KR101535332B1 - Current-Feedback Instrumentation Amplifier - Google Patents
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Abstract
전류 궤환 계측 증폭기가 개시된다. 증폭기의 오프셋 전압에 기인한 출력신호의 리플성분은 리플 제거부에서 스위칭 동작을 통해 샘플링된다. 샘플링된 신호에 대한 트랜스 컨덕턴딩과 적분동작을 통해 형성된 전압은 보상전류로 변환된다. 보상전류는 증폭기에 입력되어 오프셋 전압에 따른 영향을 상쇄한다. 따라서, 출력전압의 센싱에 필요한 대용량 커패시터의 사용은 회피되며, 공통 모드 이득은 빠르게 저감될 수 있다.A current-feedback measurement amplifier is disclosed. The ripple component of the output signal due to the offset voltage of the amplifier is sampled through the switching operation in the ripple removal. The voltage formed through the transconducting and integrating operations on the sampled signal is converted into a compensating current. The compensation current is input to the amplifier to offset the effect of the offset voltage. Therefore, the use of a large capacity capacitor required for sensing the output voltage is avoided, and the common mode gain can be rapidly reduced.
Description
본 발명은 전류 궤환 계측 증폭기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 출력단에서 발생되는 리플을 제거하기 위한 전류 궤환 계측 증폭기에 관한 것이다.The present invention relates to a current feedback measurement amplifier, and more particularly, to a current feedback measurement amplifier for removing ripple generated at an output terminal.
전류 궤환 계측 증폭기는 낮은 주파수 대역과 작은 신호를 가지는 생체신호의 획득에 사용된다. 이는 주로 생체 신호를 이용하는 센서의 아날로그-프론트 엔드의 입력단에 사용되는 경향을 가진다. 저주파 대역의 소신호의 증폭을 위해서는 오프셋 제거기능을 가지는 전류 궤환 계측 증폭기가 요구된다. 또한, 생체 신호 센서를 신체 내에 삽입하기 위해서는 소면적으로 구현하는 것이 필요하다.The current-feedback measurement amplifier is used for acquiring a bio-signal having a low frequency band and a small signal. This tends to be used mainly at the input of the analog-front end of a sensor that uses bio-signals. To amplify a small signal in a low frequency band, a current feedback measuring amplifier having an offset canceling function is required. In addition, in order to insert the bio-signal sensor into the body, it is necessary to implement it with a small area.
전류 궤환 계측 증폭기에서 입력단에서 발생되는 오프셋을 제거하기 위해 통상적으로 쵸퍼(chopper)가 사용된다. 그러나, 쵸퍼가 사용되는 경우, 출력전압에서 리플이 발생된다. 발생되는 리플을 제거하기 위해 리플 저감 루프(ripple reduction loop)가 사용된다. A chopper is typically used to remove the offset generated at the input stage in the current feedback measurement amplifier. However, when a chopper is used, ripple is generated in the output voltage. A ripple reduction loop is used to remove the generated ripple.
리플 저감 루프는 출력단에서 리플을 감지하는 커패시터 및 감지된 리플을 적분하고, 이를 입력단에 피드백하는 구성을 가진다. 특히, 출력단에서의 리플을 감지하기 위해 사용되는 커패시터로 인해 전류 궤환 계측 증폭기의 면적이 커지는 문제가 발생한다.The ripple reduction loop has a configuration for integrating a ripple sensing capacitor at the output and sensed ripple and feeding it back to the input stage. Particularly, there arises a problem that the area of the current-feedback measuring amplifier becomes large due to the capacitor used for detecting the ripple at the output terminal.
또한, 전류 궤환 계측 증폭기의 면적의 증가를 방지하기 위해 낮은 용량의 커패시터를 설계하는 경우, 출력단의 리플의 제거가 곤란해진다. 이는 전류 궤환 계측 증폭기에서 오프셋 전압의 제거가 완벽하지 않음을 의미한다. 오프셋 전압의 제거가 완벽하지 않은 경우, 동상 모드 이득(common mode gain)이 발생된다. 이는 차동신호의 형태로 입력되는 입력신호를 정확히 증폭할 수 없는 현상을 유발한다. 따라서, 전류 궤환 계측 증폭기의 동상 모드 제거비(common mode rejection ratio)를 이상적인 무한대값을 가지도록 하기 위해서는 출력단의 리플 전압의 제거가 필수적이다.Further, when a capacitor having a small capacity is designed to prevent an increase in the area of the current-feedback measurement amplifier, it is difficult to remove the ripple at the output stage. This means that the elimination of the offset voltage in the current-feedback measurement amplifier is not perfect. If the removal of the offset voltage is not perfect, then a common mode gain is generated. This causes a phenomenon in which an input signal input in the form of a differential signal can not be amplified accurately. Therefore, it is essential to remove the ripple voltage at the output stage in order to make the common mode rejection ratio of the current feedback measurement amplifier have an ideal infinite value.
따라서, 생체 신호 등의 저주파 대역과 낮은 레벨의 신호를 감지하고 증폭하되, 소면적의 구현이 가능한 전류 궤환 계측 증폭기는 요청된다 할 것이다.Therefore, a current-feedback measuring amplifier capable of sensing and amplifying a low-frequency band and a low-level signal such as a living body signal and capable of realizing a small area will be required.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 소면적의 구현기 가능하고 높은 동상 모드 제거비를 가지는 전류 궤환 계측 증폭기를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a current feedback measurement amplifier having a small area and a high common mode rejection ratio.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 입력신호를 수신하고, 쵸핑 클럭에 상응하여 상기 입력신호를 쵸핑하기 위한 제1 쵸퍼; 상기 제1 쵸퍼의 출력을 수신하고, 이를 증폭하기 위한 증폭기; 상기 증폭기의 출력에 대해 상기 쵸핑 클럭에 상응하는 쵸핑동작을 수행하고 출력신호를 형성하기 위한 제2 쵸퍼; 및 상기 출력신호를 수신하여 상기 출력신호의 변동구간에 상응하는 보상전류를 형성하고, 상기 보상전류를 상기 증폭기에 공급하여 공통 모드 이득을 저감하기 위한 리플 제거부를 포함하는 전류 궤환 계측 증폭기를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a chopper comprising: a first chopper for receiving an input signal and chopping the input signal according to a chopping clock; An amplifier for receiving the output of the first chopper and amplifying the output; A second chopper for performing a chopping operation corresponding to the chopping clock with respect to an output of the amplifier and forming an output signal; And a ripple rejection unit for receiving the output signal to form a compensation current corresponding to the variation period of the output signal and supplying the compensation current to the amplifier to reduce the common mode gain .
