[發明專利]用于減小隨時間的輸出電壓漂移的自動調零放大器

在審

• 申請號: 202110252907.7
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113452327A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: A·M·德拉干;A·恩納徹;A·I·內格特;A·M·塔凱
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F1/30
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 秦晨

本發明題為用于減小隨時間的輸出電壓漂移的自動調零放大器。根據一個方面，一種自動調零放大器包括主放大器，連接到該主放大器的次級放大器，包括第一開關和第二開關的多個開關，以及泄漏控制電路。

背景技術

當在運算放大器的輸入之間施加零電壓時，輸出電壓為零。然而，在實際放大器中，當迫使輸入為零時，導致運算放大器內的組件不完全匹配的過程變化可導致正輸出電壓或負輸出電壓。輸出電壓的幅值可與運算放大器的開環增益成比例，并且可被稱為偏移電壓。為了減小偏移電壓的影響，放大器可使用自動調零技術。然而，在一些常規自動調零技術中，輸出電壓可隨時間而漂移。

發明內容

根據一個方面，一種自動調零放大器包括主放大器，連接到主放大器的次級放大器，包括第一開關和第二開關的多個開關以及耦接在該第一開關和該次級放大器的第一輸入之間的泄漏控制電路。該泄漏控制電路耦接在該第二開關與該次級放大器的第二輸入之間。該泄漏控制電路被配置為響應于該第一開關被停用而保持該第一開關兩端的第一電壓降，并且響應于該第二開關被停用而保持該第二開關兩端的第二電壓降，使得該第一電壓降和該第二電壓降之間的差值小于閾值。

附圖說明

圖1A示出了根據一個方面的減小電壓漂移的自動調零放大器。

圖1B示出了根據一個方面的將自動調零循環應用于自動調零放大器的自動調零功能的啟用的示例以及在保持階段操作自動調零放大器的自動調零功能的停用的示例。

圖2A示出了根據一方面的自動調零放大器。

圖2B示出了根據一個方面的自動調零放大器在自動調零階段的示例。

圖2C示出了根據一個方面的自動調零放大器在保持階段的示例。

圖3示出了根據一個方面的具有自動調零放大器的帶隙基準電路。

圖4示出了根據一個方面的具有自動調零放大器的模數轉換器電路。

圖5示出了根據一個方面的具有自動調零放大器的電壓測量電路。

圖6示出了描繪根據一方面的放大器的仿真結果的曲線圖。

圖7示出了描繪根據一個方面的使用自動調零放大器的帶隙基準電路的仿真結果的曲線圖。

圖8示出了根據一個方面的描繪用于使用自動調零放大器緩沖內部電壓的仿真結果的曲線圖。

圖9示出了根據一個方面的描繪用于減小電壓漂移的自動調零放大器的示例操作的流程圖。

具體實施方式

本公開提供了一種減小隨時間的電壓漂移的自動調零放大器。自動調零放大器包括主放大器、次級放大器、輸出放大器和泄漏控制電路。另外，自動調零放大器包括多個開關，其中該多個開關使得自動調零放大器能夠在自動循環階段和保持階段之間轉換。例如，自動調零放大器根據多個自動調零循環啟用自動調零功能以操作自動調零放大器，其中每個自動調零循環包括自動調零階段和保持階段。一般來講，主放大器的電壓偏移在自動調零階段中由次級放大器測量，并且從保持階段中主放大器的輸出中減去電壓偏移。在一些示例中，自動調零放大器由有限數量的自動調零循環驅動，這允許輸出電壓基本上無噪聲(或完全無噪聲)。在一些示例中，在自動調零放大器由有限數量的自動調零循環驅動之后，自動調零功能被停用，并且自動調零放大器可在保持階段執行持續一定時間段。

在自動調零功能被禁用之后，并且如果保持階段長于閾值時間段，由于第一開關和第二開關(例如，第一開關和第二開關可用于在自動調零階段和保持階段之間轉換)的泄漏不匹配(例如，漏極-源極泄漏)，次級放大器的輸入處的兩個電壓可開始表現出其值之間的差異。在一些示例中，該不匹配可由第一開關(其連接到反饋回路上的輸出放大器的輸出)和第二開關(其連接到基準電壓)兩端的不同電壓降引起。第一開關和第二開關的泄漏不匹配可導致電壓偏移隨時間而改變，從而導致輸出電壓的漂移。