Cmos反相器的校正电路及校正方法
【技术领域】
[0001]本发明设及互补式金氧半（^complementarymetaloxidesemiconductor;CM0巧 反相器电路，特别设及一种CMOS反相器的校正电路及校正方法。
【背景技术】
[0002] 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-channelmetal-oxidesemiconductor;PM0巧晶体管、P型金氧半（p-channelMOS; PMO巧晶体管、N型金氧半（n-channelM0S;NM0巧晶体管、CMOS、运算放大器、共模、差 动模式、跨导（transcon化ctance)、输出阻抗、栅极、源极、漏极、饱和区域、转态点（trip point)、基极化ulk)、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)、円锁（latch)、负阻及反相器等。运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集成电路的设计值esignofAnalogCMOSIntegrated Cir州its,BehzadRazavi著、McGraw-Hill出版，且ISBN0-07-118839-8)。
[0003]CMOS反相器可用来实现运算放大器。参照图1，W反相器为基础 (inve;rte;r-based)的运算放大器100包括一CMOS反相器111、一CMOS反相器112W及一 円锁电路130。CMOS反相器111接收电压Va并输出电压Ve。CMOS反相器112接收电压Ve 并输出电压Vd。円锁电路130包括交叉禪合的CMOS反相器131、132。CMOS反相器131、 132提供电压Va与电压Ve之间的交叉禪合。円锁电路130是用W提供电路节点101、102之 间的负阻，W补偿在电路节点10U102之间的电阻性负载120。Zeller等学者已在下列文 献中充分描述W反相器为基础的运算放大器的原理：「A0. 039mm2inv&rte;r-based1.82mW 68. 6地-SNDRIOMHz-BWCT-XA-ADCin65nmCMOS」（其公开在 2014 年 7 月的IE邸固态 电路期刊第49卷第7号中），因此于此不再寶述。
[0004] 为了使运算放大器100具有高效能，円锁电路130所提供的负阻必须充分匹配电 阻性负载120。因此，需进行校正来调整円锁电路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1〇1、1〇2(W使电压Va与电压Ve二者W相同方 向且相同量改变）并且电压Vc与电压Vd的均值被当作调整CMOS反相器13U132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Va与电压Ve是W相反方向 改变。
[0005]CMOS反相器包括一NMOS晶体管W及一PMOS晶体管。当作为放大器并操作在饱 和区域中时，MOS晶体管（PMOS或NMO巧表现为具有有限输出阻抗的跨导装置；为了便于 分析，输出阻抗常被忽略且假设为无限的，但若要执行精准校正，则必须考虑输出阻抗。在 共模输入方案中，电压Va与电压Ve二者是W相同方向且W相同量改变；此时，CMOS反相器 13U132内的每个MOS装置的跨导与输出阻抗均会反应W抵抗此改变。在差动模式输入方 案中，电压Va与电压Ve则是W相反方向改变；此时，CMOS反相器13U132内的每个MOS装 置的输出阻抗仍反应W抵抗此改变，而CMOS反相器131、132内的每个MOS装置的跨导则会 反应W支持此改变。换句话说，输出阻抗有效地增加在共模输入方案中的跨导，但有效地削 弱在差动模式输入方案中的跨导。由Zeller等学者所教导的校正架构忽略输出阻抗的影 响，因此无法在差动模式运作下精准校正。
【发明内容】
[0006] 鉴于W上的问题，本发明的目的之一是用W校正一可调式CMOS反相器，W使设置 在交叉禪合拓扑（topology)中的此种可调式CMOS反相器中的二者提供精准抵销电阻的阻 值的负阻。
[0007] 本发明的目的之一在于利用差动模式发信架构校正一可调式CMOS反相器，W致 使设置在交叉禪合拓扑中的此种可调式CMOS反相器中的二者提供一负阻，据W精准抵销 在差动模式输入方案下的电阻的阻值。