본 발명의 상기 과제는, 입력신호를 수신하고, 증폭기를 이용하여 상기 입력신호를 증폭하여 출력신호를 형성하는 전향경로; 및 상기 출력신호를 수신하여 상기 출력신호의 변동구간에 상응하는 보상전류를 형성하고, 상기 보상전류를 상기 증폭기에 공급하여 공통 모드 이득을 저감하기 위한 리플 제거부를 포함하는 전류 궤환 계측 증폭기의 제공을 통해서도 달성된다.The above object of the present invention is also achieved by a method for amplifying an input signal, comprising: a forward path for receiving an input signal and amplifying the input signal using an amplifier to form an output signal; And a ripple rejection unit for receiving the output signal to form a compensation current corresponding to a variation period of the output signal and supplying the compensation current to the amplifier to reduce the common mode gain, .
상술한 본 발명에 따르면, 출력신호는 리플 제거부에서 샘플링 동작을 통해 샘플링되고, 홀딩된다. 또한, 적분 및 트랜스컨덕팅 동작을 통해 출력신호의 리플 성부에 상응하는 보상전류가 형성된다. 따라서, 증폭동작을 수행하는 증폭기의 오프셋 성분을 효과적으로 제거할 수 있으며, 출력단에서 발생되는 리플 성분의 감지 또는 제거를 위해 사용되는 대용량의 커패시터의 사용이 회피된다. 이를 통해 칩의 면적을 최소화할 수 있다.According to the present invention described above, the output signal is sampled and held through a sampling operation in the ripple removal. In addition, a compensation current corresponding to the ripple portion of the output signal is formed through the integration and transconducting operations. Accordingly, the offset component of the amplifier performing the amplification operation can be effectively removed, and the use of the large capacity capacitor used for sensing or removing the ripple component generated at the output stage is avoided. This minimizes the area of the chip.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전류 궤환 계측 증폭기를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 1에 도시된 제1 쵸퍼 또는 제2 쵸퍼를 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 1의 리플 제거부의 샘플/홀딩 회로를 도시한 회로도이다.
도 4는 상기 도 3의 샘플/홀딩 회로의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 1의 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지를 도시한 회로도이다.
도 6은 상기 도 5의 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 1의 적분기를 도시한 회로도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 1의 제2 트랜스컨덕턴스 스테이지의 일례를 도시한 회로도이다.
도 9는 상기 도 7의 적분기 및 상기 도 8의 제2 트랜스컨덕턴스 스테이지의의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 1의 증폭기의 일례를 도시한 회로도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도 1의 전류 궤환 계측 증폭기의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.1 is a block diagram illustrating a current feedback measurement amplifier according to a preferred embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a circuit diagram showing the first chopper or the second chopper shown in Fig. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram showing the sample / holding circuit of the ripple removal device of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a timing chart for explaining the operation of the sample / holding circuit of FIG.
5 is a circuit diagram illustrating the first transconductance stage of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a timing chart for explaining the operation of the first transconductance stage of FIG.
FIG. 7 is a circuit diagram showing the integrator of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
Fig. 8 is a circuit diagram showing an example of the second transconductance stage of Fig. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a timing chart for explaining the operation of the integrator of FIG. 7 and the second transconductance stage of FIG. 8;
10 is a circuit diagram showing an example of the amplifier of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
11 is a timing chart for explaining the operation of the current feedback measurement amplifier of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시예Example
