[发明专利]相关双采样和静电保护的微弱电流积分电路及保护方法

说明书

本发明公开了一种相关双采样和静电保护的微弱电流积分电路及保护方法，包括静电保护电路、相关双采样电路；首先在清零阶段，电路中的电容连接复位电平信号，对所有电容进行复位；其次自归零阶段利用失调存储电容存储放大器的失调和低频噪声信息；放大阶段电流通过闭合的采样开关送入放大器，对信号进行放大。本发明采用静电保护电路保护内部电路不受静电干扰，相关双采样电路将输入电流信号转换成采样电容上的电压，通过失调存储电容存储放大器的失调和低频噪声信息，同时电路中的开关采用低漏电流开关结构，降低采样频率，从而获得更低电流分辨率，更低运放噪声。

技术领域

本发明涉及一种相关双采样和静电保护的微弱电流积分电路及保护方法，属于集成电路领域。

背景技术

在半导体测量中，时常需要测量μA～pA级的微弱电流，电流的微弱是相对于噪声而言，微弱电流在检测过程中非常容易受到噪声和静电的干扰。噪声的来源一部分来自于外界噪声的影响，也有一部分来自于电路本身的失调、1/f噪声等低频噪声。

相关双采样电路通过复位和积分两个阶段，对采样电容进行充放电，得到信号电平与复位电平的差值，打破1/f噪声的时间相关性，但是开关电容在闭合和断开的同时又会带来电荷注入的影响，引起电容之间电荷变化，引入不必要的KT/C噪声以及失调。

输入微弱电流信号时，需要保证输入信号完整不受其他干扰，输入端一点微小的静电电流就会影响我们的输出结果，因此如何有效地实现静电保护成为我们设计的一大难点。

发明内容

发明目的：针对上述检测微弱电信号时存在的问题，本发明提供一种相关双采样和静电保护的微弱电流积分电路及保护方法，采用静电保护电路保护内部电路，不受静电干扰，相关双采样电路将输入电流信号转换成采样电容上的电压，通过失调存储电容存储放大器的失调和低频噪声信息。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种相关双采样和静电保护的微弱电流积分电路，包括静电保护电路和相关双采样电路，静电保护电路的输出端与相关双采样电路的输入端相连，其中：

静电保护电路包括电流源寄生电容Cp、静电保护电阻R_ESD、第一静电保护二极管Dp、第二静电保护二极管Dn、静电保护电容C_ESD，所述静电保护电阻R_ESD的一端连接输入电流，另一端连接第一静电保护二极管Dp的正极、第二静电保护二极管Dn的负极、静电保护电容C_ESD的一端以及第一采样开关S1的输入端，所述第一静电保护二极管Dp的负极连接电源电压，第二静电保护二极管Dn的正极接地，静电保护电容C_ESD的另一端接地；所述电流源寄生电容 Cp一端与静电保护电阻R_ESD输入电流的一端连接，另一端接地。