失调电流微调电路制造技术

本发明专利技术涉及失调电流微调电路。所公开的装置和方法涉及对放大器的输入失调电流进行微调。一种此类装置可以包括辅助双极型晶体管，所述辅助双极型晶体管与所述放大器的输入级的对应双极型晶体管的基极并联连接。所述辅助双极型晶体管可被偏置，以使所述辅助双极型晶体管的基极电流补偿放大器的输入级的双极型晶体管的基极电流的失配。放大器的输入端处的失调电流可以独立于所述放大器的所述输入端处的失调电压被减小。

【技术实现步骤摘要】
失调电流微调电路
所公开的技术涉及电子系统，并且更为具体地说，涉及被配置来减小失调电流的电路。
技术介绍
电子系统可以包括被配置来比较两个或更多个信号的放大器，如差分放大器。如过程变化的变化可以导致放大器的输入级中的失调电压和/或失调电流。这些失调可以确定放大器的精度，或者确定放大器所能测量的最小信号。对放大器的失调电压和失调电流进行微调以使这些失调接近于零可以是有利的。可以通过各种电路减小失调电压。即使失调电压被微调成接近于零，但是在某些应用中仍可能存在失调电流。然而，常规电路在对失调电压和失调电流进行独立微调的过程中已经遇到困难。因此，存在对减小失调电流的需要。
技术实现思路
本公开的一个方面是一种包括失调电流微调电路的装置。所述失调电流微调电路包括：第一双极型晶体管；第二双极型晶体管；第一辅助双极型晶体管，其具有与所述第一双极型晶体管的基极并联电气连接的基极；以及第二辅助双极型晶体管，其具有与所述第二双极型晶体管的基极并联电气连接的基极。所述失调电流微调电路还包括：第一辅助电流源，其被配置来偏置所述第一辅助双极型晶体管；以及第二辅助电流源，其被配置来偏置所述第二辅助双极型晶体管。所述第一辅助电流源和所述第二辅助电流源被配置来分别偏置所述第一辅助双极型晶体管和所述第二辅助双极型晶体管，以便补偿在所述第一双极型晶体管的所述基极处的电流与所述第二双极型晶体管的所述基极处的电流之间的失配。本公开的另一方面是一种包括第一双极型晶体管、第二双极型晶体管、第三双极型晶体管以及第四双极型晶体管的装置。所述第一双极型晶体管具有第一集电极、被配置来接收第一输入信号的第一基极，以及第一发射极。所述第一双极型晶体管具有第一基极电流。所述第二双极型晶体管具有第二集电极、被配置来接收第二输入信号的第二基极，以及第二发射极。所述第二双极型晶体管具有第二基极电流。所述第三双极型晶体管具有第三集电极、与所述第一基极并联电气连接的第三基极，以及第三发射极。所述第三双极型晶体管具有第三基极电流。所述第四双极型晶体管具有第四集电极、与所述第二基极并联电气连接的第四基极，以及第四发射极。所述第四双极型晶体管具有第四基极电流。所述第一双极型晶体管、所述第二双极型晶体管、所述第三双极型晶体管以及所述第四双极型晶体管被配置来使得所述第三基极电流与所述第四基极电流之间的第一差值补偿所述第一基极电流与所述第二基极电流之间的第二差值。本公开的又一方面是一种失调电流微调方法。所述方法包括：首先测量第一晶体管的基极与第二晶体管的基极之间的失调电压，并且将这种失调优选微调为零。任何剩余失调则应由于失调电流而产生。所述第一双极型晶体管和所述第二双极型晶体管是包括在放大器的输入级中。另外，所述方法包括：独立于所述第一晶体管的所述基极与所述第二晶体管的所述基极之间的失调电压，补偿所述第一双极型晶体管的基极电流与所述第二双极型晶体管的基极电流之间的失配。为了对本公开进行概述，本文已描述本专利技术的某些方面、优点以及新颖特征。应理解，根据本专利技术的任何具体的实施方案未必可以实现所有此类优点。因此，本专利技术可通过某种方式来实施或进行，这种方式实现或者优化如本文所教导的一个优点或一组优点，而未必实现如本文所可能教导或提出的其它优点。附图说明图1是示出根据一个实施方案的放大器的示意图，所述放大器包括失调微调电路。图2是示出根据另一实施方案的放大器的示意图，所述放大器包括失调微调电路。具体实施方式以下对某些实施方案的详细描述呈现对特定实施方案的各种描述。然而，本文所述的创新可以通过如权利要求书所界定并涵盖的众多不同方式实施。在本描述中，参照附图，其中类似参考数字指示相同或功能上相似的元件。如上文所讨论，电子系统可以包括放大器。如高共模电压差放大器的一些放大器可以具有例如大致为1兆欧姆(MΩ)的高输入阻抗。在某些实现方式中，输入端处1毫微安培(nA)的失调电流可以在这个放大器的输出端处导致大致为1毫伏(mV)的失调电压。