JP2015080086A - High resistance circuit using mos transistor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resistance circuit using MOS transistors which give a resistive element having a stable resistance value irrespective of a voltage difference between terminals.SOLUTION: NMOS transistors M1, M2 are provided between first and second terminals IN, OUT with source terminals connected at a point of contact M and drain terminals connected to the first and second terminals IN, OUT. A gate-source voltage decided by a flow of constant current I1 to an NMOS transistor M3 on one of a differential pair is also applied to the NMOS transistors M1, M2. An NMOS transistor (one of M1, M2) connected to one of the first and second terminals IN, OUT which is a high voltage side functions as a resistive element. Whichever of the first and second terminals IN, OUT has a high voltage value, any one of the NMOS transistors M1, M2 can function as a resistive element to give a resistance value between the first and second terminals IN, OUT.

Description

本発明は、MOSトランジスタを利用した高抵抗回路に関する。   The present invention relates to a high resistance circuit using a MOS transistor.

加速度などの外力の変化を容量値の変化により検出するMEMSセンサーが提案されている(非特許文献1など)。こうしたMEMSセンサーにより得られる容量値の変化を信号として取り出すために、容量値の変化を電圧値の変化に変換して出力する、いわゆるCV変換回路が使用されている。   A MEMS sensor that detects a change in external force such as acceleration based on a change in capacitance value has been proposed (Non-Patent Document 1, etc.). In order to extract a change in capacitance value obtained by such a MEMS sensor as a signal, a so-called CV conversion circuit that converts the change in capacitance value into a change in voltage value and outputs the change is used.

CV変換回路は、図2に示すように、MEMSセンサーの備える可変容量素子CDP、CDNの各々が接続される非反転および反転入力端子を備える差動入力端子と、反転および非反転出力端子を備える差動出力端子を有する、いわゆる全差動アンプを備えている。全差動アンプの非反転入力端子と反転出力端子、および反転入力端子と非反転出力端子との各々の間は、フィードバック容量素子Cfp、Cfnが接続されている。可変容量素子CDP、CDNとフィードバック容量素子Cfp、Cfnとの容量比により設定されるゲインで差動出力端子から差動出力電圧信号VOP、VONとして出力される。これにより、MEMSセンサーに備えられる可変容量素子CDP、CDNの容量値の変化を差動出力電圧信号VOP、VONの電圧値の変化として取り出す構成である。 As shown in FIG. 2, the CV conversion circuit includes a differential input terminal including non-inverting and inverting input terminals to which variable capacitance elements CDP and CDN included in the MEMS sensor are connected, and an inverting and non-inverting output terminal. A so-called fully differential amplifier having a differential output terminal is provided. Feedback capacitance elements Cfp and Cfn are connected between the non-inverting input terminal and the inverting output terminal and between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal of the fully differential amplifier. The differential output voltage signals VOP and VON are output from the differential output terminal with a gain set by the capacitance ratio of the variable capacitance elements CDP and CDN and the feedback capacitance elements Cfp and Cfn. As a result, a change in capacitance values of the variable capacitance elements CDP and CDN provided in the MEMS sensor is extracted as a change in voltage value of the differential output voltage signals VOP and VON.

ここで、CV変換回路には、全差動アンプの差動入力端子と差動出力端子との間にフィードバック抵抗素子が接続されている。全差動アンプの差動入力端子における仮想接地電位を所定電位にバイアスするためである。フィードバック抵抗素子が接続されることにより、差動入力端子に差動出力電圧信号VOP、VONに応じた電圧値がバイアスされ、仮想接地の電圧値が確定する。この場合、フィードバック抵抗素子は、フィードバック容量素子Cfp、Cfnと共にフィードバック回路を構成する。このフィードバック回路はハイパスフィルタの特性を有しており、カットオフ周波数以下の帯域で位相遅れが生ずる特性を有している。したがって、フィードバック抵抗素子の抵抗値を大きくして、MEMSセンサーから出力される検出信号の帯域より低い周波数がカットオフ周波数となるようにする必要がある。カットオフ周波数が高いと、入出力信号間の応答におけるゲイン低下と位相ずれを生じてしまう。これにより、差動出力電圧信号VOP、VONにおいて信号が減衰し、位相がずれるなどの影響が生じ、本来のCV変換動作を奏することができなくなってしまう恐れがあるからである。フィードバック抵抗素子を充分に高い抵抗値とするために、PMOSトランジスタMP1p、MP1nが用いられている。   Here, in the CV conversion circuit, a feedback resistance element is connected between the differential input terminal and the differential output terminal of the fully differential amplifier. This is to bias the virtual ground potential at the differential input terminal of the fully differential amplifier to a predetermined potential. By connecting the feedback resistance element, the voltage value corresponding to the differential output voltage signals VOP and VON is biased to the differential input terminal, and the voltage value of the virtual ground is determined. In this case, the feedback resistance element forms a feedback circuit together with the feedback capacitance elements Cfp and Cfn. This feedback circuit has a high-pass filter characteristic, and has a characteristic that a phase delay occurs in a band below the cutoff frequency. Therefore, it is necessary to increase the resistance value of the feedback resistance element so that a frequency lower than the band of the detection signal output from the MEMS sensor becomes the cutoff frequency. When the cut-off frequency is high, gain reduction and phase shift occur in the response between input and output signals. As a result, the differential output voltage signals VOP and VON are attenuated and the phase is shifted, and the original CV conversion operation may not be performed. PMOS transistors MP1p and MP1n are used to make the feedback resistance element have a sufficiently high resistance value.

ミッコ・サウコスキ(Mikko Saukoski)、“システム アンド サーキット デザイン フォー ア キャパシティブ メムス ジャイロスコープ(System and Circuit Design for a Capacitive MEMS Gyroscope)”、p.155−160、[online]、2008/4/18、ヘルシンキ工科大学(Helsinki University of Technology)、[平成25年9月4日検索]、インターネット<URL:http://lib.tkk.fi/Diss/2008/isbn9789512292974/>Mikko Saukoski, “System and Circuit Design for a Capacitive MEMS Gyroscope”, p. 155-160, [online], 2008/4/18, Helsinki University of Technology, [searched September 4, 2013], Internet <URL: http://lib.tkk.fi/Diss / 2008 / isbn9789512292974 / >

