[发明专利]基于微电流源的电容误差补偿电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于微电流源电容误差补偿电路，特别涉及一种用于流水线模数转换器的双向调节微电流源电容误差补偿电路。它的直接应用领域是高速高精度流水线模数转换器。

背景技术

流水线模数转换器的一个重要误差来源是每级流水线之间的增益误差。流水线的级间增益误差主要来自两个方面：1）由于制造工艺的影响，采样电容和反馈电容匹配精度有限，造成它们之间的比值不能精确的等于设计值，从而引起级间增益误差。2）每级流水线中的运算放大器的直流增益有限，造成运算放大器在闭环应用时，其输入端并非真正“虚地”，从而引起级间增益误差。

消除或者减小流水线的级间增益误差可以极大的提高流水线模数转换器的静态和动态电路性能。针对上面两种造成级间增益误差的原因，目前的解决方法是在数字域或者模拟域进行误差校正。

在数字域进行误差校正需要设计复杂的校正算法，并且实现校正算法的数字电路需要占用很大的芯片面积，消耗很大的功耗。

在模拟域进行误差校正的传统做法是通过寄生电容对采样电容和反馈电容进行补偿，提高采样电容和反馈电容的匹配精度，从而减小流水线的级间增益误差。如文献1（A 12-Bit 125MSPS ADC With Capacitor Mismatch Trimming，2010 10^th IEEE International Conference On Solid-State and Integrated Circuit Technoligy Proceedings Part1，P216-P218）中的电容修调电路。图1是文献1中的电容修调电路图，其中Cu代表采样电容或者反馈电容中的单位电容，P和N分别是电容的正负两端；C_t1、C_t2、C_t3是金属寄生电容；SW₁、SW₂、SW₃是相应的开关。该电路的工作原理是利用金属寄生电容和相应开关的通断来对单位电容进行补偿，它的优点是使用简单，不需要复杂的算法和控制逻辑。但它的主要缺点是由于金属寄生电容和单位电容是并联关系，只能对需要修调的单位电容容值进行增加，不能对需要修调的单位电容容值进行减小，即只能进行单向的电容误差补偿。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于发明一种可双向调节的微电流源电容误差补偿电路，以克服传统的电容误差补偿电路只能单向修调的问题，使其达到可双向补偿电容匹配误差、使用简单方便的目的。

为实现上述目的，本发明解决上述技术问题所采取的技术方案在于：一种可双向调节的微电流源电容误差补偿电路，它含有：

一个带权重的微电流单元，包括：

PMOS管MP₁、PMOS管MP₂、PMOS管MP₃、NMOS管MN₁、NMOS管MN₂、NMOS管MN₃，其中，MP₁、MP₂、MP₃的栅极均与偏置电压输入端V_B相接，MP₁、MP₂、MP₃的源极均与电源端V_CC相接，MP₁的漏极接MN₁的漏极，MP₂的漏极接MN₂的漏极，MP₃的漏极接MN₃的漏极，MN₁、MN₂、MN₃的源极均与微电流源输出端I_B相接，MN₁的栅极与第一控制信号A₁相接，MN₂的栅极与第二控制信号A₂相接，MN₃的栅极与第三控制信号A₃相接；A₁、A₂、A₃控制的三个电流源按二进制权重1:2:4进行设置；和

一个微电流源电容误差补偿控制单元，包括：