CN112600521B - 用于放大器失调电压修调的开关电路、修调电路和放大器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于放大器失调电压修调的开关电路、修调电路和放大器。用于放大器失调电压修调的开关电路用于控制放大器的工作状态；其中，第一开关电路的第一端接入第一输入信号；第一开关电路的第二端与放大模块的第一输入端电连接；第二开关电路的第一端接入第二输入信号，第二开关电路的第二端与放大模块的第二输入端电连接；第一短接电路连接在放大模块的两个输入端之间，接入第一电源信号；第二短接电路连接在放大模块的两个输入端之间，接入第二电源信号。其中，第一电源信号与第二电源信号的电位大小不同。本发明实施例可以提高放大器失调电压的修调精度。

Description

用于放大器失调电压修调的开关电路、修调电路和放大器

技术领域

本发明实施例涉及放大器技术领域，尤其涉及一种用于放大器失调电压修调的开关电路、修调电路和放大器。

背景技术

目前，放大器被广泛地应用在工业控制***、仪器仪表、医疗设备、安防监控、通讯、汽车等领域。理想情况下，当一个放大器的两个输入端电压相同时，无论其增益多少，输出电压应始终为零。但实际上，由于制造工艺等问题，此种情况下放大器的输出并不为零。使输出电压为零时的两输入端电压之差即为运放的失调电压（Offset voltage，Vos）。

失调电压的存在，直接影响应用放大器的设备或***的精度指标。因此，降低失调电压在高精度电路***设计中十分重要。一般的，为了减小失调电压，通常的解决办法是在芯片加工过程中利用激光或熔丝等技术，通过修改内部电路的办法调整失调电压。但上述方法的工序复杂，设备昂贵，且芯片加工完成后，失调电压会再次发生变化。因此，现有的失调电压的修调方法存在精度低的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于放大器失调电压修调的开关电路、修调电路和放大器，以提高放大器失调电压的修调精度。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于放大器失调电压修调的开关电路，其特征在于，所述开关电路用于控制所述放大器的工作状态；所述开关电路包括：第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、第一开关电路、第二开关电路、第一短接电路和第二短接电路；

所述第一开关电路的第一端为所述开关电路的第一输入端，接入第一输入信号；所述第一开关电路的第二端为所述开关电路的第一输出端，与放大模块的第一输入端电连接；所述第二开关电路的第一端为所述开关电路的第二输入端，接入第二输入信号；所述第二开关电路的第二端为所述开关电路的第二输出端，与所述放大模块的第二输入端电连接；

所述第一短接电路的第一端与所述第一开关电路的第二端电连接，所述第一短接电路的第二端接入第一电源信号，所述第一短接电路的第三端与所述第二开关电路的第二端电连接；所述第二短接电路的第一端与所述第一开关电路的第二端电连接，所述第二短接电路的第二端接入第二电源信号，所述第二短接电路的第三端与所述第二开关电路的第二端电连接；其中，所述第一电源信号与所述第二电源信号的电位大小不同。

可选地，所述放大器的工作状态包括：

正常工作状态，在所述正常工作状态下，所述第一开关电路和所述第二开关电路导通，所述第一短接电路和所述第二短接电路断开；

第一型输入管修调状态，在所述第一型输入管修调状态下，所述第一开关电路、所述第二开关电路和所述第一短接电路断开，所述第二短接电路导通；

第二型输入管修调状态，在所述第二型输入管修调状态下，所述第一开关电路、所述第二开关电路和所述第二短接电路断开，所述第一短接电路导通。

可选地，所述第一开关电路包括：第一晶体管；所述第一晶体管的栅极接入第一控制信号，所述第一晶体管的第一极为所述第一开关电路的第一端，所述第一晶体管的第二极为所述第一开关电路的第二端；

所述第二开关电路包括：第二晶体管；所述第二晶体管的栅极接入第二控制信号，所述第二晶体管的第一极为所述第二开关电路的第一端，所述第二晶体管的第二极为所述第二开关电路的第二端。

可选地，所述第一晶体管与所述第二晶体管的极性相同，所述第一控制信号复用为所述第二控制信号。

可选地，所述第一开关电路还包括第三晶体管；所述第三晶体管的第一极与所述第一晶体管的第一极电连接，所述第三晶体管的第二极与所述第一晶体管的第二极电连接，所述第三晶体管的栅极接入第三控制信号；其中，所述第一晶体管和所述第三晶体管的极性不同；

所述第二开关电路还包括第四晶体管；所述第四晶体管的第一极与所述第二晶体管的第一极电连接，所述第四晶体管的第二极与所述第二晶体管的第二极电连接，所述第四晶体管的栅极接入第四控制信号；其中，所述第二晶体管和所述第四晶体管的极性不同。