上記非特許文献1では、PMOSトランジスタMP1p、MP1nで接続される、全差動アンプの非反転入力端子と反転出力端子との間、および反転入力端子と非反転出力端子との間は、何れの端子が高電圧で何れの端子が低電圧となるかは一意に定まることはない。すなわち、非反転入力端子に比して反転出力端子が高電圧であれば、反転入力端子に比して非反転出力端子が低電圧であり、非反転入力端子に比して反転出力端子が低電圧であれば、反転入力端子に比して非反転出力端子が高電圧である。したがって、全差動アンプの差動入力端子に接続されているPMOSトランジスタMP1p、MP1nのソース端子と、全差動アンプの差動出力端子に接続されているPMOSトランジスタMP1p、MP1nのドレイン端子とは、何れもが高電圧となる場合がある。図2の構成では、高電圧となる端子の違いによりPMOSトランジスタMP1p、MP1nの抵抗値が異なる。図2では、PMOSトランジスタMP1p、MP1nのバルクがソース端子に接続されており、ソース端子が差動入力端子に接続されている。この接続では、差動出力端子側が低電圧(差動入力端子側が高電圧)で差動入力端子からPMOSトランジスタMP1p、MP1nに向かって電流が流れる場合より、逆の電圧関係である差動出力端子側が高電圧(差動入力端子側が低電圧)でPMOSトランジスタMP1p、MP1nから差動入力端子に向かって電流が流れる場合の方が、同じ電流値で比較した場合に抵抗値が小さくなり電流値の増加に応じた抵抗値の低下も急である。   In Non-Patent Document 1, between the non-inverting input terminal and the inverting output terminal of the fully differential amplifier and between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal, which are connected by the PMOS transistors MP1p and MP1n, It is not uniquely determined which terminal has a high voltage and which terminal has a low voltage. That is, if the inverting output terminal has a higher voltage than the non-inverting input terminal, the non-inverting output terminal has a lower voltage than the inverting input terminal, and the inverting output terminal has a lower voltage than the non-inverting input terminal. In the case of voltage, the non-inverting output terminal is higher than the inverting input terminal. Therefore, the source terminals of the PMOS transistors MP1p and MP1n connected to the differential input terminal of the fully differential amplifier and the drain terminals of the PMOS transistors MP1p and MP1n connected to the differential output terminal of the fully differential amplifier are: In some cases, the voltage may be high. In the configuration of FIG. 2, the resistance values of the PMOS transistors MP1p and MP1n differ depending on the terminal that becomes a high voltage. In FIG. 2, the bulk of the PMOS transistors MP1p and MP1n is connected to the source terminal, and the source terminal is connected to the differential input terminal. In this connection, a differential output terminal having a voltage relationship opposite to that in the case where the differential output terminal side is a low voltage (the differential input terminal side is a high voltage) and current flows from the differential input terminal toward the PMOS transistors MP1p and MP1n. When the current flows from the PMOS transistors MP1p and MP1n toward the differential input terminal when the side is a high voltage (the differential input terminal side is a low voltage), the resistance value becomes smaller when compared at the same current value. The decrease in resistance value in response to the increase is also abrupt.

また、PMOSトランジスタMP1p、MP1nのバルクを差動出力電圧信号や電源電圧に接続する場合には、差動入力端子側が高電圧(差動出力端子側が低電圧)で差動入力端子からPMOSトランジスタMP1p、MP1nのソース端子に向かって電流が流れる場合に、ソース端子に流れ込んだ電流はバルクを介して流れてしまいドレイン端子には流れない。PMOSトランジスタMP1p、MP1nのソース・ドレイン端子間に電流を流すことができずフィードバック抵抗として機能しない。このため、フィードバック抵抗素子として全差動アンプの差動入力端子の仮想接地電位をバイアスすることができない。 When the bulk of the PMOS transistors MP1p and MP1n is connected to a differential output voltage signal or a power supply voltage, the differential input terminal side is a high voltage (the differential output terminal side is a low voltage) and the differential input terminal is connected to the PMOS transistor MP1p When the current flows toward the source terminal of MP1n, the current flowing into the source terminal flows through the bulk and does not flow into the drain terminal. A current cannot flow between the source and drain terminals of the PMOS transistors MP1p and MP1n, so that it does not function as a feedback resistor. For this reason, the virtual ground potential of the differential input terminal of the fully-differential amplifier cannot be biased as a feedback resistance element.

上記非特許文献1に記載のPMOSトランジスタMP1p、MP1nでは、バルクに印加される電圧値、および全差動アンプの差動入力端子と差動出力端子との各端子間の電圧値の大小関係により抵抗値が大きく異なってしまい、CV変換回路として安定した動作をすることができず問題である。 In the PMOS transistors MP1p and MP1n described in Non-Patent Document 1, the magnitude of the voltage value applied to the bulk and the voltage value between the differential input terminal and the differential output terminal of the fully-differential amplifier is determined. The resistance values are greatly different, and a stable operation as a CV conversion circuit cannot be achieved.

本願に開示される技術は上記の課題に鑑み提案されたものであって、端子間の電圧差に拘わらず安定した抵抗値を有する抵抗素子を付与するMOSトランジスタを利用した抵抗回路を提供することを目的とする。   The technology disclosed in the present application has been proposed in view of the above problems, and provides a resistance circuit using a MOS transistor that provides a resistance element having a stable resistance value regardless of a voltage difference between terminals. With the goal.

本願に開示される技術に係る抵抗回路は、第1端子と第2端子との間に抵抗素子として接続される抵抗回路である。第1乃至第5MOSトランジスタ、および第1電流源を備えて構成される。第1および第2MOSトランジスタは、バルクに接続されるソース端子が互いに接続され、ドレイン端子が第1および第2端子の各々に接続される。第3MOSトランジスタは、ドレイン端子およびゲート端子が、第1および第2MOSトランジスタのゲート端子に接続され、ソース端子がバルクに接続される。第4MOSトランジスタは、ドレイン端子およびゲート端子が、第3MOSトランジスタのソース端子に接続される。第5MOSトランジスタは、ゲート端子が、第1および第2MOSトランジスタのソース端子に接続され、ソース端子が、第4MOSトランジスタのソース端子に接続される。第1電流源は、第3MOSトランジスタのドレイン端子に接続される。   The resistance circuit according to the technique disclosed in the present application is a resistance circuit connected as a resistance element between a first terminal and a second terminal. The first to fifth MOS transistors and a first current source are provided. In the first and second MOS transistors, the source terminals connected to the bulk are connected to each other, and the drain terminals are connected to the first and second terminals, respectively. The third MOS transistor has a drain terminal and a gate terminal connected to the gate terminals of the first and second MOS transistors, and a source terminal connected to the bulk. The fourth MOS transistor has a drain terminal and a gate terminal connected to the source terminal of the third MOS transistor. The fifth MOS transistor has a gate terminal connected to the source terminals of the first and second MOS transistors, and a source terminal connected to the source terminal of the fourth MOS transistor. The first current source is connected to the drain terminal of the third MOS transistor.

