[發明專利]CMOS反相器的校正電路及校正方法

有效

• 申請號: 201510434657.3
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN105337605B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 林嘉亮
• 申請（專利權）人: 瑞昱半導體股份有限公司
• 主分類號: H03K19/0185
• 分類號: H03K19/0185
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 李昕巍;趙根喜

本公開提供一種CMOS反相器的校正電路及校正方法，其中校正電路包括一第一可調式CMOS反相器、一第二可調式CMOS反相器、一電阻、一開關以及一有限狀態機。受控于一控制信號的第一可調式CMOS反相器從一第一電路節點接收一第一電壓并且輸出一第二電壓至一第二電路節點。受控于控制信號的第二可調式CMOS反相器從第二電路節點接收第二電壓并且輸出第一電壓至第一電路節點。電阻耦接第一電路節點至第二電路節點。受控于一重置信號的開關有條件地將第一電路節點短路至第二電路節點。有限狀態機接收第一電壓與第二電壓并且輸出重置信號與控制信號。其中，控制信號是基于第一電壓與第二電壓之間的差異而調整。

技術領域

本發明涉及互補式金氧半(complementary metal oxide semiconductor；CMOS)反相器電路，特別涉及一種CMOS反相器的校正電路及校正方法。

背景技術

本領域技術人員應了解于本說明書中所使用的術語與基本概念，例如：金氧半(p-channel metal-oxide semiconductor；PMOS)晶體管、P型金氧半(p-channel MOS；PMOS)晶體管、N型金氧半(n-channel MOS；NMOS)晶體管、CMOS、運算放大器、共模、差動模式、跨導(transconductance)、輸出阻抗、柵極、源極、漏極、飽和區域、轉態點(trip point)、基極(bulk)、共源共柵(cascode)、切換、電壓、電流、電路、電路節點、供應電壓、接地、軌(rail)、閂鎖(latch)、負阻及反相器等。這些術語與基本概念可由教科書或其他現有技術文件得知，例如：模擬CMOS集成電路的設計(Design of Analog CMOS Integrated Circuits，Behzad Razavi著、McGraw-Hill出版，且ISBN 0-07-118839-8)。

CMOS反相器可用來實現運算放大器。參照圖1，以反相器為基礎(inverter-based)的運算放大器100包括一CMOS反相器111、一CMOS反相器112以及一閂鎖電路130。CMOS反相器111接收電壓V_A并輸出電壓V_C。CMOS反相器112接收電壓V_B并輸出電壓V_D。閂鎖電路130包括交叉耦合的CMOS反相器131、132。CMOS反相器131、132提供電壓V_A與電壓V_B之間的交叉耦合。閂鎖電路130是用以提供電路節點101、102之間的負阻，以補償在電路節點101、102之間的電阻性負載120。Zeller等學者已在下列文獻中充分描述以反相器為基礎的運算放大器的原理：「A 0.039mm²inverter-based 1.82mW 68.6dB-SNDR 10MHz-BW CT-ΣΔ-ADC in65nm CMOS」(其公開在2014年7月的IEEE固態電路期刊第49卷第7號中)，因此于此不再贅述。

為了使運算放大器100具有高效能，閂鎖電路130所提供的負阻必須充分匹配電阻性負載120。因此，需進行校正來調整閂鎖電路130內的CMOS反相器131、132。雖然Zeller等學者在前述文獻中教導了校正CMOS反相器131、132的方法，但該方法是基于「共模」校正架構，其中共模信號輸入至電路節點101、102(以使電壓V_A與電壓V_B二者以相同方向且相同量改變)并且電壓V_C與電壓V_D的均值被當作調整CMOS反相器131、132的基礎。然而，在實際應用上，通常會使用「差動模式」信號，而此時電壓V_A與電壓V_B是以相反方向改變。