可选地，所述第一开关电路还包括第五晶体管、第六晶体管和第七晶体管；

所述第五晶体管的栅极接入所述第一控制信号；所述第五晶体管的第一极分别与所述第一晶体管的第二极、所述第六晶体管的第一极和所述第七晶体管的第一极电连接；所述第五晶体管的第二极接入参考电压信号；所述第六晶体管的栅极接入所述第一控制信号；所述第六晶体管的第二极与所述第七晶体管的第二极电连接，并作为所述第一开关电路的第二端；所述第七晶体管的栅极接入所述第三控制信号；所述第一晶体管和所述第六晶体管的极性相同；所述第三晶体管、所述第五晶体管和所述第七晶体管的极性相同；

所述第二开关电路还包括第八晶体管、第九晶体管和第十晶体管；

所述第八晶体管的栅极接入所述第二控制信号；所述第八晶体管的第一极分别与所述第二晶体管的第二极、所述第九晶体管的第一极和所述第十晶体管的第一极电连接；所述第八晶体管的第二极接入所述参考电压信号；所述第九晶体管的栅极接入所述第二控制信号；所述第九晶体管的第二极与所述第十晶体管的第二极电连接，并作为所述第二开关电路的第二端；所述第十晶体管的栅极接入所述第四控制信号；所述第二晶体管和所述第九晶体管的极性相同；所述第四晶体管、所述第八晶体管和所述第十晶体管的极性相同。

可选地，所述第一短接电路包括：第十一晶体管和第十二晶体管；

所述第十一晶体管的栅极接入第五控制信号；所述第十一晶体管的第一极为所述第一短接电路的第一端；所述第十一晶体管的第二极与所述第十二晶体管的第二极电连接，并作为所述第一短接电路的第二端；所述第十二晶体管的栅极接入所述第五控制信号；所述第十二晶体管的第一极为所述第一短接电路的第三端；所述第十一晶体管和所述第十二晶体管的极性相同。

可选地，所述第二短接电路包括：第十三晶体管和第十四晶体管；

所述第十三晶体管的栅极接入第六控制信号；所述第十三晶体管的第一极为所述第二短接电路的第一端；所述第十三晶体管的第二极与所述第十四晶体管的第二极电连接，并作为所述第二短接电路的第二端；所述第十四晶体管的栅极接入所述第六控制信号；所述第十四晶体管的第一极为所述第二短接电路的第三端；所述第十三晶体管和所述第十四晶体管的极性相同。

第二方面，本发明实施例还提供了一种修调电路，包括：控制电路、补偿电路和如本发明任意实施例所提供的用于放大器失调电压修调的开关电路；

所述控制电路与所述开关电路电连接，以及所述控制电路与所述补偿电路电连接；所述补偿电路分别与所述放大模块的第一输入端、所述放大模块的第二输入端和所述放大模块的输出端电连接。

第三方面，本发明实施例还提供了一种放大器，包括：如本发明任意实施例所提供的修调电路。

本发明实施例所提供的用于放大器失调电压修调的开关电路，设置有第一开关电路和第二开关电路，可以控制放大模块与第一输入信号和第二输入信号之间的连接状态。例如在对放大器进行修调时，断开放大模块与两输入信号的连接。同时，该开关电路中设置有第一短接电路，连接有第一电源信号；以及第二短接电路，连接有第二电源信号。由于第一电源信号与第二电源信号的电位大小不同，当第一短接电路将放大模块的两输入端短接到第一电源信号时，放大模块内一种极性的晶体管导通，修调电路可以进行对该类晶体管引起的失调电压的修正；当第二短接电路将放大模块的两输入端短接到第二电源信号时，放大模块内的另一种极性的晶体管导通，修调电路可以进行对该类晶体管引起的失调电压的修正。两类晶体管在导通时引起的失调电压不同，因此，本发明实施例可以实现对放大模块中不同极性晶体管的分别修调，提高了放大器失调电压的修调精度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种用于放大器失调电压修调的开关电路的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种放大模块的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种用于放大器失调电压修调的开关电路的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种用于放大器失调电压修调的开关电路的控制时序示意图；

图5是本发明实施例提供的一种开关电路在第二型输入管修调状态下的等效电路示意图；

图6是本发明实施例提供的一种开关电路在第二型输入管修调状态下的简化等效电路示意图；

图7是本发明实施例提供的又一种用于放大器失调电压修调的开关电路的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的另一种开关电路在第二型输入管修调状态下的等效电路示意图；

图9是本发明实施例提供的另一种开关电路在第二型输入管修调状态下的简化等效电路示意图；

图10是本发明实施例提供的一种修调电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供了一种用于放大器失调电压修调的开关电路。图1是本发明实施例提供的一种用于放大器失调电压修调的开关电路的结构示意图。如图1所示，开关电路10包括：第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、第一开关电路110、第二开关电路120、第一短接电路130和第二短接电路140。