本願に開示される技術に係る抵抗回路では、第1および第2MOSトランジスタが第1および第2端子間の抵抗素子として機能する。ソース端子が共通に接続され、第1および第2MOSトランジスタの各々のドレイン端子が、第1および第2端子の各々に接続されている。第1および第2MOSトランジスタがNMOSトランジスタであれば、第1および第2端子のうち高電圧となる側の端子に接続されている第1および第2MOSトランジスタのうち一方のトランジスタが抵抗素子として機能する。この時、第1および第2MOSトランジスタの他方のトランジスタは、ソース端子に接続されているバルク(P型半導体)とドレイン端子(N型半導体)との間に形成されているPN接合(ダイオード)を介して電流が流れる。このため、ソース端子からドレイン端子に抜ける電流はダイオードを順方向バイアスする電流となり、このトランジスタは抵抗素子としては機能しない。第1および第2MOSトランジスタがPMOSトランジスタであれば、第1および第2端子のうち低電圧値側の端子に接続されている第1および第2MOSトランジスタのうち一方のトランジスタが抵抗素子として機能する。この時、第1および第2MOSトランジスタの他方のトランジスタは、ソース端子に接続されているバルク(N型半導体)とドレイン端子(P型半導体)との間に形成されているPN接合(ダイオード)を介して電流が流れる。このため、ソース端子からドレイン端子に抜ける電流はダイオードを順方向バイアスする電流となり、このトランジスタは抵抗素子としては機能しない。第1および第2端子のの間で何れが高い電圧値となる場合であっても、第1および第2MOSトランジスタのうち何れか一方のトランジスタが抵抗素子として機能する。第1および第2端子の間の何れの方向の電圧差に対しても端子間に抵抗値を付与することができる。   In the resistance circuit according to the technique disclosed in the present application, the first and second MOS transistors function as a resistance element between the first and second terminals. The source terminals are commonly connected, and the drain terminals of the first and second MOS transistors are connected to the first and second terminals, respectively. If the first and second MOS transistors are NMOS transistors, one of the first and second MOS transistors connected to the high voltage side terminal of the first and second terminals functions as a resistance element. . At this time, the other of the first and second MOS transistors has a PN junction (diode) formed between the bulk (P-type semiconductor) connected to the source terminal and the drain terminal (N-type semiconductor). Current flows through. For this reason, the current that flows from the source terminal to the drain terminal becomes a current that forward biases the diode, and this transistor does not function as a resistance element. If the first and second MOS transistors are PMOS transistors, one of the first and second MOS transistors connected to the low voltage value side terminal of the first and second terminals functions as a resistance element. At this time, the other of the first and second MOS transistors has a PN junction (diode) formed between the bulk (N-type semiconductor) connected to the source terminal and the drain terminal (P-type semiconductor). Current flows through. For this reason, the current that flows from the source terminal to the drain terminal becomes a current that forward biases the diode, and this transistor does not function as a resistance element. Whichever of the first and second terminals has a high voltage value, one of the first and second MOS transistors functions as a resistance element. A resistance value can be given between the terminals with respect to a voltage difference in any direction between the first and second terminals.

また、第4および第5MOSトランジスタは差動対を構成している。このため、第4および第5MOSトランジスタの各々に同等の電流が流れるものとすれば、両トランジスタのゲート端子に印加される電圧は略同電位であるとすることができる。これにより、第1および第2MOSトランジスタのソース端子の電圧と第3MOSトランジスタのソース端子の電圧とを同電位とすることができる。第4および第5MOSトランジスタで構成される差動対は、第1および第2MOSトランジスタのソース端子の電圧を第3MOSトランジスタのソース端子の電圧とするフィードバック回路を構成する。   Further, the fourth and fifth MOS transistors constitute a differential pair. For this reason, if an equivalent current flows through each of the fourth and fifth MOS transistors, the voltages applied to the gate terminals of both transistors can be assumed to be substantially the same potential. As a result, the voltage at the source terminal of the first and second MOS transistors and the voltage at the source terminal of the third MOS transistor can be set to the same potential. The differential pair composed of the fourth and fifth MOS transistors constitutes a feedback circuit in which the voltage at the source terminal of the first and second MOS transistors is the voltage at the source terminal of the third MOS transistor.

第1および第2MOSトランジスタのソース端子の電圧と第3MOSトランジスタのソース端子の電圧とが同電圧であることに加えて、第1および第2MOSトランジスタ、および第3MOSトランジスタのゲート端子は共通に結線されているので各ゲート端子は同電位である。したがって、第1および第2MOSトランジスタのゲート・ソース端子間の電圧は第3MOSトランジスタのゲート・ソース端子間の電圧と同電圧となる。このゲート・ソース端子間の電圧は、ドレイン端子とゲート端子とが接続された飽和領域で動作する第3MOSトランジスタにおいて、ドレイン端子に接続される第1電流源が供給する電流により決定される。第1電流源が供給する電流を制限してやれば、制限された電流値に応じた電圧が第3MOSトランジスタのゲート・ソース端子間に印加され、その電圧が第1および第2MOSトランジスタのゲート・ソース端子間の電圧となる。第1および第2MOSトランジスタには、ゲート・ソース端子間の電圧に加えて、ゲート幅(W)とゲート長(L)との比(W/L)に比例して決定されるβ値に応じた電流が流れるので、第1電流源から制限された電流を供給すること、および第1および第2MOSトランジスタのβ値を選択することで、第1および第2MOSトランジスタに流れる電流を制限してドレイン・ソース端子の抵抗値を大きな値に設定することができる。具体的には、第1電流源が供給する電流を制限し、第1および第2MOSトランジスタのゲート長(L)を長くすることにより高抵抗を得ることができる。   In addition to the voltage at the source terminal of the first and second MOS transistors being equal to the voltage at the source terminal of the third MOS transistor, the gate terminals of the first and second MOS transistors and the third MOS transistor are connected in common. Therefore, each gate terminal has the same potential. Therefore, the voltage between the gate and source terminals of the first and second MOS transistors is the same as the voltage between the gate and source terminals of the third MOS transistor. The voltage between the gate and source terminals is determined by the current supplied by the first current source connected to the drain terminal in the third MOS transistor operating in the saturation region where the drain terminal and the gate terminal are connected. If the current supplied from the first current source is limited, a voltage corresponding to the limited current value is applied between the gate and source terminals of the third MOS transistor, and the voltage is applied to the gate and source terminals of the first and second MOS transistors. It becomes the voltage between. In addition to the voltage between the gate and source terminals, the first and second MOS transistors have a β value determined in proportion to the ratio (W / L) of the gate width (W) to the gate length (L). Therefore, by supplying a limited current from the first current source and selecting the β value of the first and second MOS transistors, the current flowing in the first and second MOS transistors is limited and drained. -The resistance value of the source terminal can be set to a large value. Specifically, a high resistance can be obtained by limiting the current supplied by the first current source and increasing the gate length (L) of the first and second MOS transistors.

また、本願に開示の抵抗回路において、第1および第2MOSトランジスタは、チャネル長およびチャネル幅がトランジスタ間で同じであるとして構成してもよい。これにより、第1MOSトランジスタと第2MOSトランジスタとで、MOSトランジスタ特性におけるβ値を同等とすることができる。これにより、第2端子に比して第1端子が高電圧である場合に抵抗素子として機能する第1MOSトランジスタによる抵抗値と、その逆の第1端子に比して第2端子が高電圧である場合に抵抗素子として機能する第2MOSトランジスタによる抵抗値とが、同等の抵抗値となる。第1端子と第2端子とで電圧差の方向が何れあっても、端子間を同等の抵抗値で結線することができる。   In the resistance circuit disclosed in the present application, the first and second MOS transistors may be configured such that the channel length and the channel width are the same between the transistors. As a result, the β values in the MOS transistor characteristics can be made equal between the first MOS transistor and the second MOS transistor. Thereby, when the first terminal is at a high voltage compared to the second terminal, the resistance value by the first MOS transistor that functions as a resistance element, and vice versa, the second terminal is at a high voltage. In some cases, the resistance value of the second MOS transistor functioning as a resistance element is equivalent to the resistance value. Regardless of the direction of the voltage difference between the first terminal and the second terminal, the terminals can be connected with the same resistance value.

