样假设该情况下的输入输出特性。
[0131]Vout(ADC) = (1-a ) XVin(ADC)......(12)
[0132]能够使用增益AMP 12的增益“l/f ”和MDAC 110的反馈系数的倒数“l/f ”来如以下那样表示式(12)中的α。
[0133]a = Cf/CsX (1/aO) X (1/f-l/f, )......(13)
[0134]在此，对由“ I ”或者“-1 ”构成的随机变量PN乘以某一电压Vcal而得到的信号PNXVcal与由模拟信号构成的输入信号Vin进行加法运算，将进行加法运算所得到的模拟信号Vin (ADC)输入到流水线型A/D转换器I。例如根据所需的输入振幅和/或校正所花的时间来设定上述电压Vcal即可。
[0135]当在通过流水线型A/D转换器I进行模拟数字转换之后，从流水线型A/D转换器I所输出的相当于模拟信号Vin(ADC)的数字信号Vout (ADC)中减去相当于与输入信号Vin进行加法运算的模拟信号PNXVcal的数字信号时，能够用以下式(14)表示进行减去所得到的结果，即，输出Vout。
[0136]Vout = Vin-α X (Vin+PNXVcal)......(14)
[0137]在此，当将在运算与输入信号Vin相加的模拟信号PNXVcal时使用的随机变量PN乘以用式(13)表示的输出Vout时，如上所述，随机变量PN为“I”或者“-1”而PNXPN =1，因此能够用以下式(15)表示。
[0138]PNXVout
[0139]= PNXVin(l-a )-a Vcal......(15)
[0140]当将输入信号Vin乘以随机变量PN而得到的PNXVin长期平均化来观察时成为零，因此，结果是，能够将式(15)表示为式(16)。
[0141]PNXVout = - a Vcal......(16)
[0142]在此，使用累加器(accumulator) 21、长期地检测信号PNXVout ( = - a XVcal =Verr)的加减计数器(up/dn counter) 22以及DAC (D/A转换器)23来调整构成流水线型A/D转换器I的MDAC 110的增益AMP 12的增益以使Verr (错误信号)成为零。
[0143]S卩，在累加器21中，对所输入的错误信号Verr进行累加，在加减计数器22中，在累加值小于零时，根据式(13)能够视为l/f'大于l/f，因此输出减小增益AMP 12的增益的指令信号。相反，在累加器21中的累加值大于零时，根据式(13)能够视为l/f'小于I/f，因此输出增大增益AMP 12的增益的指令信号。
[0144]在DAC 23中，根据加减计数器22的指令信号来调整电流源Il?13的电流值。例如在减小l/f'的情况下，通过减少电流源11、12和13的电流量来减少MOS晶体管Mxl和Mx2的互导gmx，由此减小1/T。相反，通过增加电流源I1、12和13的电流量来增加MOS晶体管Mxl和Mx2的互导gmx,由此增加l/f。
[0145]如上所述，当调整增益AMP 12的增益时，成为α = O。
[0146]因而，当将α = O代入到式(14)时，式(14)成为Vout = Vin。即，等效于对输入信号Vin进行了理想的模拟数字转换。
[0147]此外，在图5中，31为对由未图示的随机信号产生电路等产生的随机变量PN与预先设定的电压Vcal进行乘法运算的运算器，32为对向流水线型Α/D转换器I输入的输入信号Vin与运算器31的运算结果PNXVcal进行加法运算并将加法运算结果Vin'输出到流水线型Α/D转换器I的加法器，33为对由上述随机信号产生电路等产生的随机变量PN的负值(-PN)与预先设定的电压Vcal进行乘法运算的运算器，34为对运算器33的运算结果-PNXVcal与流水线型Α/D转换器I的输出Vout(ADC)进行加法运算并作为输出Vout而输出的加法器，35为对由上述随机信号产生电路等产生的随机变量PN与从加法器34输出的输出Vout进行乘法运算的运算器。
[0148]如上所述，根据本实施方式中的流水线型Α/D转换器1，不追加新电容就能够进行准确的模拟数字转换，并且即使MDAC-AMP 11的DC增益“ aO ”低也能够进行准确的模拟数字转换。因而，能够抑制噪声的增加且实现精度良好的模拟数字转换。
[0149]另外，例如与图9的用于实现SPM的电路那样通过对AMP的输出进行反馈来调整增益从而形成增益AMP 12的增益“l/f ”的方法相比，本实施方式中的增益AMP 12如图3所示那样电路结构简单。因此，能够将消耗电力抑制得小。
[0150]另外，在MDAC-AMP 11的DC增益“ aO ”较小的情况下也能够准确地进行模拟数字转换，因此能够将MDAC-AMP 11的DC增益“aO”抑制得小。因此，能够将MDAC-AMP 11的结构也设为简单的结构、即能够使电源电压小，因此还能够进一步抑制消耗电力。
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