[發(fā)明專利]一種預(yù)放大器通過控制幅度的失調(diào)校正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210569383.5
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103107786A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜琿;王自強;張春;姜漢鈞;陳虹;王志華
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模擬電路預(yù)放大器，特別是涉及一種預(yù)放大器的失調(diào)校正方法。

背景技術(shù)

預(yù)放大器的電路結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，包括第一PMOS晶體管MP1，第二PMOS晶體管MP2，第三NMOS晶體管MN3，第四NMOS晶體管MN4和第五NMOS晶體管MN5。其中，第一PMOS晶體管MP1的柵極連接控制信號CLKP，第一PMOS晶體管MP1的源極連接電源VDD，第一PMOS晶體管MP1的漏極和第三NMOS晶體管MN3的漏極相連，相連端輸出放大器的反向輸出電壓Voutn；第二PMOS晶體管MP2的柵極連接控制信號CLKP，第二PMOS晶體管MP2的源極連接電源VDD，第二PMOS晶體管MP2的漏極和第四NMOS晶體管MN4的漏極相連，相連端輸出放大器的正向輸出電壓Voutp；第三NMOS晶體管MN3的源極與第五NMOS晶體管MN5的漏極相連，第三NMOS晶體管MN3的柵極連接正向輸入電壓Vinp；第四NMOS晶體管MN4的源極與第五NMOS晶體管MN5的漏極相連，第四NMOS晶體管MN4的柵極連接反向輸入電壓Vinn；第五NMOS晶體管MN5的源極接地GND，第五NMOS晶體管MN5的柵極連接控制信號CLKP。驅(qū)動第一PMOS晶體管MP1、第二PMOS晶體管MP2以及第五NMOS晶體管MN5的控制信號CLKP的時序圖如圖2所示，其根據(jù)預(yù)放大器工作的時鐘信號CLK產(chǎn)生，頻率與時鐘信號CLK的頻率相同，幅度起始值為0，穩(wěn)態(tài)值為電源電壓值VDD?？刂菩盘柈a(chǎn)生電路中t1時刻輸入時鐘信號CLK，則延遲一小段時間t2時刻后，開始產(chǎn)生控制信號CLKP。

該預(yù)放大器工作時，預(yù)放大器在控制信號CLKP的驅(qū)動下，電路中出現(xiàn)電流，完成對輸入信號（正向輸入電壓Vinp減去反向輸入電壓Vinn）的放大。工作時，第一PMOS晶體管MP1和第二PMOS晶體管MP2作為負載管，第三NMOS晶體管MN3和第四NMOS晶體管MN4作為輸入管，第五NMOS晶體管MN5作為提供偏置電流的偏置管。電路如果左支路（MP1-?MN3支路）與右支路（MP2-?MN4支路）兩邊完全對稱，則當輸入相等的正向輸入電壓Vinp和反向輸入電壓Vinn時，電路中左右兩邊流過電流相等，電路中正向輸出電壓Voutp等于反向輸出電壓Voutn，此時電路中不存在失調(diào)。然而，實際情形下，電路左右不可能完全對稱，電路中元器件的失配例如第一PMOS晶體管MP1與第二PMOS晶體管MP2的尺寸不相等，或者第三NMOS晶體管MN3與第四NMOS晶體管MN4的尺寸不相等，這些因素均會導(dǎo)致放大器中出現(xiàn)失調(diào)電壓，當輸入電壓Vinp=Vinn時，左右兩邊流過的電流不相等，輸出電壓中Vinp不等于Vinn。出現(xiàn)失調(diào)后會降低預(yù)放大器對輸入信號的分辨能力。如預(yù)防大器作為動態(tài)比較器的一部分，則進而降低了動態(tài)比較器對輸入信號的分辨能力。

為了校正預(yù)防大器中存在的失調(diào)電壓，可以在預(yù)放大器的輸出節(jié)點Voutp和Voutn連接可控電容器陣列，通過調(diào)節(jié)電容器陣列電容的大小降低失調(diào)電壓。也可以在輸入管第三NMOS晶體管MN3和第四NMOS晶體管MN4的兩端并聯(lián)MOS管，通過調(diào)節(jié)MOS管的柵極偏置電壓降低失調(diào)電壓。然而這兩種降低失調(diào)電壓的方法中，連接在預(yù)放大器輸出節(jié)點的可控電容器或者并聯(lián)在輸入管兩側(cè)的MOS管都會對輸出電壓Voutp和Voutn產(chǎn)生負載效應(yīng)，從而降低預(yù)放大器的速度。如預(yù)防大器作為動態(tài)比較器的一部分，則進而會降低比較器的速度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：彌補上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種預(yù)放大器通過控制幅度的失調(diào)校正方法，能對預(yù)放大器中的失調(diào)電壓進行校正，同時不會對輸入端電壓造成負載效應(yīng)。

本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下的技術(shù)方案予以解決：