[发明专利]高精度、低噪声的抗辐照运算放大器修调电路及修调方法

说明书

一种高精度、低噪声的抗辐照运算放大器修调电路及修调方法，由启动与偏置电路以及结构相同的两个放大器组成；两个放大器均包括输入级电路、中间级电路和输出级电路；输入级电路采用差分对管结构提高输入阻抗、降低失调电压与温度漂移、建立良好的匹配直流工作点，完成输入电压的缓冲和首级放大；中间级电路采用折叠式共基级共发射级结构提高电压增益及输出摆幅；输出级电路采用参数相同的三极管以推挽的形式输出来扩展内部电流、提高后级驱动能力、增大输出摆幅；输入级电路设置有修调网络，修调网络中包括多个修调压焊点，根据实测值的不同来修调不同的压焊点，本发明采用多晶硅修调代替金属薄膜电阻激光修调，节省了高精度电路的修调成本。

技术领域

本发明属于集成电路领域，涉及高性能运算放大器的加工制造电路及方法，具体涉及一种高精度、低噪声的抗辐照运算放大器修调电路及修调方法。

背景技术

运算放大器在如今的电路系统中随处可见，设计者总希望能设计出在各个方面都具有相当出色性能的运算放大器，比如具有高增益、大输出摆幅、大电流驱动能力、功耗小等“全能”运算放大器，但其实这样理想中的运算放大器很难实现。运算放大器的各个指标存在相互依存及相互矛盾的关系，如使运算放大器具有较小的噪声电压，可能就会牺牲噪声电流或功耗，因此根据各个不同应用要求，如今设计的运算放大器都具有特殊的专用性能。

图1为国外一款高精度、低噪声运算放大器，其启动和偏置电流产生电路如图所示，当电路上电后，通过各支路形成电流通路，使各器件传输一定电流开始正常工作。

电路启动后，通过齐纳二极管Q47、三极管Q48和Q52、电阻R251和R252产生既与电源电压无关又具有较小正温度系数的偏置电流，该电流通过Q43、Q46和Q53被镜像结构提供给两路放大电路使用。输入级采用差分对管结构提高输入阻抗、降低失调电压和温度漂移、建立良好的匹配直流工作点，完成输入电压的缓冲和首级放大。此外，采用输入偏置电流补偿结构，构造了一股与输入基极电流大小相等、方向相反的补偿电流将其抵消，减小输入偏置电流提高输入阻抗，减小噪声对电路的影响，降低运算放大器从信号源吸收的功率。

中间放大级采用折叠式、共基级、共发射级结构以提高放大器的增益和输出摆幅，满足电路整体增益的要求，该级设置了内部补偿电阻电容以确保电路工作的频率稳定性。

输出级采用参数相同的三极管以推挽的形式输出，以扩展内部电流，提高后级驱动能力，增大输出摆幅，此外输出级在短路或过流情况下，具有限流保护功能。

但是为实现电路低噪声、高精度的特点，国外电路采用的是金属薄膜电阻激光修调工艺，由于国内抗辐照双极工艺平台无法实现金属薄膜电阻激光修调工艺，因此，需要发明一种能够实现和标准工艺兼容，且具有低噪声、高精度的运算放大器。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种高精度、低噪声的抗辐照运算放大器修调电路及修调方法，能够兼容现有的抗辐照标准双极工艺，并且大大节约测试成本。

为了实现上述目的，本发明高精度、低噪声的抗辐照运算放大器修调电路由启动与偏置电路以及结构相同的两个放大器组成；所述的两个放大器均包括输入级电路、中间级电路和输出级电路；所述的输入级电路能够完成输入电压的缓冲和首级放大，具有用于提高输入阻抗、降低失调电压与温度漂移、建立匹配直流工作点的差分对管结构；中间级电路具有用于提高电压增益及输出摆幅的折叠式共基级共发射级结构；输出级电路具有能够扩展内部电流、提高后级驱动能力、增大输出摆幅的三极管，三极管的参数相同并以推挽的形式输出；所述的输入级电路具有修调网络，所述的启动与偏置电路以及两个放大器均采用多晶硅电阻搭建。

所述修调网络的修调范围为-200μV～150μV，当电路实际测试值在-225μV～175μV，通过修调网络能够将电路的失调电压修调至-25μV～25μV之间。