用于消除运算放大器失调误差的数字加权电流源电路制造技术

本发明专利技术公开了集成电路设计领域中的一种用于消除运算放大器失调误差的数字加权电流源电路，包括一对输入对管和一对镜像电流源负载，正极输入信号和负极输入信号分别与输入对管中的一个输入管的输入端连接，两个输入管分别与镜像电流源负载中的一个负载管连接，每个负载管均与若干条修调支路并联，每条修调支路上设有串联的修调管和修调开关，通过修调开关的关断实现该修调支路的通断。本发明专利技术可以针对单一特定关键放大器进行修调，能够减少集成电路中放大器在生产过程中不可避免所产的的随机匹配误差，还可以在不同的产品中进行修调精度和修调范围的不同组合，实现任意比例的修调精度和修调范围配置，具有广泛的适用性。

【技术实现步骤摘要】
用于消除运算放大器失调误差的数字加权电流源电路
本专利技术涉及集成电路设计领域，具体的说，是涉及一种用于消除运算放大器失调误差的数字加权电流源电路。
技术介绍
在集成电路设计中，电压放大器的输出Vout＝A[(Vin+)-(Vin-)]，其中A为电压放大器的开环增益，Vin+和Vin-分别为放大器的正极输入信号和负极输入信号，一般为电压信号。一般情况下放大器的开环增益A的增益值大于40db，在考虑普通消费类电子，特别是锂电池供电情况下，放大器的电源电压小于等于5V，Vin+和Vin-的差值一旦大于50mV，那么Vout就会达到电源的正轨或负轨，即Vdd电压或GND地。如图1所示，在运算放大器的简化版本中，T1和T2为输入的对管，T3和T4为镜像电流源负载，Tb为参考电流源，Ts为尾电流源，Vi+和Vi-为输入信号，Vout为输出信号。在此电路结构中，输入信号Vi+和Vi-到输出信号Vout的传输函数(传输函数为一种数学模型，其表示输出变量与输入变量的微分方程的一种运算方法)的低频准确度由器件T1、T2、T3以及T4的工艺匹配度决定，而此匹配度对于每个芯片、每个圆片而言都是随机的。在差分放大电路中，差分放大器的一个重要特征是所能检测到的最小直流差模电压，而传统的差分放大电路检测范围有限，仅能针对个别数值范围的数据进行检测，应用受到限制；另外放大器的不匹配效应在输出端会产生难以区分的直流差模电压，不匹配效应会使共模输入电压转换为差模输入电压，对性能产生很大影响。上述缺陷，值得解决。
技术实现思路
为了克服现有的技术的不足，本专利技术提供一种用于消除运算放大器失调误差的数字加权电流源电路。本专利技术技术方案如下所述：一种用于消除运算放大器失调误差的数字加权电流源电路，包括一对输入对管和一对镜像电流源负载，正极输入信号和负极输入信号分别与所述输入对管中的一个输入管的输入端连接，两个所述输入管分别与所述镜像电流源负载中的一个负载管连接，其特征在于，每个所述负载管均与若干条修调支路并联，每条所述修调支路上设有串联的修调管和修调开关，通过所述修调开关的关断实现该修调支路的通断。根据上述方案的本专利技术，其特征在于，正极输入信号与第一输入管的栅极连接，所述第一输入管的源极与第二输入管的源极连接，其漏极与负载管的漏极、第一负载管的栅极、第二负载管的栅极、各个修调管的栅极以及与第一负载管并联的修调开关的一端连接，与第一负载管并联的修调开关的另一端与对应支路的修调管的漏极连接；负极输入信号与第二输入管的栅极连接，所述第二输入管的漏极与第二负载管、与第二负载管并联的修调开关的一端连接，与第二负载管并联的修调开关的另一端与对应支路的修调管的漏极连接；各个修调管的源极均与电源连接。进一步的，所述第一输入管的源极、所述第二输入管的源极均与尾电流源的漏极连接，所述尾电流源的栅极与参考电压源的栅极、参考电压源的漏极连接，参考电压源的源极、尾电流源的漏极均接地。根据上述方案的本专利技术，其特征在于，所述修调管为与所述负载管同类型的MOS管。根据上述方案的本专利技术，其特征在于，所述修调开关为熔断开关。根据上述方案的本专利技术，其特征在于，与同一个负载管并联的若干修调支路中，若干个所述修调管的加权值依次递减。进一步的，与同一个负载管并联的若干修调支路中，与所述负载管距离越近，其加权值越大。进一步的，与同一个负载管并联的若干修调支路中，若干个所述修调管的加权值依次成倍数递减。进一步的，所述修调管的加权值正比于该修调管的宽长比。根据上述方案的本专利技术，其特征在于，与一个所述负载管并联的所述修调管和与另一个所述负载管并联的所述修调管互为镜像关系。根据上述方案的本专利技术，其有益效果在于，本专利技术可以针对单一特定关键放大器进行修调，能够减少集成电路中放大器在生产过程中不可避免所产的的随机匹配误差，其不仅可以应用于单独的运算放大器中，还可以集成于锂电池保护芯片、电源管理芯片等更广阔的领域中。另外，本专利技术可以在不同的产品中进行修调精度和修调范围的不同组合，实现任意比例的修调精度和修调范围配置，具有广泛的适用性。