また、本願に開示の抵抗回路において、第1および第2MOSトランジスタは、第3MOSトランジスタに比してチャネル長が長いとして構成してもよい。これにより、第1および第2MOSトランジスタは、第3MOSトランジスタより小さなβ値を有する特性とすることができ、大きな抵抗値とすることができる。   In the resistance circuit disclosed in the present application, the first and second MOS transistors may be configured to have a channel length longer than that of the third MOS transistor. Thereby, the first and second MOS transistors can have a characteristic having a smaller β value than the third MOS transistor, and can have a large resistance value.

また、本願に開示の抵抗回路において、第4および第5MOSトランジスタは、チャネル長およびチャネル幅が同じであるとして構成してもよい。これにより、第4および第5MOSトランジスタにより構成される差動対において、両トランジスタのゲート端子の電圧を精度よく一致させることができる。第1および第2MOSトランジスタの導通状態と第3MOSトランジスタの導通状態とを精度よく一致させることができ、第1および第2端子間の抵抗値を精度よく調整することができる。   In the resistor circuit disclosed in the present application, the fourth and fifth MOS transistors may be configured with the same channel length and channel width. Thereby, in the differential pair constituted by the fourth and fifth MOS transistors, the voltages at the gate terminals of both transistors can be made to coincide with each other with high accuracy. The conduction state of the first and second MOS transistors and the conduction state of the third MOS transistor can be made to coincide with each other with high accuracy, and the resistance value between the first and second terminals can be adjusted with high accuracy.

また、本願に開示の抵抗回路において、第4および第5MOSトランジスタのソース端子に接続される第2電流源を備え、第2電流源は第1電流源に比して電流値が2倍であるとして構成してもよい。これにより、第4および第5MOSトランジスタにより構成される差動対において、第4MOSトランジスタに流れる電流と第5MOSトランジスタに流れる電流とを一致させることができ、両トランジスタのゲート端子の電圧を精度よく一致させることができる。第1および第2MOSトランジスタの導通状態と第3MOSトランジスタの導通状態とを精度よく一致させることができ、第1および第2端子間の抵抗値を精度よく調整することができる。   The resistor circuit disclosed in the present application further includes a second current source connected to the source terminals of the fourth and fifth MOS transistors, and the second current source has a current value twice that of the first current source. You may comprise as. As a result, in the differential pair constituted by the fourth and fifth MOS transistors, the current flowing through the fourth MOS transistor and the current flowing through the fifth MOS transistor can be matched, and the voltages at the gate terminals of both transistors can be accurately matched. Can be made. The conduction state of the first and second MOS transistors and the conduction state of the third MOS transistor can be made to coincide with each other with high accuracy, and the resistance value between the first and second terminals can be adjusted with high accuracy.

本願に開示される技術に係る抵抗素子によれば、第1および第2端子間で、何れの端子が高電圧であるかに拘わらず、端子間の抵抗値を高抵抗値に維持することができる。   According to the resistance element according to the technique disclosed in the present application, the resistance value between the terminals can be maintained at a high resistance value between the first and second terminals regardless of which terminal is at a high voltage. it can.

実施形態のMOSトランジスタを利用した抵抗回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram showing an example of a resistance circuit using a MOS transistor of an embodiment. 背景技術のMOSトランジスタを利用した抵抗回路の一例を使用したCV変換回路である。It is a CV conversion circuit using an example of a resistance circuit using a MOS transistor of the background art.

図1は、実施形態に係る抵抗回路1である。NMOSトランジスタを利用するものである。第1端子INと第2端子OUT間とを高抵抗で接続する。ここで、第1端子IN、第2端子OUTは、例えば、背景技術におけるCV変換回路(図2)の差動入力端子INP、INN、および差動出力端子VON、VOPに対応する。すなわち抵抗回路1は、PMOSトランジスタMP1p、MP1nを代替する抵抗回路である。   FIG. 1 is a resistor circuit 1 according to an embodiment. An NMOS transistor is used. The first terminal IN and the second terminal OUT are connected with high resistance. Here, the first terminal IN and the second terminal OUT correspond to, for example, the differential input terminals INP and INN and the differential output terminals VON and VOP of the CV conversion circuit (FIG. 2) in the background art. That is, the resistor circuit 1 is a resistor circuit that substitutes for the PMOS transistors MP1p and MP1n.

第1端子INと第2端子OUTとの間には、ドレイン端子が第1端子INに接続されるNMOSトランジスタM1と、ドレイン端子が第2端子OUTに接続されるNMOSトランジスタM2とが直列に接続されている。NMOSトランジスタM1とNMOSトランジスタM2とは、共にソース端子が接点Mで接続されている。また、チャネル長(L1、L2)は同一長(L1=L2=L)であり、チャネル幅(W1、W2)も同一長である。   An NMOS transistor M1 whose drain terminal is connected to the first terminal IN and an NMOS transistor M2 whose drain terminal is connected to the second terminal OUT are connected in series between the first terminal IN and the second terminal OUT. Has been. The source terminals of the NMOS transistor M1 and the NMOS transistor M2 are connected by a contact M. The channel lengths (L1, L2) are the same length (L1 = L2 = L), and the channel widths (W1, W2) are also the same length.

NMOSトランジスタM3は、ドレイン端子が電流源IS1を介して電源電圧AVDDに接続されている。電流源IS1からは定電流I1がNMOSトランジスタM3のドレイン端子に供給されている。NMOSトランジスタM3のドレイン端子は、自身のゲート端子、およびNMOSトランジスタM1およびNMOSトランジスタM2のゲート端子に接続されている。また、NMOSトランジスタM3のソース端子は、NMOSトランジスタM3のバルクに接続されている。NMOSトランジスタM3のチャネル長(L3)は、NMOSトランジスタM1とNMOSトランジスタM2のチャネル長(L1=L2=L)より短い(L3<L)。   The drain terminal of the NMOS transistor M3 is connected to the power supply voltage AVDD via the current source IS1. A constant current I1 is supplied from the current source IS1 to the drain terminal of the NMOS transistor M3. The drain terminal of the NMOS transistor M3 is connected to its own gate terminal and the gate terminals of the NMOS transistor M1 and the NMOS transistor M2. The source terminal of the NMOS transistor M3 is connected to the bulk of the NMOS transistor M3. The channel length (L3) of the NMOS transistor M3 is shorter than the channel lengths (L1 = L2 = L) of the NMOS transistors M1 and M2 (L3 <L).