其中，第一开关电路110的第一端为开关电路10的第一输入端，接入第一输入信号VIP_PIN；第一开关电路110的第二端为开关电路10的第一输出端，与放大模块20的第一输入端电连接；第二开关电路120的第一端为开关电路10的第二输入端，接入第二输入信号VIN_PIN；第二开关电路120的第二端为开关电路10的第二输出端，与放大模块20的第二输入端电连接。第一短接电路130的第一端与第一开关电路110的第二端电连接，第一短接电路130的第二端接入第一电源信号VDD，第一短接电路130的第三端与第二开关电路120的第二端电连接；第二短接电路140的第一端与第一开关电路110的第二端电连接，第二短接电路140的第二端接入第二电源信号VSS，第二短接电路140的第三端与第二开关电路120的第二端电连接；其中，第一电源信号VDD与第二电源信号VSS的电位大小不同。

放大模块20用于将其第一输入端输入的信号和第二输入端输入的信号的差值放大，转换为输出信号Vout输出。理想状态下，如果放大模块20的两个输入端电压完全相同，输出信号Vout应为0V。实际上，还必须在输入端施加小差分电压，强制输出信号Vout达到0V。该小差分电压称为失调电压Vos，通用的运算放大器（即放大模块20）的失调电压Vos通常在几个毫伏，使得放大模块20在工作时，特别是在精密运放或是用于直流放大时，会产生很大的误差。因此，需要对失调电压Vos进行修调。

开关电路10用于控制放大器的工作状态（比如控制放大器是否处于修调状态）。具体地，第一开关电路110用于控制放大模块20的第一输入端与第一输入信号VIP_PIN的连接状态；可选地，第一开关电路110可以由晶体管等开关器件构成。第二开关电路120用于控制放大模块20的第二输入端与第二输入信号VIN_PIN的连接状态；可选地，第二开关电路120可以由晶体管等开关器件构成。第一短接关电路130用于控制放大模块20的第一输入端与第二输入端是否短接到第一电源信号VDD；可选地，第一短接电路130可以由晶体管等开关器件构成。第二短接关电路140用于控制放大模块20的第一输入端与第二输入端是否短接到第二电源信号VSS；可选地，第二短接电路140可以由晶体管等开关器件构成。

本发明实施例所提供的用于放大器失调电压修调的开关电路，设置有第一开关电路110和第二开关电路120，可以控制放大模块20与第一输入信号VIP_PIN和第二输入信号VIN_PIN之间的连接状态。例如在对放大器进行修调时，断开放大模块20与两输入信号的连接。同时，该开关电路10中设置有第一短接电路130，连接有第一电源信号VDD；以及第二短接电路140，连接有第二电源信号VSS。由于第一电源信号VDD与第二电源信号VSS的电位大小不同，当第一短接电路130将放大模块20的两输入端短接到第一电源信号VDD时，放大模块20内一种极性的晶体管导通，修调电路可以进行对该类晶体管引起的失调电压的修正；当第二短接电路140将放大模块20的两输入端短接到第二电源信号VSS时，放大模块20内的另一种极性的晶体管导通，修调电路可以进行对该类晶体管引起的失调电压的修正。两类晶体管在导通时引起的失调电压不同，因此，本发明实施例可以实现对放大模块20中不同极性晶体管的分别修调，提高了放大器失调电压的修调精度。

图2是本发明实施例提供的一种放大模块的结构示意图。上述各实施例示例性地给出了开关电路10的作用，下面，结合图2，对放大器的工作状态进行具体说明。

首先，参见图2，放大模块20包括输入单元210和输出单元220。输入单元210的第一输入端为放大模块20的第一输入端，输入单元210的第二输入端为放大模块20的第二输入端，输出单元220的输出端为放大模块20的输出端。在输入单元210中，第一P型晶体管MP1和第二P型晶体管MP2均为第一型输入管，二者构成第一输入对管组，二者的第一极均通过第一电流源I1接入第一电源信号VDD，第二极均与输出单元220电连接。第一N型晶体管MN1和第二N型晶体管MN2均为第二型输入管，二者构成第二输入对管组，二者的第一极均通过第二电流源I2接入第二电源信号VSS，第二极均与输出单元220电连接。第一P型晶体管MP1的栅极和第一N型晶体管MN1的栅极均接入开关电路10的第一输出信号VIP_INT；第二P型晶体管MP2的栅极和第二N型晶体管MN2的栅极均接入开关电路10的第二输出信号VIN_INT。

