반도체 전문 온라인 매거진 - 올포칩

스마트폰 및 IoT 기기에서는 단말기의 소형화가 더욱 가속화됨에 따라 탑재되는 부품에도 소형화가 요구되고 있다. 특히, OP Amp의 경우 어플리케이션 제어의 고도화를 위해 센서로부터의 미세 신호를 고정밀도로 증폭시켜야 하기 때문에, 고정밀도 유지와 동시에 소형화가 요구되고 있다. 로옴 (ROHM)은 스마트폰 및 소형 IoT 기기 등에서 온도, 압력, 유량 등을 검출하고 계측한 센서 신호의 증폭에 최적인 초소형 패키지 CMOS OP Amp TLR377GYZ를 개발했다. 

신제품은 지금까지 로옴이 축적해온 회로 설계 기술, 프로세스 기술, 패키지 기술을 한층 더 진화시킴으로써 일반적으로 OP Amp로는 실현이 어려웠던 소형화와 고정밀도화를 동시에 실현했다. 

OP Amp의 오차 요인으로서 입력 오프셋 전압과 노이즈의 발생이 있다. 이러한 요인은 증폭 정밀도에 관련되는 항목으로, 내장된 트랜지스터 소자 사이즈를 크게 하면 억제할 수 있지만, OP Amp 자체의 소형화는 어려워진다. 

로옴은 독자적인 회로 설계 기술을 통해, 오프셋 전압을 보정하는 회로를 탑재함으로써 트랜지스터 소자 사이즈는 그대로 유지하면서 최대 1mV의 낮은 입력 오프셋 전압을 실현했다. 동시에, 독자적인 프로세스 기술을 통해 플리커 노이즈를 개선하고, 소자 레벨부터 저항 성분을 개선함으로써 입력 환산 노이즈 전압 밀도 12nV/√Hz의 초저노이즈도 실현했다. 또한, 독자적인 패키지 기술을 통해, Ball Pitch를 0.3mm까지 축소한 WLCSP (Wafer Level Chip Size Package)를 채용하여 기존품 대비 약 69％, 기존 소형 제품 대비 약 46％의 사이즈 축소를 실현했다. 

앞으로도 로옴은 소형화, 고정밀도화와 더불어 독자적인 초저소비전류 기술을 사용한 저전력화도 추구하는 등 OP Amp의 고성능화를 추진하여 한층 더 고도의 어플리케이션 제어를 가능하게 함으로써 사회 과제의 해결에 기여해 나갈 것이다.