斩波器稳定放大器以及滤波器的制造方法
【专利说明】斩波器稳定放大器以及滤波器
[0001]对先前临时提交的优先权声明
[0002]本申请要求2014年I月20日提交的案号为0NS01668并且具有共同发明人CornelD.Stanescu 的发明名称为 “CHOPPER-STABILIZED AMPLIFIER AND METHOD THEREFOR”(斩波器稳定放大器以及其方法)的在先提交临时申请N0.61/929408的优先权，在此通过引用将其并入本文。
技术领域
[0003]本实用新型总体上涉及电子器件，更具体而言，涉及半导体及其结构。
【背景技术】
[0004]斩波器稳定放大器(chopper-stabilized amplifier)以前应用于各种电子应用当中。在美国专利N0.7292095中公开了斩波器稳定放大器的一个例子。一些斩波器稳定放大器的应用使用四相时钟，该时钟具有四个在时间上交错的时钟信号。这些现有技术的斩波器稳定放大器经常在输出上具有过多的纹波或噪声，一些在输出上具有毛刺(glitch)。例如，由所述四相时钟系统产生的操作可能对于所述四相时钟的每一相的每次转换(transit1n)而言都在输出电压中导致毛刺。
[0005]因此，会期望形成一种减少输出中的毛刺和/或减少输出中的纹波的集成电路斩波器稳定放大器。会期望获得一种具有低噪声、低偏移漂移、良好的信号稳定性或者低电流消耗的斩波器稳定放大器。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的一个方面的目的是具有一种拥有低噪声、低偏移漂移、良好的信号稳定性或者低电流消耗的斩波器稳定放大器。
[0007]斩波器稳定放大器包括第一运算跨导放大器；第一斩波器电路，其耦合至所述第一运算跨导放大器的输入，以对输入信号斩波，并将经斩波的输入信号施加至所述第一运算跨导放大器的输入；第二斩波器电路，其耦合至所述第一运算跨导放大器的输出，以对由所述第一运算跨导放大器生成的输出信号斩波；以及具有两个截止频率的对称无源RC陷波滤波器，所述对称无源RC陷波滤波器具有耦合至所述第二斩波器电路的输出的输入，以对由所述第二斩波器电路生成的斩波输出信号滤波，从而对接收自所述第二斩波器电路的输出的纹波电压陷波滤波。
[0008]优选地，所述对称无源RC陷波滤波器是具有大致与所述斩波频率相关以及大致与所述斩波频率的三次谐波相关的两个截止频率的滤波器。
[0009]优选地，所述对称无源RC陷波滤波器是具有大致与所述斩波频率相关以及大致与所述斩波频率的五次谐波相关的两个截止频率的滤波器。
[0010]优选地，所述斩波器稳定放大器使用不多于两个的互补时钟信号，所述互补时钟信号均都具有基本上百分之五十的占空比以及具有基本上同时并且反向的转换，其中，所述第一和第二斩波器电路被配置为使用所述两个互补时钟信号来操作。
[0011]优选地，所述对称无源RC陷波滤波器包括第一和第二输入，其中所述对称无源RC陷波滤波器包括第一和第二输出，并且其中所述对称无源RC陷波滤波器包括:第一通路，其包括耦合于所述第一输入和第一节点之间的第一电阻器以及耦合于所述第一节点和第二节点之间的第二电阻器；第二通路，其包括耦合于所述第一输入和第三节点之间的第一电容器以及耦合于所述第三节点和所述第二节点之间的第二电容器；第三通路，其包括耦合于所述第二输入和第四节点之间的第三电阻器以及耦合于所述第四节点和第五节点之间的第四电阻器；第四通路，其包括耦合于所述第二输入和第六节点之间的第三电容器以及耦合于所述第六节点和所述第五节点之间的第四电容器；以及第五电阻器，其耦合于所述第三节点和所述第六节点之间；以及第五电容器，其耦合于所述第一节点和所述第四节点之间。
[0012]在另一个实施例中，斩波器稳定放大器包括斩波器电路，其被配置为以第一频率对信号斩波，以生成斩波信号；以及对称无源RC陷波滤波器，其被配置为具有包括第一截止频率和第二截止频率的至少两个截止频率，其中所述第一截止频率基本上接近所述第一频率，且所述第二截止频率是所述第一频率的谐波。
[0013]在另一个实施例中，滤波器包括:具有两个截止频率的对称无源RC陷波滤波器；所述对称无源RC陷波滤波器的第一部分，其具有第一多条信号通路，所述第一多条信号通路包括耦合至所述第一部分的第一输入的第一多条输入信号通路以及耦合至所述第一部分的第二输入的第二多条输入信号通路；所述第一多条输入信号通路包括第一多个电阻器和第一多个电容器；并且所述第二多条输入信号通路包括第二多个电阻器和第二多个电容器。
[0014]优选地，所述滤波器包括耦合至所述第一部分的输出的所述对称无源RC陷波滤波器的第二部分，所述第二部分具有第二多条信号通路，所述第二多条信号通路包括耦合至所述第一部分的第一输出的第三多条输入信号通路以及耦合至所述第一部分的第二输出的第四多条输入信号通路，其中所述第三多条输入信号通路包括第三多个电阻器和第三多个电容器，且所述第四多条输入信号通路包括第四多个电阻器和第四多个电容器。
[0015]优选地，所述第一多个电阻器包括耦合于所述对称无源RC陷波滤波器的第一输入和所述对称无源RC陷波滤波器的第一输出之间的至少第一和第二串联耦合电阻器；以及所述第二多个电阻器包括耦合于所述对称无源RC陷波滤波器的第二输入和所述对称无源RC陷波滤波器的第二输出之间的至少第三和第四串联耦合电阻器。