由于在放大模块20中，由P型对管和N型对管引起的失调电压Vos不同，因此，需要对P型对管和N型对管分别进行修调。因此，放大器的工作状态包括：正常工作状态、第一型输入管修调状态和第二型输入管修调状态。下面以第一电源信号VDD为高电平，第二电源信号VSS为低电平为例进行解释。

在正常工作状态下，第一开关电路110和第二开关电路120导通，第一短接电路130和第二短接电路140断开；开关电路10将其第一输入信号VIP_PIN传输至第一输出端，作为第一输出信号VIP_INT输出给放大模块20；开关电路10将其第二输入信号VIN_PIN传输至第二输出端，作为第二输出信号VIN_INT输出给放大模块20；也就是说，放大模块20直接对放大器接入的两个输入信号进行处理并输出，放大器正常工作。

在第一型输入管修调状态下，第一开关电路110、第二开关电路120和第一短接电路130断开，第二短接电路140导通；开关电路10将放大模块20的两个输入端短接到第二电源信号VSS，也就是开关电路10的第一输出信号VIP_INT和第二输出信号VIN_INT均为低电平。因此，放大模块20的输入单元210中，第一P型晶体管MP1和第二P型晶体管MP2导通，第一N型晶体管MN1和第二N型晶体管MN2关断，此状态下，对P型对管造成的失调电压Vos进行修正。

在第二型输入管修调状态下，第一开关电路110、第二开关电路120和第二短接电路140断开，第一短接电路130导通；开关电路10将放大模块20的两个输入端短接到第一电源信号VDD，也就是开关电路10的第一输出信号VIP_INT和第二输出信号VIN_INT均为高电平。因此，放大模块20的输入单元210中，第一P型晶体管MP1和第二P型晶体管MP2关断，第一N型晶体管MN1和第二N型晶体管MN2导通，此状态下，对N型对管造成的失调电压Vos进行修正。

需要注意的是，上述放大模块20的结构仅是一种示例性地结构，并不作为对本发明的限定。在其他实施方式中，放大模块20也可以是其他结构，只要其中包括不同极性的晶体管，本开关电路10就可控制放大器切换不同工作状态。

上述各实施例示例性地解释了开关电路10的作用，可选地，开关电路10的结构有多种，下面就其中的几种进行说明。

图3是本发明实施例提供的另一种用于放大器失调电压修调的开关电路的结构示意图。参见图3，在一种实施方式中，可选地，第一开关电路110包括：第一晶体管M1；第一晶体管N1的栅极接入第一控制信号S1，第一晶体管M1的第一极为第一开关电路110的第一端，第一晶体管M1的第二极为第一开关电路110的第二端。

第二开关电路120包括：第二晶体管M2；第二晶体管M2的栅极接入第二控制信号S2，第二晶体管M2的第一极为第二开关电路120的第一端，第二晶体管M2的第二极为第二开关电路120的第二端。

本发明实施例中，设置第一开关电路110和第二开关电路120均只包含一个晶体管，使得电路结构简单，易于实现，有利于减小放大器整体的体积。可选地，第一晶体管M1可以是N型晶体管或P型晶体管；第二晶体管M2可以是N型晶体管或P型晶体管。

在上述各实施方式的基础上，可选地，第一晶体管M1与第二晶体管M2的极性相同，第一控制信号S1复用为第二控制信号S2。这样设置，可以简化电路的控制逻辑，使电路易于实现。图3中示例性地给出了第一晶体管M1与第二晶体管M2均为P型晶体管的情况，但不作为对本发明的限定，在其他实施方式中，也可以设置二者均为N型晶体管。

继续参见图3，在上述各实施方式的基础上，优选地，第一开关电路110还包括第三晶体管M3；第三晶体管M3的第一极与第一晶体管M1的第一极电连接，第三晶体管M3的第二极与第一晶体管M1的第二极电连接，第三晶体管M3的栅极接入第三控制信号S3；其中，第一晶体管M1和第三晶体管M3的极性不同。第二开关电路120还包括第四晶体管M4；第四晶体管M4的第一极与第二晶体管M2的第一极电连接，第四晶体管M4的第二极与第二晶体管M2的第二极电连接，第四晶体管M4的栅极接入第四控制信号S4；其中，第二晶体管M2和第四晶体管M4的极性不同。

本发明实施例中，通过设置与第一晶体管M1极性相对的第三晶体管M3，与第一晶体管M1并联连接，共同构成第一开关电路110，可以有效增大第一输入信号VIP_PIN的输入范围，保证第一输入信号VIP_PIN在[0，VDD]的范围内均可正常传输。同样的，通过设置与第二晶体管M2极性相对的第四晶体管M4，与第二晶体管M2并联连接，共同构成第二开关电路120，可以有效增大第二输入信号VIN_PIN的输入范围，保证第二输入信号VIN_PIN在[0，VDD]的范围内均可正常传输。