附图说明图1为运算放大器的结构示意图；图2为本专利技术的结构示意图；图3为本专利技术一个具体实施例的结构图；图4为本专利技术一个具体实施例中一个修调开关打开状态的示意图；图5为本专利技术另一个具体实施例的版图设计图。具体实施方式下面结合附图以及实施方式对本专利技术进行进一步的描述：如图2所示，一种用于消除运算放大器失调误差的数字加权电流源电路，包括一对输入对管和一对镜像电流源负载，正极输入信号和负极输入信号分别与输入对管中的一个输入管的输入端连接，两个输入管分别与镜像电流源负载中的一个负载管连接。由于差分放大器性能的一个重要方面就是所能检测到的最小直流差模电压，并且放大器的不匹配效应在输出端会产生难以区分的直流差模电压，同时不匹配效应会使共模输入电压转换为差模输入电压，对性能产生很大影响。因此，本专利技术为解决上述问题，使每个负载管均与若干条修调支路并联，每条修调支路上设有串联的修调管和修调开关，通过修调开关的关断实现该修调支路的通断，进而实现对该负载管的修调。优选的，各个修调管为与并联的负载管同类型的MOS管，各个修调开关为熔断开关，通过熔断开关更容易实现不同修调支路的通断。本专利技术可以在在不同的产品中进行修调精度和修调范围的不同组合，充分实现设计意图，可以实现任意比例的修调精度和修调范围配置，具有广泛的适用性，其不仅可以运用至单独的运放放大器中，可以集成到包括锂电池保护芯片、电源管理芯片等更广阔的领域中。在差分运算放大器中：正极输入信号Vi+与第一输入管T1的栅极连接，第一输入管T1的源极与第二输入管T2的源极连接，其漏极与负载管(包括第一负载管T3和第二负载管T4)的漏极、第一负载管T3的栅极、第二负载管T4的栅极、各个修调管(Ta1、Ta2……Tan；Tb1、Tb2……Tbn)的栅极以及与第一负载管T3并联的修调开关(FA1、FA2……FAn)的一端连接，与第一负载管T3并联的修调开关(FA1、FA2……FAn)的另一端与对应支路的修调管(Ta1、Ta2……Tan)的漏极连接；负极输入信号Vi-与第二输入管T2的栅极连接，第二输入管T2的漏极与第二负载管T4、与第二负载管T4并联的修调开关(FB1、FB2……FBn)的一端连接，与第二负载管T4并联的修调开关(FB1、FB2……FBn)的另一端与对应支路的修调管(Tb1、Tb2……Tbn)的漏极连接；各个修调管(Ta1、Ta2……Tan；Tb1、Tb2……Tbn)的源极均与电源Vdd连接；第一输入管T1的源极、第二输入管T2的源极均与尾电流源Ts的漏极连接，尾电流源Ts的栅极与参考电压源Tb的栅极、参考电压源Tb的漏极连接，参考电压源Tb的源极、尾电流源Ts的漏极均接地GND。如图3所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于消除运算放大器失调误差的数字加权电流源电路，包括一对输入对管和一对镜像电流源负载，正极输入信号和负极输入信号分别与所述输入对管中的一个输入管的输入端连接，两个所述输入管分别与所述镜像电流源负载中的一个负载管连接，其特征在于，每个所述负载管均与若干条修调支路并联，每条所述修调支路上设有串联的修调管和修调开关，通过所述修调开关的关断实现该修调支路的通断。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于消除运算放大器失调误差的数字加权电流源电路，包括一对输入对管和一对镜像电流源负载，正极输入信号和负极输入信号分别与所述输入对管中的一个输入管的输入端连接，两个所述输入管分别与所述镜像电流源负载中的一个负载管连接，其特征在于，每个所述负载管均与若干条修调支路并联，每条所述修调支路上设有串联的修调管和修调开关，通过所述修调开关的关断实现该修调支路的通断。


2.根据权利要求1所述的用于消除运算放大器失调误差的数字加权电流源电路，其特征在于，正极输入信号与第一输入管的栅极连接，所述第一输入管的源极与第二输入管的源极连接，其漏极与负载管的漏极、第一负载管的栅极、第二负载管的栅极、各个修调管的栅极以及与第一负载管并联的修调开关的一端连接，与第一负载管并联的修调开关的另一端与对应支路的修调管的漏极连接；
负极输入信号与第二输入管的栅极连接，所述第二输入管的漏极与第二负载管、与第二负载管并联的修调开关的一端连接，与第二负载管并联的修调开关的另一端与对应支路的修调管的漏极连接；
各个修调管的源极均与电源连接。


3.根据权利要求2所述的用于消除运算放大器失调误差的数字加权电流源电路，其特征在于，所述第一输入管的源极、所述第二输入管的源极均与尾电流源的漏极连接，所述尾电流源的栅极与参考电压源的栅极、参考电压源的漏极连接，参考电压源...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊力嘉，刘磊，
申请(专利权)人：深圳市万微半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44