NMOSトランジスタM4とNMOSトランジスタM5とは、同一長のチャネル長(L4=L5)およびチャネル幅(W)を有し、ソース端子が共に接点n2に接続されている。NMOSトランジスタM4、M5は、飽和領域で動作し差動対を構成している。NMOSトランジスタM4のドレイン端子は、NMOSトランジスタM3のソース端子に接続されている。また、自身のゲート端子にも接続されている。NMOSトランジスタM5のドレイン端子は電源電圧AVDDに接続されている。NMOSトランジスタM5のゲート端子は接点Mに接続されている。NMOSトランジスタM4およびNMOSトランジスタM5のソース端子が接続されている接点n2と接地電位との間には、電流源IS2が接続されている。電流源IS2には、接点n2からの定電流I2が流れ込む。定電流I2は定電流I1の2倍の電流値を有している。   The NMOS transistor M4 and the NMOS transistor M5 have the same channel length (L4 = L5) and channel width (W), and their source terminals are both connected to the contact n2. The NMOS transistors M4 and M5 operate in the saturation region and constitute a differential pair. The drain terminal of the NMOS transistor M4 is connected to the source terminal of the NMOS transistor M3. It is also connected to its own gate terminal. The drain terminal of the NMOS transistor M5 is connected to the power supply voltage AVDD. The gate terminal of the NMOS transistor M5 is connected to the contact M. A current source IS2 is connected between a contact point n2 to which the source terminals of the NMOS transistors M4 and M5 are connected and the ground potential. A constant current I2 from the contact point n2 flows into the current source IS2. The constant current I2 has a current value twice that of the constant current I1.

ここで、NMOSトランジスタM3のチャネル長(L3)を、NMOSトランジスタM4、5のチャネル長(L4=L5)と同一長にしてやれば(L3=L4=L5)、NMOSトランジスタM3〜M5をシリコンチップ上にレイアウトする際、専有面積を抑制した効率のよいレイアウトとすることができる。また、NMOSトランジスタM1、M2のチャネル長(L1=L2=L)とNMOSトランジスタM3のチャネル長(L3)との関係(L3<L)において、NMOSトランジスタM3のチャネル長(L3)に対してNMOSトランジスタM1、M2のチャネル長(L1=L2=L)が長いほど、第1端子INと第2端子OUTとの間を高抵抗とすることができる。   Here, if the channel length (L3) of the NMOS transistor M3 is the same as the channel length (L4 = L5) of the NMOS transistors M4 and 5 (L3 = L4 = L5), the NMOS transistors M3 to M5 are placed on the silicon chip. Therefore, it is possible to obtain an efficient layout in which the occupied area is suppressed. Further, in the relationship (L3 <L) between the channel length (L1 = L2 = L) of the NMOS transistors M1 and M2 and the channel length (L3) of the NMOS transistor M3, the NMOS is compared with the channel length (L3) of the NMOS transistor M3. The longer the channel length (L1 = L2 = L) of the transistors M1 and M2, the higher the resistance between the first terminal IN and the second terminal OUT.

次に、抵抗回路1の動作について説明する。電流源IS1から供給される定電流I1は、NMOSトランジスタM3、M4を通り電流源IS2に流れ込む。ここで、電流源IS2の定電流I2は定電流I1の2倍の電流値を有する。このため、差動対の一方のNMOSトランジスタM4から定電流I1が流れ込んだ電流源IS2には、更に差動対の他方のNMOSトランジスタM5から定電流I1が流れ込む。すなわち、差動対を構成するNMOSトランジスタM4、M5には、共に定電流I1が流れる。差動対を構成するNMOSトランジスタM4、M5ではソース端子は接点n2に接続されており共通なので、両トランジスタに流れる電流が共に定電流I1であれば、お互いのゲート端子の電圧は同電圧になる。これにより、NMOSトランジスタM4のドレイン端子とNMOSトランジスタM3のソース端子との接点n1の電圧Vn1(NMOSトランジスタM4のゲート電圧と同じ)と、NMOSトランジスタM1、M2のソース端子間が接続されている接点Mの電圧VM(NMOSトランジスタM5のゲート電圧と同じ)とは、同電圧となる(Vn1=VM)。NMOSトランジスタM4、M5、および電流源IS2により、NMOSトランジスタM1、M2のソース端子間が接続されている接点Mの電圧VMをNMOSトランジスタM4のドレイン端子とNMOSトランジスタM3のソース端子との接点n1の電圧Vn1に一致させるフィードバック回路を構成している。   Next, the operation of the resistance circuit 1 will be described. The constant current I1 supplied from the current source IS1 flows into the current source IS2 through the NMOS transistors M3 and M4. Here, the constant current I2 of the current source IS2 has a current value twice that of the constant current I1. Therefore, the constant current I1 further flows from the other NMOS transistor M5 of the differential pair into the current source IS2 into which the constant current I1 flows from one NMOS transistor M4 of the differential pair. In other words, the constant current I1 flows through the NMOS transistors M4 and M5 constituting the differential pair. Since the source terminals of the NMOS transistors M4 and M5 constituting the differential pair are connected to the contact point n2 and are common, if the currents flowing through both transistors are both constant current I1, the voltages at the gate terminals of each other are the same voltage. . As a result, the voltage Vn1 (same as the gate voltage of the NMOS transistor M4) of the contact n1 between the drain terminal of the NMOS transistor M4 and the source terminal of the NMOS transistor M3 and the contact between the source terminals of the NMOS transistors M1 and M2 are connected. The voltage VM of M (the same as the gate voltage of the NMOS transistor M5) is the same voltage (Vn1 = VM). The voltage VM at the contact M, which is connected between the source terminals of the NMOS transistors M1 and M2, by the NMOS transistors M4 and M5 and the current source IS2 is changed to the voltage at the contact n1 between the drain terminal of the NMOS transistor M4 and the source terminal of the NMOS transistor M3. A feedback circuit that matches the voltage Vn1 is configured.

これにより、NMOSトランジスタM1、M2、およびM3のゲート・ソース端子間の電圧は同電圧となる。ここで、この電圧は、ドレイン・ゲート端子が接続され飽和領域で動作するNMOSトランジスタM3のドレイン端子から流れ込む定電流I1に応じて、NMOSトランジスタM3の特性により決定する電圧である。すなわち、飽和領域で動作するNMOSトランジスタM3のゲート・ソース端子間電圧(VGS(3))とドレイン電流(IDS(3)=I1)との関係式は下記の式(I)のとおりである。
IDS(3)=I1=(β3/2)・(VGS(3)‐VTH)・・・(I)
As a result, the voltages between the gate and source terminals of the NMOS transistors M1, M2, and M3 become the same voltage. Here, this voltage is determined by the characteristics of the NMOS transistor M3 in accordance with the constant current I1 flowing from the drain terminal of the NMOS transistor M3 operating in the saturation region with the drain and gate terminals connected. That is, the relational expression between the gate-source voltage (VGS (3)) and the drain current (IDS (3) = I1) of the NMOS transistor M3 operating in the saturation region is as the following expression (I).
IDS (3) = I1 = (β3 / 2) · (VGS (3) −VTH) 2 (I)

