可选择可编程的增益或运算放大器制造技术

一种可被配置为可编程增益放大器或运算放大器的集成电路放大器(352)包括两个输出块，一个输出块经优化以用于可编程增益放大器操作，且另一输出块经优化以用于运算放大器应用。共用单一输入级(302)、输入偏移校准电路(328)及偏压产生电路(326)与任一放大器配置一起使用。因此，消除所述输入级、偏移校准电路及偏压产生电路的重复，同时仍可选择地提供可编程增益放大器或运算放大器配置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可选择可编程的增益或运算放大器相关专利申请案本申请案主张2014年9月25日申请的共同拥有的美国临时专利申请案第62/055,052号的优先权；所述美国临时专利申请案出于所有目的以引用方式并入本文中。
本专利技术涉及集成电路放大器，且特定来说，涉及包括差分输入、偏压电路、偏移校准电路及可选择为可编程增益放大器(PGA)或运算放大器(Op-Amp)的配置的集成电路放大器。
技术介绍
在小型几何结构过程中，模拟电路的成本因为模拟有源元件与过程不成比例而变得更贵。客户在使用模拟组件时想要最大灵活性。在许多情况中，无法在同一集成电路装置中提供可编程增益放大器(PGA)及运算放大器(Op-Amp)两者的功能，因为制造此种装置成本过大。微控制器提供芯片上系统且可将许多系统组件集成在单个集成电路(例如处理器、存储器)及外围装置(例如接口、模数及数模转换器、振荡器、比较器、定时器等)内。特定来说，微控制器获益于将模拟放大器集成为外围装置。然而，此类模拟放大器如数字元件般与过程不成比例。
技术实现思路
因此，需要一种可配置为可编程增益放大器(PGA)或运算放大器(Op-Amp)且具有最小额外成本及半导体裸片基板面的集成电路放大器。根据实施例，一种可配置放大器可包括：差分输入级；第一输出块；第二输出块；多个开关，其耦合到所述差分输入级、所述第一输出块及所述第二输出块；其中在所述多个开关中的某些开关可能以第一模式布置时，所述差分输入级与所述第一输出块可耦合在一起作为可编程增益放大器，且在所述多个开关中的所述某些开关可以第二模式布置时，所述差分输入级与所述第二输出块可耦合在一起作为运算放大器。根据进一步实施例，所述第一输出块可包括第一中间级及第一输出级，且所述第二输出块可包括第二中间级及第二输出级。根据进一步实施例，偏压电路可耦合到所述差分输入级。根据进一步实施例，所述偏压电路可在处于所述第一模式时具有用于所述可编程增益放大器配置的第一组偏压参数且在处于所述第二模式时具有用于所述运算放大器配置的第二组偏压参数。根据进一步实施例，所述第一及第二偏压参数可存储在偏压存储器中。根据进一步实施例，校准电路可耦合到所述差分输入级。根据进一步实施例，所述校准电路可在处于所述第一模式时具有用于所述可编程增益放大器配置的第一组校准参数且在处于所述第二模式时具有用于所述运算放大器配置的第二组校准参数。根据进一步实施例，所述第一及所述第二校准参数可经存储在校准存储器中。根据进一步实施例，所述第一及第二校准参数各自可具有输入偏移校准参数。根据进一步实施例，所述差分输入级的第一及第二输入可耦合到集成电路的第一及第二外部连接。根据进一步实施例，所述第一输出块的输出可耦合到所述集成电路的第三外部连接。根据进一步实施例，所述第二输出块的输出可耦合到所述集成电路的第四外部连接。根据进一步实施例，可提供用于在所述第一模式与所述第二模式之间选择的模式选择输入。根据进一步实施例，可提供用于所述第一及第二输出块的补偿网络。根据另一实施例，一种微控制器集成电路可包括：数字处理器及存储器；模数转换器(ADC)，其具有耦合到所述数字处理器的数字输出；可配置模拟放大器可包括：差分输入级；第一输出块；第二输出块；多个开关，其耦合到所述差分输入级、所述第一输出块及所述第二输出块；其中在所述多个开关中的某些开关可能以第一模式布置时，所述差分输入级与所述第一输出块可耦合在一起作为可编程增益放大器，且在所述多个开关中的所述某些开关可能以第二模式布置时，所述差分输入级与所述第二输出块可耦合在一起作为运算放大器；且所述处理器控制所述第一及第二模式。根据进一步实施例，多路复用器可耦合在所述第一输出块与所述ADC之间。根据进一步实施例，可提供用于存储所述第一及第二模式的所述多个开关的断开及闭合设置的配置寄存器。根据进一步实施例，集成电路封装可在其上具有多个外部连接。根据进一步实施例，所述差分输入级的第一及第二输入可耦合到所述多个外部连接中的第一及第二连接。根据进一步实施例，所述第一输出块的输出可耦合到所述多个外部连接中的第三连接。根据进一步实施例，所述第二输出块的输出可耦合到所述多个外部连接中的第四连接。根据进一步实施例，可提供用于在所述第一模式与所述第二模式之间选择的模式选择输入。根据进一步实施例，所述多个外部连接中的第五连接可耦合到所述模式选择输入。根据又一实施例，一种用于将放大器配置为可编程增益放大器或运算放大器的方法可包括下列步骤：提供差分输入级；提供第一输出块，其具有可切换地耦合到所述差分输入级的输出的输入；提供第二输出块，其具有可切换地耦合到所述差分输入级的所述输出的输入；且提供多个开关，其耦合到所述差分输入级以及所述第一及第二输出块；在所述多个开关可能以第一模式布置时，将所述差分输入级与所述第一输出块耦合在一起作为可编程增益放大器；及在所述多个开关可能以第二模式布置时，将所述差分输入级与所述第二输出块耦合在一起作为运算放大器。