[發明專利]一種基于調節有源負載的低失調運算放大器

在審

• 申請號: 201710453918.5
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107346960A
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 王紅義;朱奧麟;徐延超;周罡;曹燦
• 申請（專利權）人: 西安華泰半導體科技有限公司
• 主分類號: H03F1/34
• 分類號: H03F1/34;H03F3/45;H03G1/00;H03G3/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

一種基于調節有源負載的低失調運算放大器，包括運算放大器模塊、比較器模塊、邏輯控制單元和四位逐次逼近寄存器；比較器模塊同相輸入端接運算放大器模塊的檢測電壓Vdec，反相輸入端接VDD/2；邏輯控制單元的輸入端接比較器模塊的輸出端；四位逐次逼近比較寄存器連接邏輯控制單元的輸出端，四位逐次逼近比較寄存器的輸出端口為a0、a1、a2和a3四個端口，用來調整串聯在有源負載一邊的晶體管的數目。本發明運放的設計增加了檢測級，避免在校正失調時，輸出端電平不確定的跳變，影響用戶使用。

技術領域

本發明屬于CMOS工藝集成電路領域，具體涉及一種基于調節有源負載的低失調運算放大器。

背景技術

因為集成電路制造工藝中每一道工序的不確定性，所制備的運算放大器不可避免的存在著失調電壓的問題。采用雙極性晶體管工藝設計的運算放大器，其失調電壓都能夠達到較為理想的效果，但雙極性晶體管器件的功耗大、成本高，因此很少采用。當今主流的生產工藝為CMOS工藝，具有低成本、低功耗、高集成度的特點。但基于CMOS工藝所設計的運算放大器，其運放失調的經典值為10mV左右，在很多應用場合中都無法被容忍。運算放大器的失調電壓有兩個分量：一個是系統失調，這是由于電路中器件尺寸設置不合理或偏置條件導致的失調；另一個是隨機失調電壓，這是制造工藝不可避免的隨機誤差導致的失調。為了得到更好的匹配性來降低放大器的隨機失調，低失調的運算放大器通常使用大尺寸的輸入管和大尺寸的有源負載，但帶來了額外的電容并且需要消耗非常大的面積。

本發明提出了一種新穎的CMOS運算放大器失調校正技術，以調整有源負載的溝道長度的方式來提高其對稱性，有效的解決了運算放大器的失調問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于調節有源負載的低失調運算放大器，解決運算放大器失調的問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于調節有源負載的低失調運算放大器，包括運算放大器模塊、比較器模塊、邏輯控制單元和四位逐次逼近寄存器；比較器模塊同相輸入端接運算放大器模塊的檢測電壓Vdec，反相輸入端接VDD/2；邏輯控制單元的輸入端接比較器模塊的輸出端；四位逐次逼近比較寄存器連接邏輯控制單元的輸出端，四位逐次逼近比較寄存器的輸出端口為a0、a1、a2和a3四個端口，用來調整串聯在有源負載一邊的晶體管的數目。

進一步的，運算放大器模塊分為三個部分：增益級、檢測級和輸出級；