[发明专利]一种预放大器通过控制延时的失调校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及模拟电路预放大器，特别是涉及一种预放大器的失调校正方法。

背景技术

预放大器的电路结构图如图1所示，包括第一PMOS晶体管MP1，第二PMOS晶体管MP2，第三NMOS晶体管MN3，第四NMOS晶体管MN4和第五NMOS晶体管MN5。其中，第一PMOS晶体管MP1的栅极连接控制信号CLKP，第一PMOS晶体管MP1的源极连接电源VDD，第一PMOS晶体管MP1的漏极和第三NMOS晶体管MN3的漏极相连，相连端输出放大器的反向输出电压Voutn；第二PMOS晶体管MP2的栅极连接控制信号CLKP，第二PMOS晶体管MP2的源极连接电源VDD，第二PMOS晶体管MP2的漏极和第四NMOS晶体管MN4的漏极相连，相连端输出放大器的正向输出电压Voutp；第三NMOS晶体管MN3的源极与第五NMOS晶体管MN5的漏极相连，第三NMOS晶体管MN3的栅极连接正向输入电压Vinp；第四NMOS晶体管MN4的源极与第五NMOS晶体管MN5的漏极相连，第四NMOS晶体管MN4的栅极连接反向输入电压Vinn；第五NMOS晶体管MN5的源极接地GND，第五NMOS晶体管MN5的栅极连接控制信号CLKP。驱动第一PMOS晶体管MP1、第二PMOS晶体管MP2以及第五NMOS晶体管MN5的控制信号CLKP的时序图如图2所示，其根据预放大器工作的时钟信号CLK产生，频率与时钟信号CLK的频率相同，幅度起始值为0，稳态值为电源电压值VDD。控制信号产生电路中t1时刻输入时钟信号CLK，则延迟一小段时间t2时刻后，开始产生控制信号CLKP。

该预放大器工作时，预放大器在控制信号CLKP的驱动下，电路中出现电流，完成对输入信号（正向输入电压Vinp减去反向输入电压Vinn）的放大。工作时，第一PMOS晶体管MP1和第二PMOS晶体管MP2作为负载管，第三NMOS晶体管MN3和第四NMOS晶体管MN4作为输入管，第五NMOS晶体管MN5作为提供偏置电流的偏置管。电路如果左支路（MP1- MN3支路）与右支路（MP2- MN4支路）两边完全对称，则当输入相等的正向输入电压Vinp和反向输入电压Vinn时，电路中左右两边流过电流相等，电路中正向输出电压Voutp等于反向输出电压Voutn，此时电路中不存在失调。然而，实际情形下，电路左右不可能完全对称，电路中元器件的失配例如第一PMOS晶体管MP1与第二PMOS晶体管MP2的尺寸不相等，或者第三NMOS晶体管MN3与第四NMOS晶体管MN4的尺寸不相等，这些因素均会导致放大器中出现失调电压，当输入电压Vinp=Vinn时，左右两边流过的电流不相等，输出电压中Vinp不等于Vinn。出现失调后会降低预放大器对输入信号的分辨能力。如预防大器作为动态比较器的一部分，则进而降低了动态比较器对输入信号的分辨能力。

为了校正预防大器中存在的失调电压，可以在预放大器的输出节点Voutp和Voutn连接可控电容器阵列，通过调节电容器阵列电容的大小降低失调电压。也可以在输入管第三NMOS晶体管MN3和第四NMOS晶体管MN4的两端并联MOS管，通过调节MOS管的栅极偏置电压降低失调电压。然而这两种降低失调电压的方法中，连接在预放大器输出节点的可控电容器或者并联在输入管两侧的MOS管都会对输出电压Voutp和Voutn产生负载效应，从而降低预放大器的速度。如预防大器作为动态比较器的一部分，则进而会降低比较器的速度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种预放大器通过控制延时的失调校正方法，能对预放大器中的失调电压进行校正，同时不会对输入端电压造成负载效应。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：