[发明专利]一种混合集成运算放大器失调性能修调方法及其修调结构

说明书

一种混合集成运算放大器失调性能修调方法及其修调结构，属于集成电路领域。包括一级或一级以上运算放大器，运算放大器包括两个失调电压修调端，在第一级运算放大器的两个失调电压修调端分别接入修调电阻网络，根据混合集成运算放大器的电路结构，推导出输出失调电压表达式，在输出失调电压表达式中，设输出失调电压等于零，除用于调节输出失调电压的修调电阻以外，其余电参数均可知定值，由此计算出修调电阻阻值，然后采用激光修调方式对修调电阻进行修调，实现设定精度的修调电阻阻值，从而实现混合集成运算放大器失调性能的修调。解决了修调盲目、修调效率低、产品良率低和占用空间较大的问题。广泛应用于小型化、高精密小信号放大电路中。

技术领域

本发明属于集成电路领域，进一步来说涉及混合集成电路领域，具体来说，涉及一种混合集成运算放大器失调性能修调方法及其修调结构。

背景技术

在由运算放大器组成的多级放大器电路中，由于系统放大倍数高，使得输出失调大，不满足使用要求。

通常单通道运算放大器具有正输入端、负输入端、输出端、电源端、接地端、两个修调端等七个引脚，即正输入端IN+，负输入端IN-，输出端Vout1，接地端GND、电源端VCC和VSS，修调端T11和T12，如图1中U1所示。系统的输入端Vin通过电阻R1接运算放大器U1负输入端，电阻R1同时接电阻R2一端，电阻R2另一端接运算放大器U1的输出端Vout1，由此运算放大器U1与R1、R2形成负反馈。当系统只有一级时，可得运算放大器U1构成的放大器的输出电压Vout1的表达式如下：

Vout1＝Vin*A1+Vos1*A1

上式中A1表示第一级运算放大器U1闭环直流电压放大倍数，Vos1表示第一级运算放大器U1输入失调电压。

当如输入信号Vin为零时，输出电压Vout1即为运算放大器U1构成的闭环系统输出失调电压Voos1，表达式如下：

Voos1＝Vos1*A1

以此类推，当系统由两级或多级构成时，整个系统的输出失调电压为Voosn，表达式如下：

Voosn＝Vos1*A1*A2*...*An+Vos2*A2*A3*...*An+...+Vosn*An

由此可以看出，需要获得满足设计要求的输出失调参数，第一级输出失调对系统的贡献最大，理论上通过对每一级的Tn1和Tn2两个修调端，引入适当的电阻R1C和R2C，实现输出失调电压可调，从而可以获得满足使用要求的失调参数。一般情况对第一级的两个修调端进行修调即可满足要求。在混合集成电路运算放大器的众多参数中，输出失调电压的大小是衡量整个运算放大器的关键参数，表现为输出失调电压越小越好。

运算放大器修调端Tn1和Tn2的电路连接如图2所示。

传统的修调方法为：整个运算放大器在一块PCB上完成相应的焊接后，通过上电测试输出失调参数，来回更换运算放大器修调端Tn1和Tn2的修调电阻R1c和R2c，使得整个运算放大器输出失调满足系统应用要求。

此方法在空间不受限的情况下虽然可以使用，但是比较费时。在R1c和R2c上的选择具有盲目性，一般需要外接滑动变阻器来确定修调电阻值，同时由于受限于电阻阻值为标称电阻，应用受到一定程度的限制。

为满足装备小型化、集成化、多功能化发展需求，提高装备可靠性，多数整机系统包括所用到的电子元器件都需要同步小型化。为此，把一些电子元器件通过混合集成的方式集成在一起，形成一个小型化的新型器件，以满足系统使用要求。如低失调运算放大器，就从传统的分别封装的分离器件更改为单一封装形式的器件。由此产生的问题是：由于混合集成电路内部修调方法单一、工序复杂，大部分器件直接混合集成在一起，而不能事先进行修调，导致产品合格率较低。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容