式(I)から、ゲート・ソース端子間電圧(VGS(3))を導き出すと、
VGS(3)=VTH+√(2I1/β3)・・・(II)
である。一方、NMOSトランジスタM1は線形領域で動作するので、ゲート・ソース端子間電圧(VGS(1))とドレイン電流(IDS(1))との関係式は下記の式(III)のとおりである。尚、NMOSトランジスタM2についても特性は同様であるので、NMOSトランジスタM1により代表するものとする。
IDS(1)=β1・(VGS(1)−VTH)・VDS(1)・・・(III)
From the formula (I), when the gate-source voltage (VGS (3)) is derived,
VGS (3) = VTH + √ (2I1 / β3) (II)
It is. On the other hand, since the NMOS transistor M1 operates in the linear region, the relational expression between the gate-source voltage (VGS (1)) and the drain current (IDS (1)) is as shown in the following expression (III). Since the characteristics of the NMOS transistor M2 are the same, it is represented by the NMOS transistor M1.
IDS (1) = β1 · (VGS (1) −VTH) · VDS (1) (III)

式(III)から、ゲート・ソース端子間電圧(VGS(1))を導き出すと、
VGS(1)=VTH+IDS(1)/(β1・VDS(1))・・・(IV)
From the formula (III), when the gate-source voltage (VGS (1)) is derived,
VGS (1) = VTH + IDS (1) / (β1 · VDS (1)) (IV)

ここで、VGS(1)=VGS(3)であることから、式(II)、式(IV)より、
√(2I1/β3)=IDS(1)/(β1・VDS(1))、
R(1)=VDS(1)/IDS(1)
=1/(β1・√(2I1/β3)・・・(V)
との関係が求まる。
Here, since VGS (1) = VGS (3), from Formula (II) and Formula (IV),
√ (2I1 / β3) = IDS (1) / (β1 · VDS (1)),
R (1) = VDS (1) / IDS (1)
= 1 / (β1 · √ (2I1 / β3) (V)
Relationship is found.

ここで、I1は電流源IS1が供給する電流、β1、β3は、各々、NMOSトランジスタM1、M3のβ値である。ここで、β値は、NMOSトランジスタを構成する半導体デバイス上のキャリアの移動度やMOSトランジスタのゲート容量などに基づいた特性値に(W/L)(ここで、Lはゲート長、Wはゲート幅)を乗じた値である。前者の特性値は半導体プロセスにおいて固定であるので、回路設計上で調整できるのは(W/L)である。したがって、電流源IS1の定電流I1を小さな値とし、NMOSトランジスタM1〜M3のゲート長(L1、L2、L3)を大きな値とすることにより、抵抗値R(1)を大きくすることができる。ここで、電流源IS1の定電流I1とNMOSトランジスタM3のβ値(β3)は平方根の中にあるので、特に、NMOSトランジスタM1、M2のチャネル長(L1、L2)を大きくしてβ値(β1など)を小さくすることが高抵抗値を得るためには有効である。   Here, I1 is a current supplied from the current source IS1, and β1 and β3 are β values of the NMOS transistors M1 and M3, respectively. Here, the β value is a characteristic value based on the carrier mobility on the semiconductor device constituting the NMOS transistor, the gate capacitance of the MOS transistor, etc. (W / L) (where L is the gate length, W is the gate length) (Width). Since the former characteristic value is fixed in the semiconductor process, it is (W / L) that can be adjusted in the circuit design. Accordingly, the resistance value R (1) can be increased by setting the constant current I1 of the current source IS1 to a small value and increasing the gate lengths (L1, L2, L3) of the NMOS transistors M1 to M3. Here, since the constant current I1 of the current source IS1 and the β value (β3) of the NMOS transistor M3 are within the square root, in particular, the channel lengths (L1, L2) of the NMOS transistors M1 and M2 are increased to increase the β value ( In order to obtain a high resistance value, it is effective to reduce β1).

NMOSトランジスタM1、M2のチャネル長(L1、L2)を大きくするためには、NMOSトランジスタM1、M2のチャネル長(L1、L2)自身を長くすることのほか、NMOSトランジスタM1、M2を一対として、複数の対を直列接続することが有効である。この場合、NMOSトランジスタM3〜M5の構成も対毎に備えて、各対のNMOSトランジスタM1、M2をバイアスする。   In order to increase the channel length (L1, L2) of the NMOS transistors M1, M2, in addition to increasing the channel length (L1, L2) of the NMOS transistors M1, M2, the NMOS transistors M1, M2 are paired, It is effective to connect a plurality of pairs in series. In this case, the configuration of the NMOS transistors M3 to M5 is also provided for each pair, and the NMOS transistors M1 and M2 of each pair are biased.

ここで、NMOSトランジスタM1〜M5は、第1〜第5MOSトランジスタの一例であり、電流源IS1、IS2は、各々、第1、第2電流源の一例である。   Here, the NMOS transistors M1 to M5 are examples of first to fifth MOS transistors, and the current sources IS1 and IS2 are examples of first and second current sources, respectively.

以上詳細に説明したように、本実施形態に係る抵抗回路1は、第1端子INと第2端子OUTとの間に、NMOSトランジスタM1、M2を、互いのソース端子を接点Mで接続して、各々のドレイン端子は第1端子INと第2端子OUTとに接続して抵抗素子を構成する。これにより、第1および第2端子IN、OUTのうち高電圧となる側の端子に接続されているNMOSトランジスタ(M1あるいはM2の何れか一方)が抵抗素子として機能する。この時、NMOSトランジスタM1あるいはM2の何れか他方は、ソース端子に接続されているバルク(P型半導体)とドレイン端子(N型半導体)との間に形成されているPN接合(ダイオード)を介して電流が流れ、抵抗素子としては機能しない。第1および第2端子IN、OUTの何れの端子が高い電圧値の端子であっても、NMOSトランジスタM1、M2のうちの何れか一方のトランジスタが抵抗素子として機能し、第1および第2端子IN,OUTの間に抵抗値を付与することができる。   As described above in detail, the resistance circuit 1 according to the present embodiment has the NMOS transistors M1 and M2 connected between the first terminal IN and the second terminal OUT, and the source terminals of the resistors 1 and M2 are connected by the contact M. Each drain terminal is connected to the first terminal IN and the second terminal OUT to form a resistance element. As a result, the NMOS transistor (either M1 or M2) connected to the terminal on the high voltage side of the first and second terminals IN and OUT functions as a resistance element. At this time, either the NMOS transistor M1 or M2 is connected via a PN junction (diode) formed between the bulk (P-type semiconductor) connected to the source terminal and the drain terminal (N-type semiconductor). Current flows and does not function as a resistance element. Regardless of which of the first and second terminals IN, OUT is a high voltage terminal, one of the NMOS transistors M1, M2 functions as a resistance element, and the first and second terminals A resistance value can be given between IN and OUT.

