[發明專利]放大器及提高放大器精度的方法

有效

• 申請號: 201210280737.4
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102820854A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 張浩然
• 申請（專利權）人: 蘇州坤元微電子有限公司
• 主分類號: H03F1/00
• 分類號: H03F1/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

技術領域

本發明涉及一種半導體器件，特別是涉及一種放大器及提高放大器精度的方法。

背景技術

放大器是目前電子行業廣泛使用的通用模擬器件之一，它大量地以集成電路的形式應用在工業控制系統、儀器儀表、醫療設備、安防監控、通訊、汽車、航空航天及家用電器等領域。放大器的主要技術指標之一，輸入失調電壓（input?offset?voltage），直接影響上述設備和系統的精度指標。失調電壓越小，設備或系統的總體精度越高。

通用放大器的失調電壓主要是由于其內部器件失配（mismatch）、芯片封裝產生的芯片表面壓力（stress）造成的，普通精度的通用放大器的失調電壓一般在幾個毫伏的量級。為了減小失調電壓，通常的解決辦法是在芯片加工過程中利用激光（laser?trimming）或熔絲（fuse）等技術，通過修改內部電路的辦法對失調電壓進行調整。通過對內部電路修調可以將失調電壓降低到幾百微伏的量級（1毫伏等于1000微伏）。

針對放大器的失調電壓，芯片生產廠家一般會在芯片封裝之前，在晶圓（wafer）上利用激光或熔絲等技術對每個芯片（die）進行永久性的修改和調整（trimming）。激光修調所需要的特殊設備十分昂貴，能提供該服務的代工廠很少，因而該技術僅為世界上少數芯片公司采用。通過熔絲修調不需要特殊的激光切割設備，但需要在探針臺（wafer?probe?station）上進行，并需要在芯片上預留出相應的探針接觸點，增加了芯片面積，不適合要求修調分辨率高、熔絲數量多的高精度產品。

上述在晶圓上進行修調的方法不僅提高了芯片成本，而且由于增加了生產工序，生產周期會大幅增加，影響到芯片的供貨周期。該方法的另一個缺陷是，修調好的芯片的失調電壓經過封裝后會再次變大，原因是封裝材料會在芯片表面施加不對稱的壓力，而且該壓力會隨溫度、濕度、時間等環境條件發生變化。因此，通過在芯片加工過程中對失調電壓進行修調來提高放大器的精度，最終結果不是十分理想。由于生產成本高、生產周期長和精度不高，上述修調方法僅被少數放大器產品所采用。

發明內容

基于此，有必要提供一種成本較低但精度很高的放大器及提高放大器精度的方法。

一種放大器，包括第一放大器與第二放大器，所述第一放大器的輸出端與所述第二放大器的輸入端相連，所述放大器還包括產生時鐘信號的時鐘振蕩電路、根據時鐘信號發出相應控制信號的時序和邏輯電路、根據時序和邏輯電路所產生的控制信號對所述放大器的輸出結果進行存儲的存儲器、根據時序和邏輯電路所產生的控制信號對所述放大器的工作狀態進行選擇的多路開關控制電路及根據存儲器的存儲狀態對第一放大器的輸出進行不同補償的誤差補償電路，所述時序和邏輯電路在時鐘振蕩電路產生的時鐘信號的控制下控制多路開關控制電路選擇放大器的工作狀態，所述存儲器存儲所述工作狀態下的放大器的輸出信號，所述誤差補償電路根據所述存儲器的存儲狀態對所述第一放大器的輸出進行誤差補償。

在其中一個實施例中，所述放大器還包括將存儲器與時序和邏輯電路清零的加電復位電路。

在其中一個實施例中，所述第二放大器為多級放大器。

在其中一個實施例中，所述放大器的第一放大器的輸入端與放大器外部輸入之間、第一放大器的輸入端與電源之間及第二放大器的輸出端與放大器的外部輸出之間設有控制開關，所述控制開關在所述多路開關控制電路的控制下選擇放大器的工作狀態。

在其中一個實施例中，所述誤差補償電路包括多個對第一放大器的輸出進行電流補償的電流源，所述多個電流源具有不同的電流值。

在其中一個實施例中，所述第二放大器還包括控制所述第二放大器的頻率補償電路導通與斷開的開關，所述開關控制電路控制所述第二放大器的頻率補償電路的導通與斷開。

在其中一個實施例中，所述放大器還包括以所述第一放大器的輸出或第二放大器的其中一級的輸出為輸入的輔助放大器，所述輔助放大器的器件尺寸比所述第二放大器的器件尺寸小，所述存儲器存儲所述輔助放大器的輸出結果。

在其中一個實施例中，所述輔助放大器與所述第二放大器的電路結構相同。

在其中一個實施例中，所述放大器的第一放大器的輸入端與放大器外部輸入之間、第一放大器的輸入端與電源之間、第一放大器的輸出與第二放大器的輸入之間及第一放大器的輸出與輔助放大器的輸入之間設有控制開關，所述控制開關在所述多路開關控制電路的控制下選擇放大器的工作狀態。

在其中一個實施例中，所述存儲器為靜態存儲器。