[0008] 本发明的目的之一在于利用差动模式信号架构校正一可调式CMOS反相器，W使 二可调式CMOS反相器提供一负阻，据W精准抵销在差动模式发信方案下的电阻的阻值。
[0009] 在一实施例中，一种校正方法包括下列步骤。步骤A:由一第一可调式CMOS反相器 从第一电路节点接收一第一电压并输出一第二电压至第二电路节点，其中第一可调式CMOS 反相器受控于一控制信号，且第一电路节点经由一电阻禪合至第二电路节点。步骤B:由一 第二可调式CMOS反相器从第二电路节点接收第二电压并输出第一电压至第一电路节点， 其中第二可调式CMOS反相器受控于控制信号。步骤C:致能一重置信号W开启开关W将第 一电路节点短路至第二电路节点，致使第一电压与第二电压相等于一转态点。步骤D:禁能 重置信号W关闭开关W允许第一电压与第二电压产生一差异。步骤E:依照第一电压与第 二电压之间的差异的状态调整控制信号。步骤F:循环回到步骤C。
[0010] 在一实施例中，一种CMOS反相器的校正电路，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W及一有限状态机。第一可调式CMOS反相器与 受控于一控制信号，W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。第二可调式CMOS反相器亦受控于控制信号，W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。电阻禪接第一电路节点至第二电路节点。开关受控于一重 置信号，W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。在一些实施例中，控制信号是用W控制第一可调式CMOS反相器内的金氧半 (metal-oxidesemiconductor;M0巧晶体管的跨导W及第二可调式CMOS反相器内的MOS晶 体管的跨导。在一些实施例中，有限状态机W-迭代程序循环地致能重置信号、禁能重置信 号W及依照第一电压与第二电压之间的差异辨识需要的调整，藉W逐步地调整控制信号。
【附图说明】
[0011] 图1为W反相器为基础的运算放大器的示意图。
[0012] 图2A及图2B(统称为图2)为根据本发明一实施例的CMOS反相器的校正电路的 不意图。
[0013] 图3为适用在图2的校正电路的一可调式CMOS反相器的示意图。
[0014] 图4为根据本发明一实施例的校正方法的流程图。
[001引附图标记说明：
[001引100运算放大器[0017] 101电路节点
[001引102电路节点[001引 111 CMOS反相器
[0020] 112 CMOS反相器
[0021] 120电阻性负载
[0022] 130 円锁电路
[0023] 131 CMOS反相器
[0024] 132 CMOS反相器
[00巧]\电压
[002引 Vb 电压
[0027] Vc 电压
[002引 Vd 电压
[002引201第一电路节点
[0030] 202第二电路节点
[0031] 230可调式円锁电路
[0032] 231第一可调式CMOS反相器
[0033] 232第二可调式CMOS反相器
[0034] 240 开关
[0035] R 电阻
[0036] PCTL第一控制信号
[0037]NCTL第二控制信号 [00測RST重置信号
[0039]Vp 第一电压
[0040]Vn 第二电压
[0041]200校正电路
[0042]210有限状态机
[0043] TCTL第S控制信号
[0044]300可调式CMOS反相器
[0045]301 NMOS晶体管
[0046] 302 NMOS晶体管
[0047]303 PMOS晶体管
[0048]304 PMOS晶体管
[004引Vdd 供电节点
[0050]400校正方法
[0051] 410 由受控于一控制信号的第一可调式互补式金氧半反相器从第一电路节点接 收一第一电压并输出一第二电压至第二电路节点
[0052] 420 由受控于控制信号的第二可调式互补式金氧半反相器从第二电路节点接收 第二电压并输出第一电压至第一电路节点
[0053] 430 致能重置信号W开启开关W将第一电路节点短路至第二电路节点，致使第 一电压与第二电压相等于一转态点
[0054] 440禁能重置信号W关闭开关W允许第一电压与第二电压产生一差异 [00巧]450依照第一电压与第二电压之间的差异的状态调整控制信号
【具体实施方式】
[0056] 本发明设及CMOS反相器。W下的详细描述公开本发明各种可实行的实