[发明专利]CMOS反相器的校正电路及校正方法

说明书

本公开提供一种CMOS反相器的校正电路及校正方法，其中校正电路包括一第一可调式CMOS反相器、一第二可调式CMOS反相器、一电阻、一开关以及一有限状态机。受控于一控制信号的第一可调式CMOS反相器从一第一电路节点接收一第一电压并且输出一第二电压至一第二电路节点。受控于控制信号的第二可调式CMOS反相器从第二电路节点接收第二电压并且输出第一电压至第一电路节点。电阻耦接第一电路节点至第二电路节点。受控于一重置信号的开关有条件地将第一电路节点短路至第二电路节点。有限状态机接收第一电压与第二电压并且输出重置信号与控制信号。其中，控制信号是基于第一电压与第二电压之间的差异而调整。

技术领域

本发明涉及互补式金氧半(complementary metal oxide semiconductor；CMOS)反相器电路，特别涉及一种CMOS反相器的校正电路及校正方法。

背景技术

本领域技术人员应了解于本说明书中所使用的术语与基本概念，例如：金氧半(p-channel metal-oxide semiconductor；PMOS)晶体管、P型金氧半(p-channel MOS；PMOS)晶体管、N型金氧半(n-channel MOS；NMOS)晶体管、CMOS、运算放大器、共模、差动模式、跨导(transconductance)、输出阻抗、栅极、源极、漏极、饱和区域、转态点(trip point)、基极(bulk)、共源共栅(cascode)、切换、电压、电流、电路、电路节点、供应电压、接地、轨(rail)、闩锁(latch)、负阻及反相器等。这些术语与基本概念可由教科书或其他现有技术文件得知，例如：模拟CMOS集成电路的设计(Design of Analog CMOS Integrated Circuits，Behzad Razavi著、McGraw-Hill出版，且ISBN 0-07-118839-8)。

CMOS反相器可用来实现运算放大器。参照图1，以反相器为基础(inverter-based)的运算放大器100包括一CMOS反相器111、一CMOS反相器112以及一闩锁电路130。CMOS反相器111接收电压V_A并输出电压V_C。CMOS反相器112接收电压V_B并输出电压V_D。闩锁电路130包括交叉耦合的CMOS反相器131、132。CMOS反相器131、132提供电压V_A与电压V_B之间的交叉耦合。闩锁电路130是用以提供电路节点101、102之间的负阻，以补偿在电路节点101、102之间的电阻性负载120。Zeller等学者已在下列文献中充分描述以反相器为基础的运算放大器的原理：「A 0.039mm²inverter-based 1.82mW 68.6dB-SNDR 10MHz-BW CT-ΣΔ-ADC in65nm CMOS」(其公开在2014年7月的IEEE固态电路期刊第49卷第7号中)，因此于此不再赘述。

为了使运算放大器100具有高效能，闩锁电路130所提供的负阻必须充分匹配电阻性负载120。因此，需进行校正来调整闩锁电路130内的CMOS反相器131、132。虽然Zeller等学者在前述文献中教导了校正CMOS反相器131、132的方法，但该方法是基于「共模」校正架构，其中共模信号输入至电路节点101、102(以使电压V_A与电压V_B二者以相同方向且相同量改变)并且电压V_C与电压V_D的均值被当作调整CMOS反相器131、132的基础。然而，在实际应用上，通常会使用「差动模式」信号，而此时电压V_A与电压V_B是以相反方向改变。