在上述各实施方式中，可选地，第三晶体管M3与第四晶体管M4的极性相同，第三控制信号S3复用为第四控制信号S4。这样设置，可以进一步简化电路的控制逻辑，使电路易于实现。

继续参见图3，在上述各实施方式的基础上，可选地，第一短接电路130包括：第十一晶体管M11和第十二晶体管M12。

其中，第十一晶体管M11的栅极接入第五控制信号S5；第十一晶体管M11的第一极为第一短接电路130的第一端；第十一晶体管M11的第二极与第十二晶体管M12的第二极电连接，并作为第一短接电路130的第二端；第十二晶体管M12的栅极接入第五控制信号S5；第十二晶体管M12的第一极为第一短接电路130的第三端；第十一晶体管M11和第十二晶体管M12的极性相同。这样，可以保证第十一晶体管M11与第十二晶体管M12同时导通，在第一短接电路130发挥作用时，使放大模块的两个输入端短接至第一电源信号VDD。可选地，当第十一晶体管M11和第十二晶体管M12极性不同时，二者接入的控制信号的电位大小也不同。

继续参见图3，在上述各实施方式的基础上，可选地，第二短接电路140包括：第十三晶体管M13和第十四晶体管M14。

第十三晶体管M13的栅极接入第六控制信号S6；第十三晶体管M13的第一极为第二短接电路140的第一端；第十三晶体管M13的第二极与第十四晶体管M14的第二极电连接，并作为第二短接电路140的第二端；第十四晶体管M14的栅极接入第六控制信号S6；第十四晶体管M14的第一极为第二短接电路140的第三端；第十三晶体管M13和第十四晶体管M14的极性相同。这样，可以保证第十三晶体管M13与第十四晶体管M14同时导通，在第二短接电路140发挥作用时，使放大模块的两个输入端短接至第二电源信号VSS。可选地，当第十三晶体管M13和第十四晶体管M14极性不同时，二者接入的控制信号的电位大小也不同。

图4是本发明实施例提供的一种用于放大器失调电压修调的开关电路的控制时序示意图。下面结合图3和图4，对开关电路10的控制过程进行说明。

开关电路10的工作过程包括：

第一型输入管修调阶段T1，第一控制信号S1、第二控制信号S2、第五控制信号S5和第六控制信号S6均为高电平，第三控制信号S3和第四控制信号S4均为低电平。第十三晶体管M13和第十四晶体管M14导通，其他晶体管关断，也就是仅有第二短接电路140导通，将放大模块的两输入端短接到第二电源信号VSS，此时，修调电路可以对放大模块内的P型晶体管引起的失调电压Vos进行修正。

第二型输入管修调阶段T2，第一控制信号S1和第二控制信号S2均为高电平，第三控制信号S3、第四控制信号S4、第五控制信号S5和第六控制信号S6均为低电平。第十一晶体管M11和第十二晶体管M12导通，其他晶体管关断，也就是仅有第一短接电路130导通，将放大模块的两输入端短接到第一电源信号VDD，此时，修调电路可以对放大模块内的N型晶体管引起的失调电压Vos进行修正。

正常工作阶段T3，第一控制信号S1、第二控制信号S2和第六控制信号S6均为低电平，第三控制信号S3、第四控制信号S4和第五控制信号S5均为高电平。第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3和第四晶体管M4均导通，其他晶体管关断，也就是第一开关电路110和第二开关电路120导通，放大器正常工作。可选地，正常工作阶段T3可以在进行多次第一型输入管修调和第二型输入管修调，失调电压Vos的修调精度达到要求后再开始，以保证放大器失调电压Vos的修调效果。

上述各实施例所提供的开关电路10，可以实现对放大模块中不同极性晶体管的分别修调。在修调过程中，放大模块两输入端短接到第一电源信号VDD或第二电源信号VSS。在理想情况下，开关电路10的第一输出信号VIP_INT和第二输出信号VIN_INT应该相等，放大模块输入端电压差应为0V。但在实际应用中，上述开关电路10的存在，会因其自身结构为放大电路带来新的误差（记为△V），该误差△V将会叠加到失调电压Vos上，使第一输出信号VIP_INT和第二输出信号VIN_INT不相等，从而使修调结果产生误差。

下面，以图3所示的开关电路10在第二型输入管修调阶段为例，对开关电路10带来的误差△V进行解释。

图5是本发明实施例提供的一种开关电路在第二型输入管修调状态下的等效电路示意图。参见图5，在第二型输入管（N型输入管）修调过程中，开关电路10可用电阻简化等效。假设第十一晶体管M11和第十二晶体管M12完全相同（指尺寸一致且忽略匹配误差），Rp_on代表两上拉开关的导通电阻；第十三晶体管M13和第十四晶体管M14完全相同，Rn_leak代表两下拉开关在关断状态下由于漏电造成的电阻；第一晶体管M1和第三晶体管M3等效为第一开关管，第二晶体管M2和第四晶体管M4等效为第二开关管，假设第一开关管和第二开关管完全相同，Rsw_leak代表两开关管在关断状态下由于漏电造成的电阻。