根据所述方法的进一步实施例，其可包括针对所述第一及第二模式将所述差分输入级的偏压参数存储在偏压存储器中的步骤。根据所述方法的进一步实施例，其可包括针对所述第一及第二模式将所述差分输入级的输入偏移校准参数存储在偏移存储器中的步骤。附图说明可通过结合附图参考下文描述获得对本专利技术的更全面理解，在附图中：图1说明根据本专利技术的教示的运算放大器(Op-Amp)的示意图；图2说明根据本专利技术的教示的可编程增益放大器(PGA)的示意图；及图3说明根据本专利技术的具体实例实施例的包括可配置为可编程增益放大器(PGA)或运算放大器(Op-Amp)的放大器的微控制器的示意图及框图。虽然本专利技术容许各种修改及替代形式，但其具体实例实施例已在附图中加以展示且在本文中详细描述。然而，应理解，本文中具体实例实施例的描述并非意图将本专利技术限于本文中揭示的特定形式。具体实施方式根据本专利技术的各种实施例，集成电路放大器具有两个中间级及两个输出级，一个中间级及输出级经优化以用于可编程增益放大器(PGA)操作，且另一中间级及输出级经优化以用于运算放大器(Op-Amp)应用。共用单一输入级、输入偏移校准电路及偏压产生电路可与PGA或Op-Amp配置一起使用。因此，消除输入级、偏移校准电路及偏压产生电路的重复。根据本专利技术的各种实施例，另一放大器输入级、输入偏移校准电路及偏压产生电路的成本可通过不必将其重复用于放大器配置中的每一者(例如，PGA或Op-Amp配置)而节省。这些电路相当于PGA或Op-Amp的总成本的约百分之八十，因此根据本专利技术的各种实施例可节省混合信号集成电路的显著量制造成本及显著量装置制造。现在参考附图，示意地说明实例实施例的细节。附图中的相同元件将由相同数字表示，且相似元件将由具有不同小写字母后缀的相同数字表示。参考图1，图中描绘根据本专利技术的教示的运算放大器(Op-Amp)的示意图。模拟放大器是许多微控制器中所要的外围装置。图1展示可用于微控制器集成电路中的常规运算放大器(Op-Amp)102。Op-Amp102在微控制器集成电路中具有灵活用途(通常约10MHz的带宽)。Op-Amp102可集成为外围装置且然后将仅需要3个外部集成电路封装连接(接脚)。Op-Amp102通常使用大输出驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可配置放大器，其包括：差分输入级；第一输出块；第二输出块；多个开关，其耦合到所述差分输入级、所述第一输出块及所述第二输出块；其中在所述多个开关中的某些开关是以第一模式布置时，所述差分输入级与所述第一输出块耦合在一起作为可编程增益放大器，且在所述多个开关中的所述某些开关是以第二模式布置时，所述差分输入级与所述第二输出块耦合在一起作为运算放大器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.25 US 62/055,052;2015.09.24 US 14/863,7791.一种可配置放大器，其包括：差分输入级；第一输出块；第二输出块；多个开关，其耦合到所述差分输入级、所述第一输出块及所述第二输出块；其中在所述多个开关中的某些开关是以第一模式布置时，所述差分输入级与所述第一输出块耦合在一起作为可编程增益放大器，且在所述多个开关中的所述某些开关是以第二模式布置时，所述差分输入级与所述第二输出块耦合在一起作为运算放大器。2.根据权利要求1所述的可配置放大器，其中所述第一输出块包括第一中间级及第一输出级，且所述第二输出块包括第二中间级及第二输出级。3.根据权利要求1所述的可配置放大器，其进一步包括耦合到所述差分输入级的偏压电路。4.根据权利要求3所述的可配置放大器，其中所述偏压电路在处于所述第一模式时具有用于所述可编程增益放大器配置的第一组偏压参数，且在处于所述第二模式时具有用于所述运算放大器配置的第二组偏压参数。5.根据权利要求4所述的可配置放大器，其中所述第一及第二偏压参数存储在偏压存储器中。6.根据权利要求1所述的可配置放大器，其进一步包括耦合到所述差分输入级的校准电路。7.根据权利要求5所述的可配置放大器，其中所述校准电路在处于所述第一模式时具有用于所述可编程增益放大器配置的第一组校准参数，且在处于所述第二模式时具有用于所述运算放大器配置的第二组校准参数。8.根据权利要求6所述的可配置放大器，其中所述第一及第二校准参数存储在校准存储器中。9.根据权利要求5所述的可配置放大器，其中所述第一及第二校准参数各自具有输入偏移校准参数。10.根据权利要求1所述的可配置放大器，其中所述差分输入级的第一及第二输入耦合到集成电路的第一及第二外部连接。11.根据权利要求10所述的可配置放大器，其中所述第一输出块的输出耦合到所述集成电路的第三外部连接。12.根据权利要求10所述的可配置放大器，其中所述第二输出块的输出耦合到所述集成电路的第四外部连接。13.根据权利要求1所述的可配置放大器，其进一步包括用于在所述第一模式与所述第二模式之间选择的模式选择输入。14.根据权利要求1所述的可配置放大器，其进一步包括所述第一及所述第二输出块的补偿网络。15.一种微控制器集成电路，其包括：数...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩·克里斯，詹姆斯·E·巴特林，
申请(专利权)人：密克罗奇普技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US