另外，在这些实现方式中的一些中，放大器可以具有相对大的噪声增益，例如为60。这可以在放大器的输出端处导致例如0.9mV的失调，这是由于输入端处15微伏(uV)的失调电压而产生。为了减小失调电压，电路可以独立于温度来对失调电压进行微调，独立于失调漂移中的微调来对失调电压进行微调，等等或其组合。即使在失调电压被微调成接近于零时，输入晶体管中的电流也可以是不同的。例如，双极型晶体管的基极电流的差值可以导致失调电流。当差分放大器具有低输入阻抗和/或低噪声增益时，在不对失调电流进行微调的情况下对失调电压进行微调可能就够了。然而，当差分放大器具有大的输入阻抗和大的噪声增益时，由于失调电压和失调电流而产生的误差的量值可以在同一量级上。在这类放大器中独立于失调电压来对这种失调电流进行微调可以是有利的。已大致描述，本公开的方面涉及对失调电流进行微调。根据本文所述的一个或多个特征，放大器的输入端处的失调电流可以独立于放大器的输入端处的失调电压被减小。辅助双极型晶体管可与放大器的输入级的输入双极型晶体管的基极并联连接，所述输入双极型晶体管例如可为差分对。所述辅助双极型晶体管可被偏置，以使所述辅助双极型晶体管的基极电流补偿放大器的输入级的双极型输入晶体管的基极电流的失配。针对辅助双极型晶体管的集电极电流偏置的量值可由所需要的失调电流微调的范围确定。例如，当放大器的输入级中差分对的一个输入晶体管的基极电流大于差分对的另一双极型输入晶体管的基极电流时，可对辅助双极型晶体管的基极电流进行微调，以使输入双极型晶体管的组合基极电流与辅助晶体管的组合基极电流大致相等，其中该等辅助晶体管的基极与放大器的输入级的对应晶体管并联联接。辅助双极型晶体管的集电极电流可以在介于放大器输入端与放大器输出端之间的信号路径外。因此，辅助双极型晶体管并未明显促成放大器的电压噪声。可以将类似的晶体管用于输入双极型晶体管和辅助双极型晶体管。因此，失调电流微调不会受到加工类型的影响。当失调电压乘以噪声增益可与失调电流乘以输入阻抗相当并且任一误差大于最小的合适误差时，可能希望对失调电压和失调电流进行独立微调。本文所述的原理和优点可以在任何此类应用中实现。例如，在某些实施方案中，本文所述的原理和优点可以在具有大的噪声增益(例如，50或更大)的放大器中实现，该放大器是由大的电源阻抗(例如，1MΩ或更大)来驱动的。将理解，失调电压和失调电流对放大器输出端的影响通常取决于增益的范围和电源阻抗的量值。参照图1，将描述一种包括失调微调电路的示例性放大器10。尽管所示放大器10是差分放大器，但将理解，本文所述的原理和优点可以适用于具有明显的失调电流的任何合适放大器。放大器10可以包括输入双极型晶体管的差分对、失调微调电路、多个电阻器、多个电流源以及放大电路15。尽管所述差分对和失调微调电路包括NPN晶体管，但将理解，参照NPN晶体管所描述的特征的任何组合可以可选地或另外通过PNP晶体管、通过相应反转电流方向并且将正电压调换成负电压实现，反之亦然。尽管一些实施方案可以涉及晶体管的差分对，但将理解，任何特征的组合可以结合具有基极电流失配的任何合适晶体管对来实现，且减小所述基极电流失配将是有利的。例如，根据本文所述的一个或多个特征，可以在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括失调电流微调电路的装置，所述失调电流微调电路包括：第一双极型晶体管；第二双极型晶体管；第一辅助双极型晶体管，其具有与所述第一双极型晶体管的基极并联电气连接的基极；第一辅助电流源，其被配置来对所述第一辅助双极型晶体管进行偏置；第二辅助双极型晶体管，其具有与所述第二双极型晶体管的基极并联电气连接的基极；以及第二辅助电流源，其被配置来对所述第二辅助双极型晶体管进行偏置；其中所述第一辅助电流源和所述第二辅助电流源被配置来分别对所述第一辅助双极型晶体管和所述第二辅助双极型晶体管进行偏置，以便补偿所述第一双极型晶体管的所述基极处的电流与所述第二双极型晶体管的所述基极处的电流之间的失配。

【技术特征摘要】
