超级源极跟随器的制作方法

1.本发明总体上涉及电子系统和方法，并且在特定实施例中涉及一种用于超级源极跟随器的系统和方法。


背景技术：

2.小型传感器用于各种应用，诸如压力传感器系统、超声波系统和音频麦克风系统。为了支持这些最终产品的尺寸减小，这些传感器可以使用微机电系统(micro-electro-mechanical systems，mems)来实现。
3.例如，在mems麦克风中，压敏隔膜(diaphragm)被直接蚀刻到集成电路上。与诸如驻极体电容麦克风(electret condenser microphones，ecm)等其他麦克风技术相比，mems麦克风的单片性质产生了更高产量更低成本的麦克风。
4.然而，由于麦克风的输出阻抗非常高，mems麦克风或传感器与电气系统的接口连接(interfacing)存在很多困难。例如，前置放大器的负载可能会使麦克风的输出信号衰减，并且mems麦克风的高输出阻抗使其易于受到电磁干扰(emi)和电源干扰。
5.为了解决这些问题，已经实施了一些解决方案。例如，诸如“超级源极跟随器”电路等高输入阻抗放大器可以减少输入衰减，并且提供差分输出的多个膜(membrane)mems装置可以减少emi和电源干扰的影响。然而，由于mems装置的自谐振与高输入阻抗放大器的负实部输入阻抗之间的相互作用，这些电路的实际实施方式可能容易产生欠阻尼响应和自振荡。


技术实现要素：

6.根据一个实施例，一种电路包括：第一超级源极跟随器；具有被配置为提供与第一超级源极跟随器的内部节点的电压反相的电压的补偿节点的补偿电路；以及耦合在第一超级源极跟随器的输入与补偿电路的补偿节点之间的第一补偿电容器。
7.根据另一实施例，一种电路包括：具有被配置为耦合到mems装置的第一输出端子的输入的第一超级源极跟随器；具有被配置为耦合到mems装置的第二输出端子的输入的第二超级源极跟随器；耦合在第一超级源极跟随器的输入与第二超级源极跟随器的内部节点之间的第一电容器；以及耦合在第二超级源极跟随器的输入与第一超级源极跟随器的内部节点之间的第二电容器。
8.根据又一实施例，一种方法包括：由第一超级源极跟随器放大来自mems装置的第一输出信号，以产生第一放大输出信号；由第二超级源极跟随器放大来自mems装置的第二输出信号，以产生第二放大输出信号；通过将由第二超级源极跟随器生成的第一补偿信号耦合到第一超级源极跟随器的输入，来补偿第一超级源极跟随器的负实输入电阻；以及通过将由第一超级源极跟随器生成的第二补偿信号耦合到第二超级源极跟随器的输入，来补偿第二超级源极跟随器的负实输入电阻。
附图说明
9.为了更全面地理解本发明及其优点，现在结合附图参考以下描述，在附图中：
10.图1示出了示例性超级源极跟随电路；
11.图2a和图2b示出了实施例超级源极跟随电路；图2c示出了实施例超级源极跟随电路的输入阻抗的模型；并且图2d示出了根据一个实施例的超级源极跟随电路；
12.图3a和图3b包括示出实施例超级源极跟随电路的性能的曲线图；
13.图4示出了根据一个实施例的麦克风系统；以及
14.图5示出了操作实施例超级源极跟随电路的方法的流程图。
15.除非另有说明，否则不同附图中的对应的附图标记和符号通常指代对应的部件。这些附图被绘制用于清楚地说明优选实施例的相关方面，并且附图不必按比例绘制。为了更清楚地说明某些实施例，指示相同结构、材料或过程步骤的变化的字母可以在数字之后。
具体实施方式
16.下面详细讨论当前优选实施例的制造和使用。然而，应当理解，本发明提供了很多适用的发明概念，这些概念可以在各种特定上下文中体现。所讨论的具体实施例仅示出了制造和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。
17.根据一个实施例，一种超级源极跟随放大器包括补偿电容器，该补偿电容器耦合在源极跟随晶体管的栅极与具有源极跟随晶体管的漏极的相反相位的节点之间。补偿电容器的值可以被设置为完全或部分地补偿源极跟随晶体管的栅极漏极电容对超级源极跟随器的负输入电阻造成的影响。使用补偿电容器有利地减少或消除了耦合到超级源极跟随放大器的输入的mems装置的自谐振频率处或附近的自持振荡。