[0016]优选地，所述对称无源RC陷波滤波器没有使用被用于操作所述对称无源RC陷波滤波器的任何元件的时钟信号。
[0017]本实用新型的一个方面的技术效果是所述集成电路斩波器稳定电路和所述滤波器降低了输出中的毛刺和/或纹波。
【附图说明】
[0018]图1示意性地示出了根据本实用新型的斩波器稳定放大器的部分的实施例的例子;
[0019]图2根据本实用新型以概略方式示出了时钟生成电路的例子的框图实施例，并且还包括示出了可以在所述时钟发生器电路的操作过程中形成的一些信号的图示。
[0020]图3是具有以概要方式示出了根据本实用新型的图1的电路的一些信号的例子的曲线图的图不;
[0021]图4是具有以概要方式示出了根据本实用新型的图1的电路的一些其他信号的例子的曲线图的图示；
[0022]图5是具有以概要方式示出了在现有技术电路的输出处发现的毛刺的第一曲线图的图示，图5还包括第二曲线图，该曲线图以概要方式示出了根据本实用新型的图1的电路的输出处的毛刺的例子；以及
[0023]图6示出了至少包括根据本实用新型的图1的电路的至少一部分的半导体器件的放大平面图。
【具体实施方式】
[0024]为了图示的简单、清晰起见，附图中的元件未必是按比例绘制的，可能出于说明的目的夸大了其中的一些元件，在不同的附图中使用相同的附图标记表示相同的元件，除非另行说明。此外，为了说明的简单起见省略了众所周知的步骤和元件的描述和细节。文中使用的载流元件或载流电极是指运载电流通过器件的该器件的元件(例如，MOS晶体管的源极或漏极、双极晶体管的发射极或集电极或者二极管的阴极或阳极)，控制元件或控制电极是指控制电流通过器件的该器件的元件(例如，MOS晶体管的栅极或者双极晶体管的基极)。此外，某一载流元件可能沿一个方向通过器件运载电流，例如，运载进入器件的电流，另一载流元件可能沿相反方向通过所述器件运载电流，例如，运载离开器件的电流。尽管文中将器件解说为某些N沟道或P沟道器件，或者某些N型或P型掺杂区域，但是本领域普通技术人员将认识到根据本实用新型互补器件也是可能的。本领域普通技术人员将理解，导电类型是指传导赖以发生的机制，例如，空穴传导或电子传导，因此导电类型并不指掺杂浓度，而是指掺杂类型，例如，P型或N型。本领域技术人员将认识到，文中使用的涉及电路操作的词语“在……过程中”，“在……的同时”以及“在……时”并非严苛地表明某一动作刚好是在起始动作发生的瞬间发生的，而是可能在初始动作和其触发的反应之间存在一些小的但合理的延迟，例如，各种传播延迟。此外，词语“在……的同时”是指某一动作发生在至少起始动作的持续时间的某一部分内。词语“大约”或“基本上”的使用是指元件的参数具有预计接近所陈述的值或位置的值。但是，本领域已知，总是存在一些较小的变化妨碍各个值或位置刚好与所陈述的相同。本领域公认，截止到至少百分之十的变化(对于半导体掺杂浓度而言截止到百分之二十的变化)都是相对于确切的所描述的目标的合理变化。当在参照信号状态使用时，“断言”(asserted) —词是指信号的活动状态，“否定”(negated) —词是指信号的不活动状态。信号的实际电压值或逻辑状态(例如，“I”或“O”)取决于使用的是正逻辑还是负逻辑。因而，断言可以是高电压或高逻辑态，也可以是低电压或低逻辑态，其取决于是使用了正逻辑还是负逻辑；否定可以是低电压或低态，也可以是高电压或高逻辑态，其取决于是使用了正逻辑还是负逻辑。在本文中，使用正逻辑约定，但是本领域技术人员将理解也可以使用负逻辑约定。在权利要求和/或【具体实施方式】中的词语“第一”、“第二”、“第三”等，如在元件的名称的一部分当中使用的用于区分类似的元件，其不必要按照时间、空间、排序或者任何其他方式描述顺序。应当理解，在适当的情况下，所使用的所述词语是可以互换的，而且文中描述的实施例可以按照文中描述或图示的以外的其他顺序操作。
[0025]图1示意性地示出了在输出信号当中具有降低的毛刺数量和/或降低的毛刺幅度的部分的斩波器稳定放大器10的实施例的例子。放大器10可以包括输入斩波器回路(circuitry)或输入斩波器电路(circuit)或电路15、第一运算跨导放大器或放大器85、输出斩波电路或输出斩波器电路或电路25、无源RC对称陷波滤波器或滤波器40、以及第二运算跨导放大器或放大器83。放大器10也可以包括运算跨导放大器86和87。放大器10可以包括倒相输入导体或倒相输入或输入11以及非倒相输入导体或非倒相输入或输入12，放大器10可以通过它们接收输入信号Vin。放大器10也可以包括输出导体或输出端子或输出95。可以将放大器10配置为在输出95上形成输出信号Vout。可以将第一斩波器电路15配置为对输入信号Vin斩波，并形成第一斩波信号。也可以将电路15配置为将从输入信号Vin导出的第一斩波信号施加至第一运算跨导放大器85。电路15的实施例可以包括连接至放大器85的相应输入导体或输入端子或输入20和21的输出。放大器85也可以包括导体或输出端子或输出26和27。可以将输出斩波器电路25親合为接收来自放大器85的输出信号