通常Rn_leak>>Rsw_leak，因此图5可简化为图6的形式。参见图6，可以得到开关电路10的第一输出信号VIP_INT和第二输出信号VIN_INT为：

VIP_INT=(VDD-VIP_PIN)*Rsw_leak/(Rp_on+Rsw_leak)+VIP_PIN；

VIN_INT=(VDD-VIN_PIN)*Rsw_leak/(Rp_on+Rsw_leak)+VIN_PIN

由此可得误差ΔV为：

ΔV=VIP_INT-VIN_INT=Rp_on/(Rp_on+Rsw_leak)*(VIP_PIN-VIN_PIN)

由以上公式可以看出，误差ΔV与Rp_on、Rsw_leak和放大器输入端电压差VIP_PIN-VIN_PIN相关。通常Rsw_leak>>Rp_on，所以以上公式可简化为：

ΔV=Rp_on/Rsw_leak*(VIP_PIN-VIN_PIN)

在上述电路结构中，电压差VIP_PIN-VIN_PIN和外部输入电压有关，通常，放大器的两输入信号的电压并不相同，二者差值绝对值的最大值为VDD，差值越大，误差ΔV越大。并且，在高温（85摄氏度以上）时，半导体器件漏电呈指数增长，Rsw_leak会急剧减小，进一步放大电压差VIP_PIN-VIN_PIN对误差ΔV的影响。

因此，为了尽量减小误差ΔV的影响，本发明实施例在上述各实施方式的基础上进行了进一步改进。

在一种实施方式中，可选地，通过增大第十一晶体管M11和第十二晶体管M12的尺寸可以减小二者上拉开关的导通电阻Rp_on，也可以减小外部电压和温度变化对修调电路输出的影响。

图7是本发明实施例提供的又一种用于放大器失调电压修调的开关电路的结构示意图。参见图7，在一种实施方式中，可选地，第一开关电路110还包括第五晶体管M5、第六晶体管M6和第七晶体管M7；第二开关电路120还包括第八晶体管M8、第九晶体管M9和第十晶体管M10。

其中，第五晶体管M5的栅极接入第一控制信号S1；第五晶体管M5的第一极分别与第一晶体管M1的第二极、第六晶体管M6的第一极和第七晶体管M7的第一极电连接；第五晶体管M5的第二极接入参考电压信号VREF；第六晶体管M6的栅极接入第一控制信号S1；第六晶体管M6的第二极与第七晶体管M7的第二极电连接，并作为第一开关电路110的第二端；第七晶体管M7的栅极接入第三控制信号S3；第一晶体管M1和第六晶体管M6的极性相同；第三晶体管M3、第五晶体管M5和第七晶体管M7的极性相同；第八晶体管M8的栅极接入第二控制信号S2；第八晶体管M8的第一极分别与第二晶体管M2的第二极、第九晶体管M9的第一极和第十晶体管M10的第一极电连接；第八晶体管M8的第二极接入参考电压信号VREF；第九晶体管M9的栅极接入第二控制信号S2；第九晶体管M9的第二极与第十晶体管M10的第二极电连接，并作为第二开关电路120的第二端；第十晶体管M10的栅极接入第四控制信号S4；第二晶体管M2和第九晶体管M9的极性相同；第四晶体管M4、第八晶体管M8和第十晶体管M10的极性相同。

本发明实施例设置第一开关电路110包括第一晶体管M1、第三晶体管M3、第五晶体管M5、第六晶体管M6和第七晶体管M7，构成T型开关管；并且设置第二开关电路120包括第二晶体管M2、第四晶体管M4、第八晶体管M8、第九晶体管M9和第十晶体管M10，构成T型开关管，可以减小误差△V的影响。可选地，增大第一开关电路110和第二开关电路120中的器件尺寸，可以使开关器件的导通电阻与上述各实施例中的相同。对误差△V的具体分析如下：

在该开关电路10的作用下，放大器的工作状态仍包括正常工作状态、第一型输入管修调状态和第二型输入管修调状态三种，仍可参考如图4所示的时序图，为了方便理解，下面仍以开关电路10在第二型输入管修调阶段为例进行解释。