18.图1示出了示例性mems传感器系统100的示意图，mems传感器系统100包括耦合到超级源极跟随放大器102的mems传感器104。mems传感器104可以是mems压力传感器或声学传感器，诸如麦克风或超声波传感器。然而，出于分析的目的，mems传感器104被示出为被建模为耦合到包括电阻器r
mems
、电容器c
mems
和电感器l
mems
的串联rlc电路的ac电压源v
mems
，使得mems传感器104的谐振频率fr为：
[0019][0020]
应当理解，电压源v
mems
、电阻器r
mems
、电容器c
mems
和电感器l
mems
表示mems传感器104的输出阻抗和动态行为，并且其自身并不一定是物理电子组件(例如，电阻器、电容器和电感器)。
[0021]
超级源极跟随放大器102包括源极跟随晶体管m1、电流源108、跨导放大器106，以及由电阻器r1和r2形成的分压器。超级源极跟随放大器102的输出被示出为耦合到电容器c
load
，电容器c
load
表示耦合到超级源极跟随放大器102的输出的另外的电路的负载电容。
[0022]
如图所示，源极跟随晶体管m1的栅极(也称为“控制节点”)连接到mems传感器104的输出，源极跟随晶体管m1的源极(也称为“参考节点”)耦合到电阻器r1和r2，并且源极跟随晶体管m1的漏极(也称为“输出节点”)连接到电流源108以及跨导放大器106的输入。由源极跟随晶体管m1、跨导放大器106以及电阻器r2和r1形成的反馈回路在节点vout处提供低
输出阻抗，并且将超级源极跟随放大器102的电压增益设置为大约1+r2/r21。超级源极跟随放大器102可以被认为是电流反馈放大器，在该电流反馈放大器中反馈电流经由源极跟随晶体管m1的漏极而被提供给跨导放大器106的负输入。耦合到跨导放大器106的正输入的电压v
ref
表示参考电压。该参考电压可以由参考电压生成电路提供，或者可以在跨导放大器106本身内隐式地生成(例如，经由输入晶体管的阈值电压)。
[0023]
尽管超级源极跟随放大器102由于其高输入阻抗和低输出阻抗而非常适合与mems传感器104接口连接，但是超级源极跟随放大器102的一个缺点是，由于经由源极跟随晶体管m1的寄生栅极源极电容cgs和寄生栅极漏极电容cgd而从超级源极跟随放大器102的输出回到其在节点vin处的输入的信号耦合，超级源极跟随放大器102的输入阻抗z
in
在某些情况下具有负实部。该负实际电阻的存在可能在mems传感器104的谐振频率fr处或附近引起持续振荡和/或欠阻尼响应。这些持续振荡和欠阻尼响应可能会通过减少可用净空、产生不需要的信号和引起失真而使mems传感器系统202的性能劣化。
[0024]
图2a示出了根据本发明的一个实施例的mems传感器系统200，mems传感器系统200包括mems传感器104、超级源极跟随放大器102、补偿电路204和补偿电容器cu。在一个实施例中，补偿电路204在节点v
comp
(也称为“补偿节点”)处生成电压，v
comp
处的电压与源极跟随晶体管m1的漏极节点v
dr
处的电压相位相差180
°
(例如，反相)。节点v
comp
经由补偿电容器cu耦合到源极跟随晶体管m1的栅极。将节点v
comp
经由电容器cu耦合到源极跟随晶体管m1的栅极部分或完全地抵消了源极跟随晶体管m1的寄生栅极漏极电容cgd对超级源极跟随放大器102的输入阻抗z
in
的影响。通过抵消寄生栅极漏极电容cgd对输入阻抗z
in
的影响，可以减少输入阻抗z
in
的负实部和/或使其为正。
[0025]
虽然图2a示出了补偿电路204使用增益块205来实现，其中增益块205的输入耦合到源极跟随晶体管m1的漏极并且增益块205的增益为-1，但是应当理解，这只是产生信号v
comp
的很多可能方式中的一种方式。例如，可以使用具有耦合到源极跟随晶体管m1的漏极的输入的反相放大器或具有耦合到系统中的其他节点的输入的另一类型的放大器来实现补偿电路204。输入节点的这种灵活性通过将超级源极跟随晶体管m1的漏极与补偿电路204的输入之间的连接画成虚线来说明。用于实现补偿电路204的电路系统可以使用本领域已知的放大器电路来实现。
[0026]
超级源极跟随电路102可以例如使用互补金属氧化物半导体(cmos)工艺来实现，诸如批量(bulk)数字cmos工艺。替代地，可以使用其他工艺技术，诸如双极工艺技术。虽然源极跟随晶体管m1被示出为使用pmos晶体管，但是应当理解，源极跟随电路102可以适于使用nmos晶体管，nmos晶体管使用本领域已知的电路设计技术。