2012.10.04 US 13/645,3131.一种包括失调电流微调电路的装置，所述失调电流微调电路包括：第一双极型晶体管；第二双极型晶体管；第一辅助双极型晶体管，其具有与所述第一双极型晶体管的基极并联电气连接的基极；第一辅助电流源，其被配置来对所述第一辅助双极型晶体管进行偏置；第二辅助双极型晶体管，其具有与所述第二双极型晶体管的基极并联电气连接的基极；以及第二辅助电流源，其被配置来对所述第二辅助双极型晶体管进行偏置；其中所述第一辅助电流源和所述第二辅助电流源被配置来分别对所述第一辅助双极型晶体管和所述第二辅助双极型晶体管进行偏置，以便补偿所述第一双极型晶体管的所述基极处的电流与所述第二双极型晶体管的所述基极处的电流之间的失配，以及另一电流源，其被配置来对所述第一双极型晶体管和所述第二双极型晶体管中的至少一个进行偏置。2.如权利要求1所述的装置，其中所述第一辅助电流源和所述第二辅助电流源被配置成独立于加工类型来补偿所述失配。3.如权利要求1所述的装置，其中所述第一双极型晶体管与所述第二双极型晶体管是差分对。4.如权利要求1所述的装置，其进一步包括放大电路，所述放大电路具有由所述第一双极型晶体管的集电极驱动的第一输入端和由所述第二双极型晶体管的集电极驱动的第二输入端。5.如权利要求4所述的装置，其中所述第一辅助电流源不包括在信号路径中，所述信号路径介于在所述第一双极型晶体管的所述基极处接收的信号与所述放大电路的所述第一输入端之间。6.如权利要求1所述的装置，其中所述第一辅助电流源包括电阻器，所述电阻器与所述第二辅助电流源中所包括的对应电阻器具有不同的电阻，以使所述第一双极型晶体管的所述基极处的电流与所述第二双极型晶体管的所述基极处的电流之间的第一差值大致上等于所述第二辅助双极型晶体管的所述基极处的电流与所述第一辅助双极型晶体管的所述基极处的电流之间的第二差值。7.如权利要求1所述的装置，其中所述第一双极型晶体、所述第二双极型晶体管、所述第一辅助晶体管以及所述第二辅助晶体管是超β双极型晶体管。8.如权利要求1所述的装置，其中所述另一电流源被配置来对所述第一双极型晶体管和所述第二双极型晶体管二者进行偏置。9.一种包括失调电流微调电路的装置，所述失调电流微调电路包括：第一双极型晶体管，其具有第一集电极、被配置来接收第一输入信号的第一基极以及第一发射极，所述第一双极型晶体管具有第一基极电流；第二双极型晶体管，其具有第二集电极、被配置来接收第二输入信号的第二基极以及第二发射极，所述第二双极型晶体管具有第二基极电流；第三双极型晶体管，其具有第三集电极、与所述第一基极并联电气连接的第三基极以及第三发射极，所述第三双极型晶体管具有第三基极电流；以及第四双极型晶体管，其具有第四集电极、与所述第二基极并联电气连接的第四基极以及第四发射极，所述第四双极型晶体管具有第四基极电流；其中所述第一双极型晶体管、所述第二双极型晶体管、所述第三双极型晶体管以及所述第四双极型晶体管被配置成使得所述第三基极电流与所述第四基极电流之间的第一差值补偿所述第一基极电流与所述第二基极电流之间的第二差值；以及其中，所述第一双极型晶体管和所述第二双极型晶体管中的至少一个被配置来从第一电流源接收第一偏置，所述第三双极型晶体管被配置来从第二电流源接收第二偏置，并且第四双极型晶体管被配置来从第三电流源接收第三偏置。10.如权利要求9所述的装置，其中所述第一差值的量值大致上等于所述第二差值的量值。11.如权利要求9所述的装置，还包括放大电路，该放大电路具有连接到所述第一双极型晶体管的所述第一集电极的第一输入节点和连接到所述第二双极型晶体管的所述第二集电极的第二输入节点，其中所述第一双极型晶体管、所述第二双极型晶体管、所述第三双极型晶体管以及所述第四双极型晶体管被配置成独立于所述放大电路的所述第一输入节点与所述放大电路的所述第二输入节点之间的电压的差值来减小提供到所述第一输入节点的电流和提供到所述第二输入节点的电流的差值。12.如权利要求9所述的装置，其进一步包括第一输入电阻器，所述第一输入电阻器具有联接到所述第一输入信号的第一末端和联接到所述第一双极型晶体管的所述基极的第二末端，所述第一输入电阻器具有至少0.5MΩ的电阻。13.如权利要求11所述的装置，其中从所述第一输入信号到所述放大电路的输出端的噪声增益至少为50。14.如权利要求9所述的装置，其中：所述第一电流源被配置来将所述第一偏置提供到所述第一发射极和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·格斯滕哈伯，R·詹森，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：