在第二型输入管修调阶段T2，第一控制信号S1和第二控制信号S2均为高电平，第三控制信号S3、第四控制信号S4、第五控制信号S5和第六控制信号S6均为低电平。第五晶体管M5、第八晶体管M8、第十一晶体管M11和第十二晶体管M12导通，其他晶体管关断，也就是说第一短接电路130导通，将放大模块的两输入端短接到第一电源信号VDD，此时，修调电路可以对放大模块内的N型晶体管引起的失调电压Vos进行修正。并且，参考电压信号VREF通过第五晶体管M5加载在第一开关电路110的中间节点G1上；参考电压信号VREF通过第八晶体管M8加载在第二开关电路120的中间节点G2上。

此时，开关电路10的等效电路图如图8所示，参见图8，假设第十一晶体管M11和第十二晶体管M12完全相同（指尺寸一致且忽略匹配误差），Rp_on代表两上拉开关的导通电阻；第十三晶体管M13和第十四晶体管M14完全相同，Rn_leak代表两下拉开关在关断状态下由于漏电造成的电阻；第一晶体管M1和第三晶体管M3等效为第一开关管，第二晶体管M2和第四晶体管M4等效为第二开关管，第六晶体管M6和第七晶体管M7等效为第三开关管，第九晶体管M9和第十晶体管M10等效为第四开关管，假设第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管完全相同，Rsw_leak代表四个开关管在关断状态下由于漏电造成的电阻；第五晶体管M5和第八晶体管M8完全相同，Rn_on代表两上拉开关的导通电阻。

通常Rn_on很小，可视为短路，Rn_leak很大，可视为开路。因此，图8可以简化为图9的形式，参见图9，可以得到开关电路10的第一输出信号VIP_INT和第二输出信号VIN_INT为：

VIP_INT=(VDD-VREF)*Rsw_leak/(Rp_on+Rsw_leak)+VREF；

VIN_INT=(VDD-VREF)*Rsw_leak/(Rp_on+Rsw_leak)+VREF

由此可得误差△V为：

ΔV=VIP_INT-VIN_INT=0V

由以上公式可以看出本发明实施中的开关电路10在理想情况下（器件尺寸大小一致且匹配），可以完全消除由于放大器输入电压差而产生的失调电压Vos的修调误差ΔV。在实际应用中（即非理想情况），该误差也可减小到忽略不计。

可选地，参考电压信号VREF可以是第二电源信号VSS，其值可以设置为0，这样，可以简化电路结构。

本发明实施例还提供了一种修调电路，包括本发明任意实施例所提供的开关电路，具有相应的有益效果。图10是本发明实施例提供的一种修调电路的结构示意图。参见图10，该修调电路包括：控制电路30、补偿电路40和如本发明任意实施例所提供的用于放大器失调电压修调的开关电路10。

其中，控制电路30与开关电路10电连接，以及控制电路30与补偿电路40电连接；补偿电路40分别与放大模块20的第一输入端、放大模块20的第二输入端和放大模块20的输出端电连接。控制电路30用于向开关电路10和补偿电路40分别发送控制信号，以使开关电路10控制放大器的工作状态，以及控制补偿电路40在放大器的正常工作状态下不工作，在放大器的不同修调状态下进行相应的补偿。

示例性地，该修调电路的工作原理为：在放大器启动后控制电路30控制开关电路10的状态，使放大器进入某一修调模式，补偿电路40读取放大模块20的输出，并转化为失调电压Vos的数字信号存储在补偿电路40的存储器中。在放大器正常运作中，补偿电路40读取存储的失调电压信息并在在放大模块20输入级产生相应的偏置电流来纠正放大器的失调电压Vos，从而达到减小失调电压Vos的目的。

本发明实施例还提供了一种放大器，包括：本发明任意实施例所提供的修调电路，具有相应的有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种用于放大器失调电压修调的开关电路，其特征在于，所述开关电路用于控制所述放大器的工作状态；所述开关电路包括：第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、第一开关电路、第二开关电路、第一短接电路和第二短接电路；

所述第一开关电路的第一端为所述开关电路的第一输入端，接入第一输入信号；所述第一开关电路的第二端为所述开关电路的第一输出端，与放大模块的第一输入端电连接；所述第二开关电路的第一端为所述开关电路的第二输入端，接入第二输入信号；所述第二开关电路的第二端为所述开关电路的第二输出端，与所述放大模块的第二输入端电连接；

所述第一短接电路的第一端与所述第一开关电路的第二端电连接，所述第一短接电路的第二端接入第一电源信号，所述第一短接电路的第三端与所述第二开关电路的第二端电连接；所述第二短接电路的第一端与所述第一开关电路的第二端电连接，所述第二短接电路的第二端接入第二电源信号，所述第二短接电路的第三端与所述第二开关电路的第二端电连接；其中，所述第一电源信号与所述第二电源信号的电位大小不同；

所述第一开关电路包括：第一晶体管；所述第一晶体管的栅极接入第一控制信号，所述第一晶体管的第一极为所述第一开关电路的第一端，所述第一晶体管的第二极为所述第一开关电路的第二端；