[0027]
在一些实施例中，补偿电路204的功能使用如图2b所示的差分或伪差分(pseudo-differential)放大器结构来实现，图2b示出了根据本发明的另一实施例的差分超级源极跟随放大器220。如图所示，差分超级源极跟随放大器220包括两个单端超级源极跟随放大器102p和102m以及两个补偿电容器cu1和cu2。如图所示，两个超级源极跟随放大器102p和102m的结构类似于上面关于图1和图2a描述的超级源极跟随放大器102。超级源极跟随放大器102p的输入和输出分别耦合到输入节点vinp和输出节点vop，并且超级源极跟随放大器102m的输入和输出分别耦合到输入节点vinm和输出节点vom。在各种实施例中，输入节点vinp和vinm连接到具有相反相位的输入信号，诸如差分输入信号。例如，输入vinp和vinm可
以耦合到提供差分输出信号的mems传感器。因此，当差分输入信号被提供给输入节点vinp和vinm时，超级源极跟随放大器102p的每个内部节点相对于超级源极跟随放大器102m的每个内部节点具有相反相位。因此，超级源极跟随放大器102p中的源极跟随晶体管m1的漏极电压具有与超级源极跟随放大器102m中的源极跟随晶体管m1的漏极电压相反的相位。超级源极跟随放大器102p和102m中的这些反相节点的存在允许超级源极跟随放大器102p和102m通过添加补偿电容器cu1和cu2来彼此补偿，以便减少或消除输入节点vinp和vinm处的输入电阻的负实部。
[0028]
在一些实施例中，电阻器r1和/或电阻器r2的电阻可以被调节，使得超级源极跟随放大器102的增益可编程。在这样的实施例中，电阻器r2和/或电阻器r1使用本领域已知的可调节电阻器电路而被实现为可调节电阻器。例如，电阻器r1和/或r2可以使用多个电阻器段(segment)来实现，这些电阻器段可以使用一个或多个开关电路(未示出)来选择和/或短路。这些开关电路可以例如使用mos开关晶体管来构造。在替代实施例中，电阻器r1和电阻器r2可以具有固定值。在另一实施例中，电阻器r1和r2可以省略，使得晶体管m1的源极直接连接到跨导放大器106的输出。在一些实施例中，由电阻器r1和r2形成的分压器可以由除电阻器外的其他元件类型形成，诸如电容器。
[0029]
在一些实施例中，电容器cu、cu1和/或cu2的值可以是可调节的，以提供实施例超级源极跟随电路的负输入电阻的可编程补偿。这些电容器中的一个或多个电容器可以使用本领域已知的可编程电容器电路来实现。例如，可调节电容器可以使用多个并联电容器来实现，每个电容器与开关并联耦合，使得总电容值可以通过根据各种组合断开和闭合串联开关来确定。这些串联开关可以例如使用mos开关晶体管来构造。
[0030]
图2c示出了图2b所示的差分超级源极跟随放大器220的输入vinp和vinm处的输入阻抗的模型。如图所示，输入阻抗可以被建模为分别将输入节点vinp和vinm耦合到地的两个并联电容器(shunt capacitor)cs、耦合在输入vinp与vinm之间的并联电容cp、以及耦合在输入vinp与vinm之间的频率相关电阻r(f)。当超级源极跟随放大器220不包括足够电容的补偿电容器cu1和cu2时，频率相关电阻r(f)达到负值，该负值可能导致放大器所耦合到的传感器的谐振频率处的振荡。然而，将补偿电容器cu1和cu2添加到差分超级源极跟随放大器220使得频率相关电阻r(f)在差分mems传感器的谐振频率处不那么负或甚至是正，这有利地防止了振荡。
[0031]
图2d示出了差分超级源极跟随放大器250的示意图，差分超级源极跟随放大器250是图2b所示的差分超级源极跟随放大器220的示例晶体管级实施方式。如图所示，差分超级源极跟随放大器250具有耦合到输入节点vinp和输出节点vop的第一单端超级源极跟随放大器252p，以及耦合到输入节点vinm和输出节点vom的第二单端超级源极跟随放大器252m。
[0032]