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전류 궤환 계측 증폭기를 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a current feedback measurement amplifier according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 전류 궤환 계측 증폭기는 전향경로(100) 및 리플 제거부(200)를 가진다. 전향경로(100)는 입력신호 Vin을 수신하고, 이를 증폭하여 출력신호 Vout을 형성한다. 또한, 리플 제거부(200)는 출력신호 Vout을 샘플링 및 홀딩하고, 샘플링된 값에 상응하는 전류로의 변환, 적분동작 및 보상전류 Icomp의 형성을 통해 이를 전향경로(100)를 구성하는 증폭기에 인가한다. 공급되는 보상전류 Icomp는 전향경로(100)에 포함된 증폭기의 오프셋 전압에 따른 공통 모드 이득을 상쇄한다.Referring to FIG. 1, the current-feedback measurement amplifier has a
상기 전향경로는 제1 쵸퍼(110), 증폭기(120), 제2 쵸퍼(130) 및 스파크 필터(140)를 가진다.The forward path has a
제1 쵸퍼(110)는 입력신호 Vin에 대한 쵸핑 동작을 통해 입력신호 Vin에 대해 공급되는 쵸핑 클럭 CLKch에 상응하는 구형파를 형성한다. 예컨대, 입력신호 Vin이 차동신호로 일정한 레벨을 가지는 경우, 제1 쵸퍼(110)의 출력은 하이 레벨과 로우 레벨이 반복되는 구형파를 형성한다. 형성된 파형은 증폭기(120)에 입력된다. 만일 입력신호 Vin이 차동신호의 형태가 아닌 동상 모드로 입력되는 경우, 제1 쵸퍼(110)의 출력은 크기가 일정하거나, 크기의 변동이 발생되지 않을 수 있다.The
증폭기(120)는 제1 쵸퍼(110)의 출력을 수신하고 소정의 이득을 가지고 이를 증폭한다. 증폭기(120)의 출력은 제2 쵸퍼(130)로 입력된다. 또한, 증폭기에는 리플 제거부(200)의 출력인 보상전류 Icomp가 인가된다. 보상전류 Icomp의 공급에 의해 증폭기(200)가 가지는 오프셋 전압은 일정 부분 상쇄될 수 있다. 다만, 보상전류 Icomp가 증폭기가 가지는 오프셋 전압을 상쇄하기 불충분한 경우, 증폭기(200)는 일정한 이득을 가지고 차동신호를 출력한다.The
제2 쵸퍼(130)는 증폭기(120)의 출력에 대한 쵸핑 동작을 수행한다. 제2 쵸퍼(130)에서의 쵸핑 동작을 통해 증폭기(120)의 차동 출력신호는 소정의 파형으로 변형된다. 또한, 제2 쵸퍼(130)는 인가되는 쵸핑 클럭 CLKch에 상응하는 쵸핑 동작을 통해 증폭기(120)의 출력에 포함된 노이즈 성분을 일정 부분 제거할 수 있다. 제2 쵸퍼(130)의 출력은 스파크 필터(130)로 입력된다.The
스파크 필터(140)는 제2 쵸퍼(130)의 출력을 수신하고, 제2 쵸퍼(130)의 출력에 포함된 스파크 성분을 제거한다. 스파크 필터(140)의 출력은 전류 궤환 계측 증폭기의 출력신호 Vout으로 사용된다.The
리플 제거부(200)는 전류 궤환 계측 증폭기의 출력신호 Vout을 수신하고, 이에 상응하는 보상 전류 Icomp를 형성한다. 상기 보상 전류 Icomp는 증폭기(120)로 인가되어 증폭기(120)가 가지는 오프셋을 제거한다.The
이를 위해 리플 제거부(200)는 샘플/홀딩 회로(210), 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지(220), 적분기(230) 및 제2 트랜스컨덕턴스 스테이지(240)를 가진다.To this end, the
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 1에 도시된 제1 쵸퍼 또는 제2 쵸퍼를 도시한 회로도이다.Fig. 2 is a circuit diagram showing the first chopper or the second chopper shown in Fig. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 제1 쵸퍼(110) 또는 제2 쵸퍼(130)는 4개의 스위치들 SW1 내지 SW4를 가진다. 제1 스위치 SW1 및 제4 스위치 SW4는 쵸핑 클럭 CLKch에 따라 온/오프 동작을 수행한다. 예컨대 쵸핑 클럭 CLKch가 하이 레벨인 경우, 제1 스위치 SW1 및 제4 스위치 SW4는 온된다. 또한, 제2 스위치 SW2 및 제3 스위치 SW3은 반전된 쵸핑 클럭 /CLKch가 하이 레벨인 경우, 턴온 동작을 수행한다. 상기 초핑 클럭 CLKch와 반전된 쵸핑 클럭 /CLKch는 상호 상보적인 관계를 가진다.Referring to FIG. 2, the
따라서, 입력신호 Vin이 인가되고, 쵸핑 클럭 CLKch가 하이 레벨인 구간에서 쵸퍼는 입력신호를 위상의 변화없이 출력한다. 또한, 쵸핑 클럭 CLKch가 로우 레벨이 구간에서 쵸퍼는 입력신호의 위상이 반전된 신호를 출력한다.Accordingly, in the section where the input signal Vin is applied and the chopping clock CLKch is at the high level, the chopper outputs the input signal without changing the phase. In addition, when the chopping clock CLKch is low level, the chopper outputs a signal whose phase of the input signal is inverted.
상기 도 1에서 제1 쵸퍼(110), 증폭기(120) 및 제2 쵸퍼(130)의 동작을 살펴보면, 입력신호 Vin이 일정한 전압차를 가지고 인가되거나, 동상 모드로 인가된다고 가정한다. 차동 모드로 입력신호 Vin이 일정한 값을 가지는 경우, 쵸핑 클럭 CLKch의 동작 및 반전된 쵸핑 클럭 /CLKch의 수신에 따른 제1 쵸퍼(110)의 동작에 따라 증폭기(120)에는 구형의 파형이 입력된다. 또한, 동상 모드의 입력이 인가되는 경우 제1 쵸퍼(110)는 동상모드의 신호를 증폭기(120)에 입력할 수 있다.Referring to FIG. 1, the operation of the
또한, 증폭기(120)는 제1 쵸퍼(110)의 출력신호를 수신하고, 리플 제거부(200)로부터 공급되는 보상전류 Icomp를 수신한다. 만일 보상전류 Icomp가 가변적이 아니고, 일정한 레벨을 가지는 것으로 가정하거나, 보상전류 Icomp가 발생하지 않는다고 가정한다면, 증폭기(120) 및 제2 쵸퍼(130)를 거친 신호는 리플을 가진 출력신호 Vout를 형성한다. 이는 증폭기(120)의 입력단의 어느 한쪽에서 형성된 오프셋 전압에 기인한다.The
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 1의 리플 제거부의 샘플/홀딩 회로를 도시한 회로도이다.3 is a circuit diagram showing the sample / holding circuit of the ripple removal device of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 상기 도 3의 샘플/홀딩 회로의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.4 is a timing chart for explaining the operation of the sample / holding circuit of FIG.
