[发明专利]一种基于调节有源负载的低失调运算放大器

说明书

一种基于调节有源负载的低失调运算放大器，包括运算放大器模块、比较器模块、逻辑控制单元和四位逐次逼近寄存器；比较器模块同相输入端接运算放大器模块的检测电压Vdec，反相输入端接VDD/2；逻辑控制单元的输入端接比较器模块的输出端；四位逐次逼近比较寄存器连接逻辑控制单元的输出端，四位逐次逼近比较寄存器的输出端口为a0、a1、a2和a3四个端口，用来调整串联在有源负载一边的晶体管的数目。本发明运放的设计增加了检测级，避免在校正失调时，输出端电平不确定的跳变，影响用户使用。

技术领域

本发明属于CMOS工艺集成电路领域，具体涉及一种基于调节有源负载的低失调运算放大器。

背景技术

因为集成电路制造工艺中每一道工序的不确定性，所制备的运算放大器不可避免的存在着失调电压的问题。采用双极性晶体管工艺设计的运算放大器，其失调电压都能够达到较为理想的效果，但双极性晶体管器件的功耗大、成本高，因此很少采用。当今主流的生产工艺为CMOS工艺，具有低成本、低功耗、高集成度的特点。但基于CMOS工艺所设计的运算放大器，其运放失调的经典值为10mV左右，在很多应用场合中都无法被容忍。运算放大器的失调电压有两个分量：一个是系统失调，这是由于电路中器件尺寸设置不合理或偏置条件导致的失调；另一个是随机失调电压，这是制造工艺不可避免的随机误差导致的失调。为了得到更好的匹配性来降低放大器的随机失调，低失调的运算放大器通常使用大尺寸的输入管和大尺寸的有源负载，但带来了额外的电容并且需要消耗非常大的面积。

本发明提出了一种新颖的CMOS运算放大器失调校正技术，以调整有源负载的沟道长度的方式来提高其对称性，有效的解决了运算放大器的失调问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于调节有源负载的低失调运算放大器，解决运算放大器失调的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于调节有源负载的低失调运算放大器，包括运算放大器模块、比较器模块、逻辑控制单元和四位逐次逼近寄存器；比较器模块同相输入端接运算放大器模块的检测电压Vdec，反相输入端接VDD/2；逻辑控制单元的输入端接比较器模块的输出端；四位逐次逼近比较寄存器连接逻辑控制单元的输出端，四位逐次逼近比较寄存器的输出端口为a0、a1、a2和a3四个端口，用来调整串联在有源负载一边的晶体管的数目。

进一步的，运算放大器模块分为三个部分：增益级、检测级和输出级；