[发明专利]放大器及提高放大器精度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，特别是涉及一种放大器及提高放大器精度的方法。

背景技术

放大器是目前电子行业广泛使用的通用模拟器件之一，它大量地以集成电路的形式应用在工业控制系统、仪器仪表、医疗设备、安防监控、通讯、汽车、航空航天及家用电器等领域。放大器的主要技术指标之一，输入失调电压（input offset voltage），直接影响上述设备和系统的精度指标。失调电压越小，设备或系统的总体精度越高。

通用放大器的失调电压主要是由于其内部器件失配（mismatch）、芯片封装产生的芯片表面压力（stress）造成的，普通精度的通用放大器的失调电压一般在几个毫伏的量级。为了减小失调电压，通常的解决办法是在芯片加工过程中利用激光（laser trimming）或熔丝（fuse）等技术，通过修改内部电路的办法对失调电压进行调整。通过对内部电路修调可以将失调电压降低到几百微伏的量级（1毫伏等于1000微伏）。

针对放大器的失调电压，芯片生产厂家一般会在芯片封装之前，在晶圆（wafer）上利用激光或熔丝等技术对每个芯片（die）进行永久性的修改和调整（trimming）。激光修调所需要的特殊设备十分昂贵，能提供该服务的代工厂很少，因而该技术仅为世界上少数芯片公司采用。通过熔丝修调不需要特殊的激光切割设备，但需要在探针台（wafer probe station）上进行，并需要在芯片上预留出相应的探针接触点，增加了芯片面积，不适合要求修调分辨率高、熔丝数量多的高精度产品。

上述在晶圆上进行修调的方法不仅提高了芯片成本，而且由于增加了生产工序，生产周期会大幅增加，影响到芯片的供货周期。该方法的另一个缺陷是，修调好的芯片的失调电压经过封装后会再次变大，原因是封装材料会在芯片表面施加不对称的压力，而且该压力会随温度、湿度、时间等环境条件发生变化。因此，通过在芯片加工过程中对失调电压进行修调来提高放大器的精度，最终结果不是十分理想。由于生产成本高、生产周期长和精度不高，上述修调方法仅被少数放大器产品所采用。

发明内容

基于此，有必要提供一种成本较低但精度很高的放大器及提高放大器精度的方法。

一种放大器，包括第一放大器与第二放大器，所述第一放大器的输出端与所述第二放大器的输入端相连，所述放大器还包括产生时钟信号的时钟振荡电路、根据时钟信号发出相应控制信号的时序和逻辑电路、根据时序和逻辑电路所产生的控制信号对所述放大器的输出结果进行存储的存储器、根据时序和逻辑电路所产生的控制信号对所述放大器的工作状态进行选择的多路开关控制电路及根据存储器的存储状态对第一放大器的输出进行不同补偿的误差补偿电路，所述时序和逻辑电路在时钟振荡电路产生的时钟信号的控制下控制多路开关控制电路选择放大器的工作状态，所述存储器存储所述工作状态下的放大器的输出信号，所述误差补偿电路根据所述存储器的存储状态对所述第一放大器的输出进行误差补偿。

在其中一个实施例中，所述放大器还包括将存储器与时序和逻辑电路清零的加电复位电路。

在其中一个实施例中，所述第二放大器为多级放大器。

在其中一个实施例中，所述放大器的第一放大器的输入端与放大器外部输入之间、第一放大器的输入端与电源之间及第二放大器的输出端与放大器的外部输出之间设有控制开关，所述控制开关在所述多路开关控制电路的控制下选择放大器的工作状态。

在其中一个实施例中，所述误差补偿电路包括多个对第一放大器的输出进行电流补偿的电流源，所述多个电流源具有不同的电流值。

在其中一个实施例中，所述第二放大器还包括控制所述第二放大器的频率补偿电路导通与断开的开关，所述开关控制电路控制所述第二放大器的频率补偿电路的导通与断开。

在其中一个实施例中，所述放大器还包括以所述第一放大器的输出或第二放大器的其中一级的输出为输入的辅助放大器，所述辅助放大器的器件尺寸比所述第二放大器的器件尺寸小，所述存储器存储所述辅助放大器的输出结果。

在其中一个实施例中，所述辅助放大器与所述第二放大器的电路结构相同。

在其中一个实施例中，所述放大器的第一放大器的输入端与放大器外部输入之间、第一放大器的输入端与电源之间、第一放大器的输出与第二放大器的输入之间及第一放大器的输出与辅助放大器的输入之间设有控制开关，所述控制开关在所述多路开关控制电路的控制下选择放大器的工作状态。

在其中一个实施例中，所述存储器为静态存储器。