도 3 및 도 4를 참조하면, 샘플/홀딩 회로는 양의 피크 검출부(211) 및 음의 피크 검출부(212)를 가진다.Referring to Figs. 3 and 4, the sample / holding circuit has a positive
양의 피크 검출부(211)는 양의 피크 클럭 CLKph에서 온/오프 동작을 수행하는 스위치들로 구성되고, 음의 피크 검출부(212)는 음의 피크 클럭 CLKpl에서 온/오프 동작을 수행하는 스위치들로 구성된다.The
먼저, 양의 피크 클럭 CLKph가 활성화된 구간에서 양의 피크 검출부(211)는 출력신호 Vout의 상승구간에서의 신호를 샘플링한다. 이후에 양의 피크 클럭 CLKph가 로우 레벨인 구간에서는 샘플링된 출력신호 Vout의 값을 홀딩한다. 따라서, 양의 피크 신호 Vph는 출력신호 Vout의 상승구간에서 출력신호 Vout을 샘플링하고, 홀딩한다.First, the
또한, 음의 피크 클럭 CLKpl이 활성화된 구간에서 음의 피크 검출부(212)는 출력신호 Vout의 하강구간에서 출력신호 Vout을 샘플링하고 홀딩한다. 따라서, 음의 피크 신호 Vpl은 음의 피크 클럭 CLKpl이 하이 레벨인 구간에서 출력신호 Vout의 하강 양상을 샘플링하고, 나머지 로우 레벨의 구간에서는 이를 홀딩한다.In addition, during a period in which the negative peak clock CLKpl is activated, the
상기 도 4에서 출력신호 Vout의 리플 성분은 일정한 삼각파형을 가지는 것으로 가정한다. 다만, 본 발명에서의 출력신호 Vout의 성분은 시간의 경과에 따라 감소하는 양상을 가진다. 따라서, 양의 피크 신호 Vph 및 음의 피크 신호 Vpl의 피크 값은 시간의 경과에 따라 감소하는 양상을 가진다.It is assumed in FIG. 4 that the ripple component of the output signal Vout has a constant triangular waveform. However, the component of the output signal Vout in the present invention has a tendency to decrease with time. Therefore, the peak value of the positive peak signal Vph and the peak value of the negative peak signal Vpl have a tendency to decrease with time.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 1의 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지를 도시한 회로도이다.5 is a circuit diagram illustrating the first transconductance stage of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
도 6은 상기 도 5의 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.6 is a timing chart for explaining the operation of the first transconductance stage of FIG.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지는 바이어스부(221), 양의 트랜스컨덕턴스부(222) 및 음의 트랜스컨덕턴스부(223)를 가진다.5 and 6, the first transconductance stage has a
바이어스부(221)는 제1 바이어스 트랜지스터 Mb1 및 제2 바이어스 트랜지스터 Mb2를 가진다. 제1 바이어스 트랜지스터 Mb1는 양의 전원전압 VDD와 제1 노드 N1사이에 연결되고, 제2 바이어스 트랜지스터 Mb2는 접지와 제2 노드 N2사이에 연결된다. 제1 바이어스 트래지스터 Mb1을 흐르는 바이어스 전류는 제1 바이어스 Vb1에 의해 결정되고, 제2 바이어스 트랜지스터 Mb2를 흐르는 바이어스 전류는 제2 바이어스 Vb2에 의해 결정된다. 또한, 각각의 바이어스 트랜지스터들을 흐르는 바이어스 전류들은 상호 동일함이 바람직하다.The
또한, 양의 트랜스컨덕턴스부(222)는 제1 노드 N1 및 제2 노드 N2 사이에 연결되고, 4개의 트랜지스터들 M1 내지 M4를 가진다. 제1 트랜지스터 M1 및 제2 트랜지스터 M2의 게이트 단자는 공통 연결되고, 양의 피크 신호 Vph+를 수신한다. 또한, 제3 트랜지스터 M3 및 제4 트랜지스터 M4의 게이트 단자들은 공통연결되고, 양의 피크 신호 Vph-를 수신한다. 상기 도 5에서 양의 피크 신호 Vph는 차동 신호의 양상으로 입력되므로 각각의 입력단자에 입력되는 신호를 Vph+ 및 Vph-로 표기한다. 이는 음의 피크 신호 Vpl에서도 동일하게 적용된다. 따라서, 음의 피크 신호 Vpl은 Vpl+와 Vpl-의 차이값이 된다.Further, a
음의 트랜스컨덕턴스부(223)는 양의 트랜스컨덕턴스부(222)와 상호 병렬연결되고, 제1 노드 N1 및 제2 노드 N2 사이에 연결된다. 또한, 4개의 트랜지스터들 M5 내지 M8을 가지며, 제5 트랜지스터 M5와 제6 트랜지스터 M6의 게이트 단자는 공통 연결되고, 음의 피크 신호 Vpl+를 수신한다. 또한, 제7 트랜지스터 M7과 제8 트랜지스터 M8의 게이트 단자들은 공통 연결되며, 음의 피크 신호 Vpl-를 수신한다.The
양의 피크 신호 Vph가 상승하는 제1 구간 T1에서 게이트에 인가되는 전압의 상승으로 인해 제1 트랜지스터 M1을 흐르는 전류는 감소하고, 제2 트랜지스터 M2를 흐르는 전류는 증가한다. 따라서, 음의 출력 노드 IGM1-로부터 제2 트랜지스터 M2를 향하여 유입되는 전류는 증가하는 양상을 가진다. 또한, 상승하는 양의 피크 신호 Vph로 인해 제3 트랜지스터 M3을 흐르는 전류는 증가하고, 제4 트랜지스터 M4를 흐르는 전류는 감소한다. 따라서, 제3 트랜지스터 M3으로부터 양의 출력 노드 IGM1+로 흐르는 전류는 증가한다.The current flowing through the first transistor M1 decreases and the current flowing through the second transistor M2 increases due to the rise of the voltage applied to the gate in the first section T1 in which the positive peak signal Vph rises. Therefore, the current flowing from the negative output node IGM1- to the second transistor M2 has an increasing aspect. Further, the current flowing through the third transistor M3 increases due to the ascending positive peak signal Vph, and the current flowing through the fourth transistor M4 decreases. Thus, the current flowing from the third transistor M3 to the positive output node IGM1 + increases.
따라서, 양의 피크 신호 Vph가 증가하는 구간에서 트랜스컨덕턴스 출력전류 IGM1은 증가하는 양상을 가진다.Therefore, the transconductance output current IGM1 increases in the period in which the positive peak signal Vph increases.
