[发明专利]一种灵敏放大器

说明书

本发明涉及一种灵敏放大器，包括：失调检测电路和灵敏放大电路；所述灵敏放大电路将SRAM存储阵列的位线上的压差信号放大并进行输出；所述失调检测电路的输入端连接第一预充电压、第一使能电压、输入信号控制电压；所述失调检测电路的失调检测输入端和失调检测输出端与所述灵敏放大电路相连；所述放大电路的输入端连接第二预充电压、第二使能电压、位线输入控制电压。本发明提供的灵敏放大器，在原来两条电流支路的基础上额外增加了两条失调补偿支路，灵敏放大电路内部节点的压差经失调检测电路进行放大后，将放大后的信号传输至补偿支路的栅端，从而减少或消除输入失调电压。

技术领域

本发明涉及一种灵敏放大器，具体涉及一种适用于静态随机存储器（StaticRandom Access Memory，SRAM）中数据读出模块灵敏放大器（Sense Amplifier，SA），特别涉及用于补偿和消除输入失调电压（Offset Voltage）的影响、提高灵敏度的灵敏放大器，属于集成电路设计技术领域。

背景技术

目前被业内广泛使用的锁存器型差分灵敏放大器，不仅结构简单，而且正反馈结构使位线间的压差被快速放大。

其电路基于全差分放大器进行设计，输入输出节点共用，且输出电位能低至零电平，高至供电电压。核心结构为交叉耦合的反相器，起到数据锁存的作用；供电用的电流源由单级NMOS管实现；通过增加一组共栅PMOS管，可以将内部节点置位至供电电位。由于差分结构的原因，不可避免的引入输入失调电压，而且工艺节点越小，电路失调越严重。

降低灵敏放大器的失调电压是新型灵敏放大器的重要设计指标。目前常用的手段有以下几种：第一种方法利用热载流子注入（Hot Carrier Injection）校准手段，通过调节某个晶体管的阈值电压，使相邻的差分对管匹配；但是芯片测试成本较高、不稳定性因素偏多，而且电路可能出现电学特性退化的现象。第二种方法利用内建自测（Built-in self-test，BIST）原理，内置多组相同尺寸的灵敏放大器，分别对各组进行测试，测试完成后仅有其中一组工作，缺点是外围控制电路较为复杂。第三种方法利用衬底电压偏置调制效应的原理，通过调节衬底电平值来减小阈值电压的失配，但该方法提高了灵敏放大器电路对衬底偏置电压的精度要求，使电路的实现难度提高。

中国电子科技集团公司第五十八研究所在2018年申请的专利（申请号：CN201822236118.0）的技术方案中，通过引入锁存器型灵敏放大器，作为输入失调自调整控制电路；根据失调信息产生对应的调整控制信号，实现灵敏放大过程中两个内部节点放电速度的平衡，来降低失调电压。虽然降低了失调电压，提高了灵敏度；但是引入的失调自调整控制电路检测失调的时间较长，实际上并没有在数据读出速度上做出大幅的改善，而且灵敏放大电路电源到地之间MOS管级数太多，输出电压余量较小。

发明内容

本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种基于线性电流反馈原理进行失调补偿的电压型灵敏放大器。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种灵敏放大器，包括：失调检测电路和灵敏放大电路；所述灵敏放大电路将SRAM存储阵列的位线上的压差信号放大并进行输出；所述失调检测电路的输入端连接第一预充电压、第一使能电压、输入信号控制电压；所述失调检测电路的失调检测输入端和失调检测输出端与所述灵敏放大电路相连；所述灵敏放大电路的输入端连接第二预充电压、第二使能电压、位线输入控制电压。