[发明专利]偏移补偿电路及偏移补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及补偿模拟信号处理电路中的输出信号的DC偏移的偏移补偿电路及偏移补偿方法，例如适合于在CD播放机和DVD播放机用的模拟前端信号处理用的LSI等中，输出的DC偏移对动作和性能产生影响的电路。

背景技术

一般，在运算放大器单体中的DC输入偏移由于构成输入的差动级的晶体管的特性的匹配的偏差而产生。晶体管相互间的特性的偏差由晶体管的制造过程而引起，特别是，在MOS晶体管的情况下，仅在制造过程中是难于改善的。

因此，开发出在电路上想办法来补偿DC输入偏移的方法，例如，通过ICL 7650(INTERSIL公司)、MAX 430、432(Maxim公司)、TSC 911、913、914(TSC公司)等而已经产品化。

图9表示补偿运算放大器单体中的DC输入偏移的现有的偏移补偿电路。该电路补偿由PMOS(P沟道型MOS)晶体管MP1，MP2、NMOS(N沟道型MOS)晶体管MN1，MN2，MN4所构成的运算放大器10的DC输入偏移。在向上述运算放大器10输入正向输入信号VPin、反向输入信号VMin以及偏置电压VBIAS，输出输出信号VOUT。在这样的电路构成的运算放大器10中，PMOS晶体管MP1和MP2的特性与NMOS晶体管MN1和MN2的特性的偏差成为产生DC输入偏移的原因。

偏移补偿电路由PMOS晶体管MP3、NMOS晶体管MN3、开关SW1，SW2、放大器11、基准电压生成电路12及电容元件(电容器)C1，C2等所构成。

上述图9所示的电路方式被称为斩波稳定器型放大器。斩波稳定器型放大器为这样的构成：在由晶体管MP1，MP2和晶体管MN1，MN2所构成的通常的差动级上附加由用于检测DC输入偏移的晶体管MP3和MN3所构成的偏移检测级13。

该偏移补偿动作通过按照斩波时钟把两个开关SW1，SW2交替连接到swA侧和swB侧来实现。即，当开关SW1，SW2被连接在swA侧时，向晶体管MN1和MN3输入相同的反向输入信号VMin。而且，通过放大器11来控制晶体管MP1的后栅极，以使晶体管MP3和MN3的输出电平成为与从基准电压生成电路12所输出的基准电压Vr相同的电平。当控制结束时，晶体管MP1和MN1的输出电平成为与晶体管MP3和MN3的输出电平相同的基准电压Vr。

另一方面，当开关SW1，SW2被连接在swB侧时，向晶体管MN2和MN3输入相同的正向输入信号VPin。而且，通过放大器11来控制晶体管MP2的后栅极，以使晶体管MP3和MN3的输出电平成为与基准电压Vr相同的电平。当控制结束时，晶体管MP2和MN2的输出电平成为与晶体管MP3和MN3的输出电平相同的基准电压Vr。

通过交替重复这两个动作，晶体管MP1和MN1的输出电平和晶体管MP2和MN2的输出电平被控制为相同的基准电压Vr上。由此，由各自的DC输入偏移所产生的误差电压作为控制晶体管MP1和MP2的后栅极端子的控制电压的差被吸收，各自的DC输入偏移被补偿。

而且，由于在晶体管MP1和MP2的后栅极端子未被控制的情况下，各自的后栅极端子成为高阻抗状态，因此，为了保持控制电压，而设置电容器C1，C2。

但是，在上述斩波稳定器型放大器中，需要用于检测DC输入偏移的检测级(晶体管MP3，MN3)13、后栅极控制用的放大器11、基准电压生成电路12、用于保持控制电压的电容器C1，C2以及生成斩波时钟的时钟生成电路等作为附加电路。而且，由于斩波时钟产生开关噪声，而不能在较高的频率下使用，必然需要增大用于保持控制电压的电容器C1和C2的电容值。其结果，引起LSI中的芯片尺寸增大的问题。

因此，作为放大器的应用电路，用于具有CD播放机和DVD播放机用的模拟前端信号处理用的LSI等，例如图10所示的模拟信号处理电路。该电路由运算放大器14～17、电阻元件R1～R9、可变电阻元件RV以及电容元件C3～C7等所构成。

在这样的应用电路中，当希望使用上述斩波稳定器型放大器时，需要生成斩波时钟的时钟生成电路可以共同使用的，与在应用电路中所使用的放大器的个数相对应的偏移补偿电路。在这样的应用领域中，作为LSI全体，使用几十个放大器并不少见，因此，使用斩波稳定器型放大器时的电路规模的增大不可避免，特别是，在使用MOS晶体管来实现上述模拟前端信号处理用的LSI等时，会产生很大的问题。