第一单端超级源极跟随放大器包括源极跟随晶体管m1p、电阻器r1和r2、实施电流源108的电流源晶体管m2p和放大器254p，放大器254p包括共源共栅晶体管m3p、实施放大器电流源的电流源晶体管m5p、和放大晶体管m4p。在各种实施例中，固定dc电压使用本领域已知的偏置生成电路(未示出)而被施加到偏置节点vb1、vb2和vb3。例如，在节点vb1和vb2处施加到晶体管m5p和m2p的栅极的偏置电压可以使用诸如二极管连接的mosfet晶体管等电流源偏置电路来生成。施加到偏置节点vb2的偏置电压可以使用本领域已知的共源共栅偏置电路来施加。在操作期间，放大器254p经由晶体管m3p和m4p监测在源极跟随晶体管m1p的
漏极处的电压，并且向电阻器r2提供对应电流。由放大器254p和源极跟随晶体管m1p形成的回路降低了输出节点vop处的输出阻抗，并且迫使基本恒定的电流流过超级源极跟随晶体管m1p。
[0033]
第二单端超级源极跟随放大器252m包括源极跟随晶体管m1m、电阻器r1和r2、实施电流源108的电流源晶体管m2m、和放大器254m，放大器254m包括共源共栅晶体管m3m、电流源晶体管m5m和放大晶体管m4m。第二单端超级源极跟随放大器252m以与上述单端超级源极跟随放大器252p类似的方式操作。
[0034]
应当理解，放大器254p和254m的图示实施方式只是可以用于实施图2b所示的放大器106的很多可能的放大器电路的示例。在替代实施例中，可以使用其他放大器电路。
[0035]
补偿电容器cu1连接在源极跟随晶体管m1m的栅极与晶体管源极跟随晶体管m1p的漏极之间，并且补偿电容器cu2连接在源极跟随晶体管m1p的栅极与晶体管源极跟随晶体管m1m的漏极之间。补偿电容器cu1和cu2减小了输入电阻的负实部的幅度，如以上实施例中所述。
[0036]
在图2d中，晶体管m1p、m1m、m4p、m4m、m5p和m5m使用pmos晶体管来实现，并且晶体管m2p、m2m、m3p和m3m使用nmos晶体管来实现。在替代实施例中，可以使用不同的晶体管类型。例如，电源引脚的极性可以连同用于实施差分超级源极跟随电路250的晶体管类型一起被反转。在这样的一个实施例中，晶体管m1p、m1m、m4p、m4m、m5p和m5m可以使用nmos晶体管来实施，并且晶体管m2p、m2m、m3p和m3m可以使用pmos晶体管来实施。
[0037]
图3a示出了一个曲线图，该曲线图示出了差分超级源极跟随放大器(诸如图2b所示的超级源极跟随放大器220)的输入电阻r
in
的实部与补偿电容器cu1和cu2的电容c
comp
的值之间的关系。如图所示，输入电阻r
in
的实部在补偿电容c
comp
的值为50ff的情况下约为-100kω；在补偿电容c
comp
的值为150ff的情况下约为-50kω；在补偿电容c
comp
的值为200ff的情况下约为0kω。因此，在补偿电容c
comp
的值为200ff的情况下，负输入电阻得到完全补偿。对于c
comp
的补偿电容值大于零得到输入电阻r
in
的正实部。
[0038]
图3b示出了一个曲线图，该曲线图示出了差分超级源极跟随放大器(诸如图2b所示的超级源极跟随放大器220或图2d所示的超级源极跟随放大器250等)的信噪比(snr)与补偿电容器cu1和cu2的电容c
comp
的值之间的关系。如图所示，在c
comp
的值小于约150ff的情况下，snr是相对恒定的71.2db。然而，由于附加补偿电容c
comp
的电容分压器效应而导致的输入信号衰减，在c
comp
的值大于100ff的情况下，snr开始劣化。在一些实施例中，电容c
comp
的值可以被设置为得到小的负电阻的值，以换取能够获取可接受的性能的较高snr。例如，在一个实施例中，电容c
comp
的值150ff可以用于实现71.2db的snr和-50kω的负输入电阻。在各种实施例中，只要在特定频率下的负电阻的绝对值小于源极阻抗的正实部(例如，在该特定示例中为50kω)，就可以避免振荡。
[0039]
应当理解，图3a和图3b的曲线图示出了在一组特定条件下，关于一个特定实施例的补偿电容的snr与补偿电容之间的关系。实施例超级源极跟随电路的不同实施方式可以实现不同结果。
[0040]
图4示出了mems麦克风系统400，mems麦克风系统400包括耦合到麦克风接口集成电路402的差分mems传感器404。集成电路402包括实施例差分超级源极跟随放大器406和模数转换器410，模数转换器410被配置为将差分超级源极跟随放大器406的差分模拟输出
