[发明专利]用于减小随时间的输出电压漂移的自动调零放大器

说明书

本发明题为用于减小随时间的输出电压漂移的自动调零放大器。根据一个方面，一种自动调零放大器包括主放大器，连接到该主放大器的次级放大器，包括第一开关和第二开关的多个开关，以及泄漏控制电路。

背景技术

当在运算放大器的输入之间施加零电压时，输出电压为零。然而，在实际放大器中，当迫使输入为零时，导致运算放大器内的组件不完全匹配的过程变化可导致正输出电压或负输出电压。输出电压的幅值可与运算放大器的开环增益成比例，并且可被称为偏移电压。为了减小偏移电压的影响，放大器可使用自动调零技术。然而，在一些常规自动调零技术中，输出电压可随时间而漂移。

发明内容

根据一个方面，一种自动调零放大器包括主放大器，连接到主放大器的次级放大器，包括第一开关和第二开关的多个开关以及耦接在该第一开关和该次级放大器的第一输入之间的泄漏控制电路。该泄漏控制电路耦接在该第二开关与该次级放大器的第二输入之间。该泄漏控制电路被配置为响应于该第一开关被停用而保持该第一开关两端的第一电压降，并且响应于该第二开关被停用而保持该第二开关两端的第二电压降，使得该第一电压降和该第二电压降之间的差值小于阈值。

附图说明

图1A示出了根据一个方面的减小电压漂移的自动调零放大器。

图1B示出了根据一个方面的将自动调零循环应用于自动调零放大器的自动调零功能的启用的示例以及在保持阶段操作自动调零放大器的自动调零功能的停用的示例。

图2A示出了根据一方面的自动调零放大器。

图2B示出了根据一个方面的自动调零放大器在自动调零阶段的示例。

图2C示出了根据一个方面的自动调零放大器在保持阶段的示例。

图3示出了根据一个方面的具有自动调零放大器的带隙基准电路。

图4示出了根据一个方面的具有自动调零放大器的模数转换器电路。

图5示出了根据一个方面的具有自动调零放大器的电压测量电路。

图6示出了描绘根据一方面的放大器的仿真结果的曲线图。

图7示出了描绘根据一个方面的使用自动调零放大器的带隙基准电路的仿真结果的曲线图。

图8示出了根据一个方面的描绘用于使用自动调零放大器缓冲内部电压的仿真结果的曲线图。

图9示出了根据一个方面的描绘用于减小电压漂移的自动调零放大器的示例操作的流程图。

具体实施方式

本公开提供了一种减小随时间的电压漂移的自动调零放大器。自动调零放大器包括主放大器、次级放大器、输出放大器和泄漏控制电路。另外，自动调零放大器包括多个开关，其中该多个开关使得自动调零放大器能够在自动循环阶段和保持阶段之间转换。例如，自动调零放大器根据多个自动调零循环启用自动调零功能以操作自动调零放大器，其中每个自动调零循环包括自动调零阶段和保持阶段。一般来讲，主放大器的电压偏移在自动调零阶段中由次级放大器测量，并且从保持阶段中主放大器的输出中减去电压偏移。在一些示例中，自动调零放大器由有限数量的自动调零循环驱动，这允许输出电压基本上无噪声(或完全无噪声)。在一些示例中，在自动调零放大器由有限数量的自动调零循环驱动之后，自动调零功能被停用，并且自动调零放大器可在保持阶段执行持续一定时间段。

在自动调零功能被禁用之后，并且如果保持阶段长于阈值时间段，由于第一开关和第二开关(例如，第一开关和第二开关可用于在自动调零阶段和保持阶段之间转换)的泄漏不匹配(例如，漏极-源极泄漏)，次级放大器的输入处的两个电压可开始表现出其值之间的差异。在一些示例中，该不匹配可由第一开关(其连接到反馈回路上的输出放大器的输出)和第二开关(其连接到基准电压)两端的不同电压降引起。第一开关和第二开关的泄漏不匹配可导致电压偏移随时间而改变，从而导致输出电压的漂移。