また、NMOSトランジスタM4、M5は、同一チャネル長(L)、チャネル幅(W)を有して差動対を構成している。また、NMOSトランジスタM4、M5のソース端子が接続されている接点n2に接続されている電流源IS2の定電流I2は、NMOSトランジスタM4のドレイン端子側に接続されている電流源IS1の定電流I1の2倍の電流値を有している。このため、NMOSトランジスタM5にも同等の定電流I1が流れることとなる。これにより、両トランジスタのゲート端子に印加される電圧は同電位となり(Vn1=VM)、その結果、NMOSトランジスタM1、M2のソース端子の電圧(VM)とNMOSトランジスタM3のソース端子の電圧(Vn1)とを同電位とすることができる。NMOSトランジスタM4、M5と電流源IS2とで、フィードバック回路を構成している。   The NMOS transistors M4 and M5 have the same channel length (L) and channel width (W) to form a differential pair. The constant current I2 of the current source IS2 connected to the contact point n2 to which the source terminals of the NMOS transistors M4 and M5 are connected is the constant current I1 of the current source IS1 connected to the drain terminal side of the NMOS transistor M4. The current value is twice that of the current value. For this reason, an equivalent constant current I1 also flows through the NMOS transistor M5. As a result, the voltages applied to the gate terminals of both transistors have the same potential (Vn1 = VM). As a result, the voltages (VM) of the source terminals of the NMOS transistors M1 and M2 and the voltage (Vn1) of the source terminal of the NMOS transistor M3. ) And the same potential. The NMOS transistors M4 and M5 and the current source IS2 constitute a feedback circuit.

また、NMOSトランジスタM1、M2、およびNMOSトランジスタM3のゲート端子は共通に結線されており、ソース端子に加えて、ゲート端子に印加される電圧も同電位である。したがって、NMOSトランジスタM1、M2のゲート・ソース端子間の電圧はNMOSトランジスタM3のゲート・ソース端子間の電圧と同電位となる。このゲート・ソース端子間の電圧は、ドレイン端子とゲート端子とが接続された飽和領域で動作するNMOSトランジスタM3において、ドレイン端子に接続される電流源IS1が供給する定電流I1により決定される。定電流I1を制限してやれば、制限された定電流I1に応じた電圧がNMOSトランジスタM3のゲート・ソース端子間に印加され、その電圧が、NMOSトランジスタM1、M2のゲート・ソース端子間の電圧となる。また、NMOSトランジスタM1、M2には、ゲート長(L)とゲート幅(W)との比(W/L)に比例して決定されるβ値に応じた電流が流れるので、電流源IS1が供給する定電流I1、およびNMOSトランジスタM1、M2のβ値を選択してやれば、NMOSトランジスタM1、M2に流れる電流を制御して第1および第2端子IN、OUT間の抗値を大きな値に設定することができる。具体的には、電流源IS1が供給する定電流I1を制限しNMOSトランジスタM1、M2のゲート長(L1、L2)を長くすることにより、高抵抗を得ることができる。尚、NMOSトランジスタM1、M2の抵抗値は、式(V)で表わされる抵抗値となる。   The gate terminals of the NMOS transistors M1, M2 and NMOS transistor M3 are connected in common, and the voltage applied to the gate terminal in addition to the source terminal is also at the same potential. Therefore, the voltage between the gate and source terminals of the NMOS transistors M1 and M2 is the same as the voltage between the gate and source terminals of the NMOS transistor M3. The voltage between the gate and source terminals is determined by a constant current I1 supplied from the current source IS1 connected to the drain terminal in the NMOS transistor M3 operating in the saturation region where the drain terminal and the gate terminal are connected. If the constant current I1 is limited, a voltage corresponding to the limited constant current I1 is applied between the gate and source terminals of the NMOS transistor M3, and this voltage is the voltage between the gate and source terminals of the NMOS transistors M1 and M2. Become. In addition, since the current corresponding to the β value determined in proportion to the ratio (W / L) of the gate length (L) to the gate width (W) flows through the NMOS transistors M1 and M2, the current source IS1 If the constant current I1 to be supplied and the β value of the NMOS transistors M1 and M2 are selected, the current flowing through the NMOS transistors M1 and M2 is controlled to set the resistance value between the first and second terminals IN and OUT to a large value. can do. Specifically, a high resistance can be obtained by limiting the constant current I1 supplied from the current source IS1 and increasing the gate lengths (L1, L2) of the NMOS transistors M1, M2. The resistance values of the NMOS transistors M1 and M2 are the resistance values represented by the formula (V).

また、抵抗回路1において、NMOSトランジスタM1、M2は、チャネル長(L1、L2)およびチャネル幅(W1、W2)がトランジスタ間で同じであるとすることが好ましい。これにより、NMOSトランジスタM1とNMOSトランジスタM2とで、MOSトランジスタ特性におけるβ値を同等とすることができる。これにより、第2端子OUTに比して第1端子INが高電圧である場合に抵抗素子として機能するNMOSトランジスタM1による抵抗値と、その逆の第1端子INに比して第2端子OUTが高電圧である場合に抵抗素子として機能するNMOSトランジスタM2による抵抗値とが、同等の抵抗値となる。第1端子INと第2端子OUTとで電圧の高低が何れあっても、端子間を同等の抵抗値で結線することができる。   In the resistance circuit 1, the NMOS transistors M1 and M2 preferably have the same channel length (L1, L2) and channel width (W1, W2) between the transistors. Thereby, the β values in the MOS transistor characteristics can be made equal between the NMOS transistor M1 and the NMOS transistor M2. As a result, the resistance value of the NMOS transistor M1 that functions as a resistance element when the first terminal IN is at a higher voltage than the second terminal OUT and the second terminal OUT compared to the opposite first terminal IN. The resistance value by the NMOS transistor M2 functioning as a resistance element when is high is equal to the resistance value. Regardless of the voltage level between the first terminal IN and the second terminal OUT, the terminals can be connected with the same resistance value.

また、抵抗回路1において、NMOSトランジスタM1、M2は、NMOSトランジスタM3に比してチャネル長が長い(L3<L1=L2=L)。これにより、NMOSトランジスタM1、M2は、NMOSトランジスタM3より小さなβ値を有する特性とすることができ、大きな抵抗値を持たせることができる。   In the resistance circuit 1, the NMOS transistors M1 and M2 have a channel length longer than that of the NMOS transistor M3 (L3 <L1 = L2 = L). Thereby, the NMOS transistors M1 and M2 can have a characteristic having a smaller β value than the NMOS transistor M3, and can have a large resistance value.

また、抵抗回路1において、NMOSトランジスタM4、M5は、チャネル長およびチャネル幅が同じである。これにより、オフセット電圧の小さな差動対を構成することができる。両トランジスタのゲート端子の電圧を精度よく一致させることができる(Vn1=VM)。NMOSトランジスタM1、M2の導通状態とNMOSトランジスタM3の導通状態とを精度よく一致させることができ、第1および第2端子IN、OUT間の抵抗値を精度よく調整することができる。   In the resistance circuit 1, the NMOS transistors M4 and M5 have the same channel length and channel width. Thereby, a differential pair with a small offset voltage can be configured. The voltages at the gate terminals of both transistors can be made to coincide with each other with high precision (Vn1 = VM). The conduction state of the NMOS transistors M1 and M2 and the conduction state of the NMOS transistor M3 can be matched with high accuracy, and the resistance value between the first and second terminals IN and OUT can be adjusted with high accuracy.