또한, 양의 피크 신호 Vph와 음의 피크 신호 Vpl이 홀딩 상태에 있는 제2 구간 T2에서 양의 트랜스컨덕턴스부(222)와 음의 트랜스컨덕턴스부(223)에 인가되는 입력신호들의 변동은 발생되지 않는다. 따라서, 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지로부터 출력되는 전류 IGM1은 일정한 상태를 유지한다. Further, in the second section T2 where the positive peak signal Vph and the negative peak signal Vpl are in the holding state, fluctuations of the input signals applied to the
계속해서, 음의 피크 신호 Vpl이 감소되는 제3 구간 T3에서 양의 피크 신호 Vph는 일정한 레벨로 홀딩된 상태이다.Subsequently, the positive peak signal Vph is held at a constant level in the third section T3 in which the negative peak signal Vpl is decreased.
제3 구간 T3에서 음의 피크 신호 Vpl은 감소된다. 따라서, 제5 트랜지스터 M5 및 제6 트랜지스터 M6의 게이트 전압은 감소되는 경향을 가지고, 제7 트랜지스터 M7 및 제8 트랜지스터 M8의 게이트 전압은 상대적으로 증가되는 양상을 가진다. 이는 제5 트랜지스터 M5를 흐르는 전류가 증가하고, 제6 트랜지스터 M6를 흐르는 전류가 감소함을 의미한다. 따라서, 제5 트랜지스터 M5로부터 양의 출력 단자 IGM1+로 유출되는 전류는 증가한다. 또한, 음의 출력 단자 IGM1-로부터 제6 트랜지스터 M6으로 유입되는 전류도 증가한다. 이는 음의 피크 신호 Vpl가 감소되는 시간까지 지속된다.In the third section T3, the negative peak signal Vpl is reduced. Therefore, the gate voltages of the fifth transistor M5 and the sixth transistor M6 tend to decrease, and the gate voltages of the seventh transistor M7 and the eighth transistor M8 are relatively increased. This means that the current flowing through the fifth transistor M5 increases and the current flowing through the sixth transistor M6 decreases. Therefore, the current flowing from the fifth transistor M5 to the positive output terminal IGM1 + increases. Further, the current flowing from the negative output terminal IGM1- to the sixth transistor M6 also increases. This lasts until the time when the negative peak signal Vpl is reduced.
이후 양의 피크 신호 Vph와 음의 피크 신호 Vpl이 일정한 레벨을 유지하는 제4 구간 T4에서 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지는 일정한 레벨을 출력한다. 다만, 출력신호 Vout의 변동폭이 시간에 따라 서서히 감소하는 경우, 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지의 출력전류 IGM1의 레벨도 서시히 감소하는 경향을 가진다. 이는 양의 피크 신호 Vph와 음의 피크 신호 Vpl의 변동폭의 감소에 기인한다.The first transconductance stage outputs a constant level in the fourth section T4 where the positive peak signal Vph and the negative peak signal Vpl maintain a constant level. However, when the fluctuation width of the output signal Vout gradually decreases with time, the level of the output current IGM1 of the first transconductance stage also tends to decrease gradually. This is due to the reduction of the fluctuation width of the positive peak signal Vph and the negative peak signal Vpl.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 1의 적분기를 도시한 회로도이다.FIG. 7 is a circuit diagram showing the integrator of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 1의 제2 트랜스컨덕턴스 스테이지의 일례를 도시한 회로도이다.Fig. 8 is a circuit diagram showing an example of the second transconductance stage of Fig. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
도 9는 상기 도 7의 적분기 및 상기 도 8의 제2 트랜스컨덕턴스 스테이지의의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.FIG. 9 is a timing chart for explaining the operation of the integrator of FIG. 7 and the second transconductance stage of FIG. 8;
도 7, 도 8 및 도 9를 참조하면, 적분기는 통상의 구성을 가진다. 따라서, 증폭기와 커패시터로 구성되는 구조를 가진다. 적분기에는 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지의 출력전류 IGM1이 인가된다. 적분기는 적분 클럭 CLKint에 따라 스위칭 동작을 수행하고, 이에 따라 적분동작이 수행된다.Referring to Figures 7, 8 and 9, the integrator has a conventional configuration. Therefore, it has a structure composed of an amplifier and a capacitor. The output current IGM1 of the first transconductance stage is applied to the integrator. The integrator performs the switching operation in accordance with the integral clock CLKint, and thus the integral operation is performed.
상기 적분 클럭 CLKint는 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지의 출력전류 IGM1의 상승 구간에서 비활성화된다. 따라서, 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지 출력전류 IGM1이 상승하는 구간에서 적분동작은 발생하지 않으며, 출력전류 IGM1이 일정한 레벨을 형성하는 구간에서 적분동작이 수행된다. 따라서, 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지의 출력전류 IGM1의 변동폭이 서서히 감소하는 상황인 경우, 적분기의 출력 Vint는 일정한 레벨로 수렴하는 경향을 가진다.The integral clock CLKint is deactivated in the rising period of the output current IGM1 of the first transconductance stage. Therefore, the integration operation is not performed in the period in which the first transconductance stage output current IGM1 rises, and the integration operation is performed in the section in which the output current IGM1 forms a constant level. Therefore, in a situation where the fluctuation width of the output current IGM1 of the first transconductance stage gradually decreases, the output Vint of the integrator tends to converge to a constant level.
상기 제2 트랜스컨덕턴스 스테이지는 차동신호의 형태로 입력되는 적분기의 출력전압 Vint를 전류로 변환한다. 다만, 입력되는 전압신호의 크기에 비례하는 출력전류를 형성할 수 있다면 여하한 구성이라도 가능할 것이다.The second transconductance stage converts the output voltage Vint of the integrator, which is input in the form of a differential signal, into a current. However, any configuration can be used as long as it can form an output current proportional to the magnitude of the input voltage signal.
