[发明专利]用于高阻抗缓冲器的交流联接斩波器信号

说明书

本发明公开了一种使用斩波稳定的放大器接收直流或低频输入信号的技术，所述技术包括：使用斩波器时钟信号将输入信号斩波，以产生已斩波的输入信号。输入信号具有第一电压范围，且斩波器时钟信号具有第二电压范围。斩波器时钟信号在斩波器时钟信号的周期内具有峰到峰电压。峰到峰电压小于第一电压范围并且小于第二电压范围。输入信号的频率比斩波器时钟信号的频率小至少一个数量级。第二电压范围可以大于或等于第一电压范围。该技术可以包括基于电压参考信号和具有第一电压范围的输出信号生成偏置信号。

技术领域

本申请涉及集成电路，并且更具体地涉及包括输入放大器的集成电路。

背景技术

在传统的集成电路应用中，输入信号可以具有目标电压范围内的任何电压，范围从最小电压(例如，接地电压(即，0V))到最大输入电压(例如，在低功率应用2.5V)。然而，例如，由于偏置误差和晶体管失配，输入放大器通常具有电压偏移或其他低频噪声。参考图1，输入放大器100是传统的反相放大器拓扑，其增益由电阻R₂与电阻R₁的比率确定。如果配置为示例性应用的单位增益级，则电阻R₁和电阻R₂各自为例如10k欧姆。如果输入放大器100具有大的开环增益A，那么输入端子处的电压摆动V_x相对较小。即使输入V_IN的信号摆动很大并且输出V_OUT产生的信号摆动很大，节点a和b也有相对较小的电压变化。斩波稳定(chopper-stabilization)是一种通过在放大器的输入节点处斩波(chopping)直流(DC)或低频输入信号来减少直流偏移的技术，以产生缓冲或放大的高频信号，并在输出节点处再次斩波，以将信号返回到直流或低频格式输出信号。该技术将偏移和低频噪声转换为可在输出端滤除的高频信号部分。

在传统的集成电路制造工艺中，低压晶体管具有指定的最大电压(例如，2V)，其可以在晶体管的栅极氧化物上下降(例如，栅极到源极电压、栅极到漏极电压，或栅极到体电压)，超过该电压，栅极氧化物通过击穿(break down)或通过减少栅极氧化物的寿命而降级，直到栅极氧化物击穿。该指定的最大电压在本文中称为击穿电压(breakdown voltage)或降级电压(degradation voltage)。一些半导体制造工艺包括额外的晶体管类型。参照图2，例如，高压晶体管204具有比低压晶体管202的栅极氧化物(由线表示)更厚的栅极氧化物(如符号中的矩形栅极所示)。高压晶体管204具有比低压晶体管202的降级电压(例如，+/-2V)更高的降级电压(例如，+/-5V)。高压晶体管还具有超过相应低压晶体管的阈值电压(例如，对于低压n型晶体管206，V_th＝0.5V；以及对于低压p型晶体管208，V_th＝-0.5V)的阈值电压(例如，对于高压n型晶体管210，V_th＝1V；对于高压p型晶体管212，V_th＝-1V)。