また、抵抗回路1において、NMOSトランジスタM4、M5のソース端子が繋がれている接点n2に接続される電流源IS2の定電流I2は、電流源IS1の定電流I1の2倍の電流値を有している。これにより、差動対を構成するNMOSトランジスタM4とNMOSトランジスタM5とで、流れる電流を一致させることができる。両トランジスタのゲート端子の電圧を精度よく一致させることができる(Vn1=VM)。NMOSトランジスタM1、M2の導通状態とNMOSトランジスタM3の導通状態とを精度よく一致させることができ、第1および第2端子IN、OUT間の抵抗値を精度よく調整することができる。   In the resistor circuit 1, the constant current I2 of the current source IS2 connected to the contact point n2 to which the source terminals of the NMOS transistors M4 and M5 are connected has a current value twice that of the constant current I1 of the current source IS1. doing. As a result, the flowing current can be made to coincide between the NMOS transistor M4 and the NMOS transistor M5 constituting the differential pair. The voltages at the gate terminals of both transistors can be made to coincide with each other with high precision (Vn1 = VM). The conduction state of the NMOS transistors M1 and M2 and the conduction state of the NMOS transistor M3 can be matched with high accuracy, and the resistance value between the first and second terminals IN and OUT can be adjusted with high accuracy.

実施形態の抵抗回路1は、第1、第2端子IN、OUTの電圧の高低に拘わらず、高抵抗を端子間に接続することができるものである。したがって、第1、第2端子IN、OUTの間で、電圧値の高低が適宜逆転する場合にも使用することができる。例えば、全差動アンプのフィードバック抵抗として使用することができる。静電容量値の変化を出力する加速度センサーなどの容量変化による検出値を電圧値に変換するCV変換回路において、全差動アンプの差動入出力端子間を接続するフィードバック抵抗に使用して好都合である。   The resistor circuit 1 according to the embodiment can connect a high resistance between the terminals regardless of the voltage levels of the first and second terminals IN and OUT. Therefore, it can be used also when the voltage value is reversed appropriately between the first and second terminals IN and OUT. For example, it can be used as a feedback resistor for a fully differential amplifier. In a CV conversion circuit that converts a detection value due to a change in capacitance into a voltage value, such as an acceleration sensor that outputs a change in capacitance value, it is convenient to use as a feedback resistor that connects between differential input / output terminals of a fully differential amplifier. It is.

抵抗素子としてNMOSトランジスタM1、M2の線形動作領域を利用して抵抗素子とするので、第1、第2端子IN、OUT間の広い電圧差の範囲において、抵抗値の直線性に優れた高抵抗を実現することができる。   Since the resistance element is a resistance element utilizing the linear operation region of the NMOS transistors M1 and M2, a high resistance with excellent resistance linearity in a wide voltage difference range between the first and second terminals IN and OUT. Can be realized.

尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、実施形態の抵抗回路1は、NMOSトランジスタで構成する場合を例示して説明したが本願はこれに限定されるものではない。PMOSトランジスタによっても同じ構成の抵抗回路を構成することができる。
また、実施形態では、NMOSトランジスタM1、M2のソース端子間が接続されている接点Mの電圧VMとNMOSトランジスタM4のドレイン端子とNMOSトランジスタM3のソース端子との接点n1の電圧Vn1とを同電圧とするために、NMOSトランジスタM4、M5、および電流源IS2で構成される差動対による場合を説明した。しかしながら本願はこれに限定されるものではない。電圧VMを電圧Vn1にフィードバックするフィードバック特性を有する回路であり、NMOSトランジスタM3に定電流I1を流す構成を含めば、回路構成は実施形態の構成に限定されるものではない。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the resistor circuit 1 according to the embodiment has been described by way of example with an NMOS transistor, but the present application is not limited to this. A resistance circuit having the same configuration can also be configured by a PMOS transistor.
In the embodiment, the voltage VM of the contact M to which the source terminals of the NMOS transistors M1 and M2 are connected and the voltage Vn1 of the contact n1 between the drain terminal of the NMOS transistor M4 and the source terminal of the NMOS transistor M3 are the same voltage. In order to achieve this, the case of using a differential pair composed of NMOS transistors M4 and M5 and a current source IS2 has been described. However, the present application is not limited to this. The circuit configuration is not limited to the configuration of the embodiment as long as it includes a configuration in which the constant current I1 is supplied to the NMOS transistor M3.

1 抵抗回路
AVDD 電源電圧
I1、I2 定電流
IN 第1端子
IS1、IS2 電流源
M1〜M5 NMOSトランジスタ
OUT 第2端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resistance circuit AVDD Power supply voltage I1, I2 Constant current IN 1st terminal IS1, IS2 Current source M1-M5 NMOS transistor OUT 2nd terminal

Claims (5)

第1端子と第2端子との間に抵抗素子として接続される抵抗回路であって、
バルクに接続されるソース端子が互いに接続され、ドレイン端子が前記第1および第2端子の各々に接続される第1および第2MOSトランジスタと、
ドレイン端子およびゲート端子が、前記第1および第2MOSトランジスタのゲート端子に接続され、ソース端子がバルクに接続される第3MOSトランジスタと、
ドレイン端子およびゲート端子が、前記第3MOSトランジスタのソース端子に接続される第4MOSトランジスタと、
ゲート端子が、前記第1および第2MOSトランジスタのソース端子に接続され、ソース端子が、前記第4MOSトランジスタのソース端子に接続される第5MOSトランジスタと、
前記第3MOSトランジスタのドレイン端子に接続される第1電流源とを備えることを特徴とする抵抗回路。
A resistance circuit connected as a resistance element between a first terminal and a second terminal,
First and second MOS transistors having source terminals connected to the bulk connected to each other and drain terminals connected to each of the first and second terminals;
A third MOS transistor having a drain terminal and a gate terminal connected to the gate terminals of the first and second MOS transistors and a source terminal connected in bulk;
A fourth MOS transistor having a drain terminal and a gate terminal connected to a source terminal of the third MOS transistor;
A fifth MOS transistor having a gate terminal connected to a source terminal of the first and second MOS transistors and a source terminal connected to a source terminal of the fourth MOS transistor;
A resistance circuit comprising: a first current source connected to a drain terminal of the third MOS transistor.
前記第1および第2MOSトランジスタは、チャネル長およびチャネル幅が同じであることを特徴とする請求項1に記載の抵抗回路。   2. The resistance circuit according to claim 1, wherein the first and second MOS transistors have the same channel length and channel width. 前記第1および第2MOSトランジスタは、前記第3MOSトランジスタに比してチャネル長が長いことを特徴とする請求項1または2に記載の抵抗回路。   3. The resistance circuit according to claim 1, wherein the first and second MOS transistors have a channel length longer than that of the third MOS transistor. 前記第4および第5MOSトランジスタは、チャネル長およびチャネル幅が同じであることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の抵抗回路。   4. The resistance circuit according to claim 1, wherein the fourth and fifth MOS transistors have the same channel length and channel width. 5. 前記第4および第5MOSトランジスタのソース端子に接続される第2電流源を備え、
前記第2電流源は前記第1電流源に比して電流値が2倍であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の抵抗回路。
A second current source connected to the source terminals of the fourth and fifth MOS transistors;
5. The resistance circuit according to claim 1, wherein the second current source has a current value that is twice that of the first current source. 6.
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