제2 트랜스컨덕턴스 스테이지에서 차동형태로 입력되는 적분기의 출력전압 Vint의 레벨이 증가하는 경우, 양의 적분신호 Vint+는 상승하고, 음의 적분신호 Vint-는 감소하는 것으로 해석된다.When the level of the output voltage Vint of the integrator input in differential form in the second transconductance stage increases, the positive integral signal Vint + increases and the negative integral signal Vint- decreases.
따라서, 트랜지스터 Q1을 흐르는 전류는 감소하고, 트랜지스터 Q2를 흐르는 전류는 증가한다. 이는 전류 미러의 구성을 가지는 트랜지스터 Q3 및 Q4로 복사되고, 다른 전류 미러의 구성을 가지는 트랜지스터 Q5 및 Q6으로 복사된다. 따라서, 트랜지스터 Q7을 흐르는 전류는 감소하고, 트랜지스터 Q8을 흐르는 전류는 증가한다.Therefore, the current flowing through the transistor Q1 decreases and the current flowing through the transistor Q2 increases. This is copied to the transistors Q3 and Q4 having the configuration of the current mirror and copied to the transistors Q5 and Q6 having the configuration of the other current mirror. Thus, the current flowing through transistor Q7 decreases and the current through transistor Q8 increases.
또한, 바이어스 전압 Vbiasp1에 의해 바이어스 전류는 일정한 값을 가진다. 따라서, 트랜지스터 Q7을 흐르는 전류의 감소에 의해 출력전류 Icomp+은 증가된 양상으로 출력단으로 유출되고, 트랜지스터 Q8을 흐르는 전류의 증가로 인해 출력전류 Icomp-는 증가된 양상으로 출력단을 향해 유입된다. 또한, 상기 도 8에서 Vcasp, Vcasn 및 Vbiasp2는 각각의 트랜지스터의 바이어스 전압으로 해석된다.Further, the bias current has a constant value due to the bias voltage Vbiasp1. Accordingly, the output current Icomp + flows out to the output terminal in an increased manner due to the decrease in the current flowing through the transistor Q7, and the output current Icomp- flows in the increased direction due to the increase in the current flowing through the transistor Q8. 8, Vcasp, Vcasn and Vbiasp2 are interpreted as bias voltages of the respective transistors.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 1의 증폭기의 일례를 도시한 회로도이다.10 is a circuit diagram showing an example of the amplifier of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
본 실시예의 증폭기는 일정한 오프셋 전압을 가지고 입력전압에 대한 소정의 증폭동작을 수행할 수 있는 소자라면 어느 것이나 적용가능할 것이다.The amplifier of this embodiment will be applicable to any device capable of performing a predetermined amplification operation on the input voltage with a constant offset voltage.
도 10을 참조하면, 증폭기는 보상전류 공급부(121) 및 증폭부(122)를 가진다.Referring to FIG. 10, the amplifier has a compensation
보상전류 공급부(122)는 전류 미러 형태로 공급될 수 있다. 또한, 상기 보상전류 공급부(122)는 제2 트랜스컨덕턴스 스테이지의 출력인 보상전류 Icomp을 수신한다.The compensation
증폭부(122)는 제1 증폭부(123)와 제2 증폭부(124)를 가진다. 각각의 증폭부는 공통 소스 및 소스 폴로워가 직렬연결된 캐스코드 구성을 가질 수 있다. 예컨대, 양의 입력신호 Vinp는 트랜지스터 Q11의 공통 소스 증폭동작에 의해 반전된 위상으로 트랜지스터 Q12의 게이트 단자에 인가된다. 또한, 트랜지스터 Q12는 소스 폴로워 동작을 통해 입력이 반전되고 증폭된 신호 Voutn을 출력한다.The
만일, 입력단에 인가되는 2개의 차동 입력 Vinp 및 Vinn이 동일한 레벨을 가지는 경우, 출력단에서의 전압차는 나타나지 않는 것이 이상적이다. 그러나, 입력단을 구성하는 트랜지스터 Q11에 오프셋 전압 Voff가 존재하는 경우, 출력단의 전압차는 나타난다. 예컨대, 양의 입력신호 Vinp와 음의 입력신호 Vinn가 동일한 경우, 트랜지스터 Q11에서 발생된 오프셋 전압 Voff으로 인해 트랜지스터 Q11의 소스 단자의 전압은 상승하고, 트랜지스터 Q12의 소스 단자의 전압은 하강하며, 저항 R1을 통해 오프셋 전류 Ioff가 흐르게 된다. 만일, 보상전류 공급부(121)가 구비되지 않는 경우, 오프셋 전류 Ioff는 저항 R1 및 트랜지스터 Q13, 저항 R2 및 트랜지스터 Q14를 흐르고, 출력단은 일정한 전압차를 출력한다.If the two differential inputs Vinp and Vinn applied to the input terminal have the same level, it is ideal that the voltage difference at the output terminal does not appear. However, when the offset voltage Voff is present in the transistor Q11 constituting the input terminal, the voltage difference at the output terminal appears. For example, when the positive input signal Vinp and the negative input signal Vinn are the same, the voltage at the source terminal of the transistor Q11 rises due to the offset voltage Voff generated at the transistor Q11, the voltage at the source terminal of the transistor Q12 falls, The offset current Ioff flows through R1. If the compensation
그러나, 보상전류 공급부(121)에서 보상전류 Icomp이 인가되는 경우, 보상전류 Icomp은 오프셋 전류를 형성한다. 따라서, 오프셋 전류는 저항 R1 및 트랜지스터 Q13, 저항 R2 및 트랜지스터 Q14를 흐르지 않으며, 증폭기는 동일 레벨의 입력이 인가되면, 0V 레벨의 차동신호를 생성한다.However, when the compensation current Icomp is applied in the compensation
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도 1의 전류 궤환 계측 증폭기의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.11 is a timing chart for explaining the operation of the current feedback measurement amplifier of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1 및 도 11을 참조하면, 쵸핑 스파크 필터(140)를 거친 출력신호 Vout은 증폭기(120)의 오프셋 전압에 기인하여 대략 삼각파의 양상을 가진다. 특히, 쵸핑 스파크 필터(140)는 삼각파에 포함된 스파크 성분을 제거할 수 있으나, 증폭기(120)의 입력단에 형성된 오프셋에 기인하여 삼각파형으로 맥류하는 전압의 리플 성분을 제거하지 못한다. 따라서, 출력신호 Vout은 증폭기(120)의 입력 오프셋 전압에 기인하여 맥류하는 삼각파형을 형성하되, 쵸핑 클럭 CLKch에 동기하여 상승 구간과 하강 구간을 반복한다. 이는 쵸퍼들(110, 130)의 고유한 동작에 기인한다.Referring to FIGS. 1 and 11, the output signal Vout through the chopping