所述第二开关电路包括：第二晶体管；所述第二晶体管的栅极接入第二控制信号，所述第二晶体管的第一极为所述第二开关电路的第一端，所述第二晶体管的第二极为所述第二开关电路的第二端；

所述第一开关电路还包括第三晶体管；所述第三晶体管的第一极与所述第一晶体管的第一极电连接，所述第三晶体管的第二极与所述第一晶体管的第二极电连接，所述第三晶体管的栅极接入第三控制信号；其中，所述第一晶体管和所述第三晶体管的极性不同；

所述第二开关电路还包括第四晶体管；所述第四晶体管的第一极与所述第二晶体管的第一极电连接，所述第四晶体管的第二极与所述第二晶体管的第二极电连接，所述第四晶体管的栅极接入第四控制信号；其中，所述第二晶体管和所述第四晶体管的极性不同；

所述第一开关电路还包括第五晶体管、第六晶体管和第七晶体管；

所述第五晶体管的栅极接入所述第一控制信号；所述第五晶体管的第一极分别与所述第一晶体管的第二极、所述第六晶体管的第一极和所述第七晶体管的第一极电连接；所述第五晶体管的第二极接入参考电压信号；所述第六晶体管的栅极接入所述第一控制信号；所述第六晶体管的第二极与所述第七晶体管的第二极电连接，并作为所述第一开关电路的第二端；所述第七晶体管的栅极接入所述第三控制信号；所述第一晶体管和所述第六晶体管的极性相同；所述第三晶体管、所述第五晶体管和所述第七晶体管的极性相同；

所述第二开关电路还包括第八晶体管、第九晶体管和第十晶体管；

所述第八晶体管的栅极接入所述第二控制信号；所述第八晶体管的第一极分别与所述第二晶体管的第二极、所述第九晶体管的第一极和所述第十晶体管的第一极电连接；所述第八晶体管的第二极接入所述参考电压信号；所述第九晶体管的栅极接入所述第二控制信号；所述第九晶体管的第二极与所述第十晶体管的第二极电连接，并作为所述第二开关电路的第二端；所述第十晶体管的栅极接入所述第四控制信号；所述第二晶体管和所述第九晶体管的极性相同；所述第四晶体管、所述第八晶体管和所述第十晶体管的极性相同。

2.根据权利要求1所述的用于放大器失调电压修调的开关电路，其特征在于，所述放大器的工作状态包括：

正常工作状态，在所述正常工作状态下，所述第一开关电路和所述第二开关电路导通，所述第一短接电路和所述第二短接电路断开；

第一型输入管修调状态，在所述第一型输入管修调状态下，所述第一开关电路、所述第二开关电路和所述第一短接电路断开，所述第二短接电路导通；

第二型输入管修调状态，在所述第二型输入管修调状态下，所述第一开关电路、所述第二开关电路和所述第二短接电路断开，所述第一短接电路导通。

3.根据权利要求1所述的用于放大器失调电压修调的开关电路，其特征在于，所述第一晶体管与所述第二晶体管的极性相同，所述第一控制信号复用为所述第二控制信号。

4.根据权利要求1所述的用于放大器失调电压修调的开关电路，其特征在于，所述第一短接电路包括：第十一晶体管和第十二晶体管；

所述第十一晶体管的栅极接入第五控制信号；所述第十一晶体管的第一极为所述第一短接电路的第一端；所述第十一晶体管的第二极与所述第十二晶体管的第二极电连接，并作为所述第一短接电路的第二端；所述第十二晶体管的栅极接入所述第五控制信号；所述第十二晶体管的第一极为所述第一短接电路的第三端；所述第十一晶体管和所述第十二晶体管的极性相同。

5.根据权利要求1所述的用于放大器失调电压修调的开关电路，其特征在于，所述第二短接电路包括：第十三晶体管和第十四晶体管；

所述第十三晶体管的栅极接入第六控制信号；所述第十三晶体管的第一极为所述第二短接电路的第一端；所述第十三晶体管的第二极与所述第十四晶体管的第二极电连接，并作为所述第二短接电路的第二端；所述第十四晶体管的栅极接入所述第六控制信号；所述第十四晶体管的第一极为所述第二短接电路的第三端；所述第十三晶体管和所述第十四晶体管的极性相同。

6.一种修调电路，其特征在于，包括：控制电路、补偿电路和如权利要求1-5任一项所述的用于放大器失调电压修调的开关电路；

所述控制电路与所述开关电路电连接，以及所述控制电路与所述补偿电路电连接；所述补偿电路分别与所述放大模块的第一输入端、所述放大模块的第二输入端和所述放大模块的输出端电连接。

7.一种放大器，其特征在于，包括：如权利要求6所述的修调电路。

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