쵸핑 스파크 필터(140)를 통과한 출력신호 Vout은 리플 제거부(200)로 입력된다. 리플 제거부(200)는 출력신호 Vout에 나타난 삼각파형의 리플 성분을 제거하기 위한 보상 전류 Icomp를 형성한다. 보상 전류 Icomp에 의해 최종적인 출력은 차동출력이 0인 상태로 수렴된다.The output signal Vout that has passed through the chopping
먼저, 리플 제거부(200)의 샘플/홀딩 회로(210)는 양의 피크 클럭 CLKch의 활성화 구간에서 상승구간에 있는 출력신호 Vout을 샘플링하고 홀딩한다. 또한, 음의 피크 클럭 CLKpl의 활성화 구간에서 하강상태인 출력신호 Vout을 샘플링하고 홀딩한다. 샘플/홀딩 회로(210)에서 형성된 양의 피크 신호 Vph와 음의 피크 신호 Vpl이 가지는 신호의 차이는 출력신호 Vout의 리플 성분의 차이값이 된다.First, the sample / holding
또한, 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지(220)는 입력되는 양의 피크 신호 Vph 및 음의 피크 신호 Vpl을 수신하고, 이를 전류로 변환한다. 전류로의 변환시, 양의 피크 신호 Vph의 변동구간에서 전류는 변동되는 양상을 가진다. 따라서, 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지(220)는 샘플/홀딩 회로(210)의 출력신호의 변동에 상응하는 출력전류 IGM1을 형성한다. Further, the
제1 트랜스컨덕턴스 스테이지(220)의 출력전류 IGM1은 적분기(230)에 입력되고, 적분기(230)는 적분 클럭 CLKint가 활성화되는 구간에서 적분동작을 수행한다. 상기 적분 클럭 CLKint는 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지(220)의 출력전류 IGM1이 변동이 없는 구간 또는 출력전압 Vout의 차이가 홀딩된 구간에서 활성화된다. 적분기(230)에서 형성된 적분신호 Vint는 제2 트랜스컨덕턴스 스테이지(240)에 입력된다.The output current IGM1 of the
제2 트랜스컨덕턴스 스테이지(240)는 적분신호를 수신하여 보상전류 Icomp를 형성한다. 보상전류 Icomp는 증폭기(120)에 공급되어 오프셋 성분에 따른 공통 모드 이득을 상쇄한다. 이를 통해 공통 모드 이득이 획기적으로 저감되고, 출력단에 대한 감지를 위한 대용량의 커패시터의 사용은 회피된다.The
상술한 본 발명을 통해 전류 궤환 계측 증폭기는 증폭동작을 수행하는 증폭기의 오프셋 성분을 효과적으로 제거할 수 있으며, 출력단에서 발생되는 리플 성분의 감지 또는 제거를 위해 사용되는 대용량의 커패시터의 사용이 회피된다. 이를 통해 칩의 면적을 최소화할 수 있다.According to the present invention, the current feedback measurement amplifier can effectively remove the offset component of the amplifier performing the amplification operation, and the use of the large capacity capacitor used for sensing or removing the ripple component generated at the output terminal is avoided. This minimizes the area of the chip.
100 : 전향경로 110 : 제1 쵸퍼
120 : 증폭기 130 : 제2 쵸퍼
140 : 쵸핑 스파크 필터 200 : 리플 제거부
210 : 샘플/홀딩 회로 220 : 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지
230 : 적분기 240 : 제2 트랜스컨덕턴스 스테이지100: forward path 110: first chopper
120: amplifier 130: second chopper
140: chopping spark filter 200: ripple removal
210: sample / holding circuit 220: first transconductance stage
230: integrator 240: second transconductance stage
Claims (12)
상기 제1 쵸퍼의 출력을 수신하고, 이를 증폭하기 위한 증폭기;
상기 증폭기의 출력에 대해 상기 쵸핑 클럭에 상응하는 쵸핑동작을 수행하고 출력신호를 형성하기 위한 제2 쵸퍼; 및
상기 출력신호에 대한 샘플링 및 홀딩동작을 수행하고, 상기 샘플링된 값에 상응하는 전류로의 변환, 적분동작 및 보상전류를 형성하여 상기 보상전류를 상기 증폭기에 공급하는 리플 제거부를 포함하고,
상기 리플 제거부는,
상기 출력신호를 샘플링하고 홀딩하기 위한 샘플/홀딩 회로;
상기 샘플/홀딩 회로의 출력을 수신하고, 상기 샘플/홀딩 회로의 출력의 변동을 전류로 변환하기 위한 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지;
상기 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지의 출력전류를 적분하여 적분신호를 형성하기 위한 적분기; 및
상기 적분신호를 수신하고, 상기 증폭기의 오프셋 전압을 상쇄하기 위한 상기 보상전류를 형성하는 제2 트랜스컨덕턴스 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 궤환 계측 증폭기.A first chopper for receiving an input signal and chopping the input signal in accordance with a chopping clock;
An amplifier for receiving the output of the first chopper and amplifying the output;
A second chopper for performing a chopping operation corresponding to the chopping clock with respect to an output of the amplifier and forming an output signal; And
And a ripple removal unit for performing a sampling and holding operation on the output signal and for converting the current into a current corresponding to the sampled value, forming an integration operation and a compensation current, and supplying the compensation current to the amplifier,
Wherein the ripple-
A sample / hold circuit for sampling and holding said output signal;
A first transconductance stage for receiving an output of the sample / holding circuit and for converting a variation of the output of the sample / holding circuit into a current;
An integrator for integrating an output current of the first transconductance stage to form an integration signal; And
And a second transconductance stage for receiving the integrated signal and forming the compensating current for canceling the offset voltage of the amplifier.
상기 출력신호의 상승구간에서 활성화되어 샘플링 동작을 수행하고 양의 피크 신호를 출력하는 양의 피크 검출부; 및
상기 출력신호의 하강구간에서 활성화되어 샘플링 동작을 수행하고 음의 피크 신호를 출력하는 음의 피크 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 궤환 계측 증폭기.The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the sample /
A positive peak detector which is activated in the rising period of the output signal to perform a sampling operation and output a positive peak signal; And
And a negative peak detector which is activated in a falling period of the output signal to perform a sampling operation and output a negative peak signal.
상기 양의 피크 신호를 수신하고, 상기 양의 피크 신호가 변동하는 구간에서 출력전류를 증가시키고, 상기 음의 피크 신호를 수신하고, 상기 음의 피크 신호가 변동하는 구간에서 출력전류를 증가시키는 것을 특징으로 하는 전류 궤환 계측 증폭기.4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the first transconductance stage comprises:
Increasing the output current in a period in which the positive peak signal fluctuates, receiving the negative peak signal, and increasing the output current in the period in which the negative peak signal fluctuates Features a current feedback instrumentation amplifier.
상기 양의 피크 신호를 수신하고, 상기 양의 피크 신호가 상승하는 구간에서 출력전류를 증가시키는 양의 트랜스컨덕턴스부; 및
상기 양의 트랜스컨덕턴스부와 병렬로 연결되고, 상기 음의 피크 신호를 수신하고, 상기 음의 피크 신호가 감소하는 구간에서 출력전류를 증가시키는 음의 트랜스컨덕턴스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 궤환 계측 증폭기.4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the first transconductance stage comprises:
A positive transconductance section that receives the positive peak signal and increases the output current in a period in which the positive peak signal rises; And
And a negative transconductance section connected in parallel with the positive transconductance section, the negative transconductance section receiving the negative peak signal and increasing the output current in a section where the negative peak signal decreases, amplifier.
상기 증폭기가 가지는 오프셋 전압에 의해 상기 증폭기에서 발생되는 오프셋 전류와 동일할 때까지 증가하는 것을 특징으로 하는 전류 궤환 계측 증폭기.7. The method of claim 6, wherein the compensation current of the second transconductance stage comprises:
Wherein the offset voltage is increased by the offset voltage of the amplifier until the offset current is equal to the offset current generated by the amplifier.
상기 제2 쵸퍼의 출력신호에 포함된 스파크 성분을 제거하기 위한 상기 제2 쵸퍼에 연결된 쵸핑 스파크 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 궤환 계측 증폭기.The apparatus according to claim 1, wherein the current-
Further comprising a chopping spark filter connected to the second chopper for removing a spark component included in an output signal of the second chopper.
상기 출력신호에 대한 샘플링 및 홀딩동작을 수행하고, 상기 샘플링된 값에 상응하는 전류로의 변환, 적분동작 및 보상전류를 형성하여 상기 보상전류를 상기 증폭기에 공급하는 리플 제거부를 포함하고,
상기 리플 제거부는,
상기 출력신호를 샘플링하고 홀딩하기 위한 샘플/홀딩 회로;
상기 샘플/홀딩 회로의 출력을 수신하고, 상기 샘플/홀딩 회로의 출력의 변동을 전류로 변환하기 위한 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지;
상기 제1 트랜스컨덕턴스 스테이지의 출력전류를 적분하여 적분신호를 형성하기 위한 적분기; 및
상기 적분신호를 수신하고, 상기 증폭기의 오프셋 전압을 상쇄하기 위한 상기 보상전류를 형성하는 제2 트랜스컨덕턴스 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 궤환 계측 증폭기.A forward path that receives an input signal and amplifies the input signal using an amplifier to form an output signal; And
And a ripple removal unit for performing a sampling and holding operation on the output signal and for converting the current into a current corresponding to the sampled value, forming an integration operation and a compensation current, and supplying the compensation current to the amplifier,
Wherein the ripple-
A sample / hold circuit for sampling and holding said output signal;
A first transconductance stage for receiving an output of the sample / holding circuit and for converting a variation of the output of the sample / holding circuit into a current;
An integrator for integrating an output current of the first transconductance stage to form an integration signal; And
And a second transconductance stage for receiving the integrated signal and forming the compensating current for canceling the offset voltage of the amplifier.
상기 출력신호의 상승구간에서 활성화되어 샘플링 동작을 수행하고 양의 피크 신호를 출력하는 양의 피크 검출부; 및
상기 출력신호의 하강구간에서 활성화되어 샘플링 동작을 수행하고 음의 피크 신호를 출력하는 음의 피크 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 궤환 계측 증폭기.10. The semiconductor memory device according to claim 9, wherein the sample /
A positive peak detector which is activated in the rising period of the output signal to perform a sampling operation and output a positive peak signal; And
And a negative peak detector which is activated in a falling period of the output signal to perform a sampling operation and output a negative peak signal.
상기 증폭기가 가지는 오프셋 전압에 의해 상기 증폭기에서 발생되는 오프셋 전류와 동일할 때까지 증가하는 것을 특징으로 하는 전류 궤환 계측 증폭기.10. The method of claim 9, wherein the compensation current of the second transconductance stage comprises:
Wherein the offset voltage is increased by the offset voltage of the amplifier until the offset current is equal to the offset current generated by the amplifier.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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