vop-vom转换为数字输出dout。
[0041]
在各种实施例中，mems传感器404可以根据本领域已知的差分mems传感器电路和系统来实现。mems传感器404可以是例如美国专利号9,181,080、美国专利号9,828,237或美国专利号11,161,735中所述的mems麦克风。替代地，可以使用其他已知的mems传感器实施方式。在另外的替代实施例中，也可以使用除了mems传感器之外的其他信号源。
[0042]
差分超级源极跟随放大器406可以使用本文中描述的任何实施例超级源极跟随电路来实现。模数转换器410可以使用本领域已知的模数转换器电路来实现。在一些实施例中，模数转换器410可以使用∑-δ调制器或∑-δ模数转换器来实现。数字输出dout可以是多比特(multi-bit)或单比特(single bit)输出。
[0043]
在一些实施例中，集成电路402的组件可以设置在诸如硅衬底等单个半导体衬底上。替代地，集成电路402的组件可以设置在多于一个半导体衬底上。在一些实施例中，集成电路402的组件可以集成在与mems传感器404相同的半导体衬底上。
[0044]
图5示出了操作实施例超级源极跟随电路(诸如上述图2b和图2d所示的差分超级源极跟随电路220和250)的方法500的流程图。在步骤502中，由第一超级源极跟随器放大来自mems装置的第一输出信号，并且在步骤504中，由第二超级源极跟随器放大来自mems装置的第二输出信号。mems装置可以是mems传感器，诸如上文关于图4的实施例描述的mems麦克风。
[0045]
在步骤506中，通过将由第二超级源极跟随器生成的第一补偿信号耦合到第一超级源极跟随器的输入，来补偿第一超级源极跟随器的负实输入电阻。类似地，在步骤508中，通过将由第一超级源极跟随器生成的第二补偿信号耦合到第二超级源极跟随器的输入，来补偿第二超级源极跟随器的负实输入电阻。在一些实施例中，第一补偿信号和第二补偿信号是在第一超级源极跟随器和第二超级源极跟随器的源极跟随晶体管的漏极节点处生成的，并且使用电容器(诸如上文关于图2a和图2b描述的电容器cu1和cu2)耦合到相应的输入。在各种实施例中，步骤502可以与步骤504并行执行，并且步骤506可以与步骤508并行执行。
[0046]
这里总结了本发明的实施例。其他实施例也可以从本文中提交的说明书和权利要求的整体中进行理解。
[0047]
示例1.一种电路，包括：第一超级源极跟随器；补偿电路，具有被配置为提供与第一超级源极跟随器的内部节点的电压反相的电压的补偿节点；以及第一补偿电容器，被耦合在第一超级源极跟随器的输入与补偿电路的补偿节点之间。
[0048]
示例2.根据示例1所述的电路，其中第一超级源极跟随器包括第一源极跟随晶体管和第一放大器，第一放大器具有耦合到第一源极跟随晶体管的漏极的输入和耦合到第一源极跟随晶体管的源极的输出。
[0049]
示例3.根据示例2所述的电路，其中第一超级源极跟随器的内部节点是第一源极跟随晶体管的漏极。
[0050]
示例4.根据示例2或3中的一项所述的电路，还包括耦合在第一放大器的输出与第一源极跟随晶体管的源极之间的分压器。
[0051]
示例5.根据示例2至4中的一项所述的电路，其中第一放大器包括：第一放大晶体管，具有耦合到第一源极跟随晶体管的漏极的栅极和耦合到第一源极跟随晶体管的源极的
漏极。
[0052]
示例6.根据示例2至5中的一项所述的电路，还包括耦合在第一源极跟随晶体管的漏极与第一放大晶体管的栅极之间的第一共源共栅晶体管。
[0053]
示例7.根据示例2至6中的一项所述的电路，还包括：第一电流源晶体管，被耦合到第一源极跟随晶体管的漏极；以及第二电流源晶体管，被耦合到第一放大晶体管的栅极。
[0054]
示例8.根据示例1至7中的一项所述的电路，其中补偿电路包括第二超级源极跟随器。
[0055]
示例9.根据示例1至8中的一项所述的电路，其中第二超级源极跟随器包括：第二源极跟随晶体管；以及第二放大器，具有耦合到第二源极跟随晶体管的漏极的输入和耦合到第二源极跟随晶体管的源极的输出，其中补偿节点位于第二源极跟随晶体管的漏极处。
[0056]
示例10.根据示例9所述的电路，还包括耦合在第二源极跟随晶体管的栅极与第一源极跟随晶体管的漏极之间的第二补偿电容器，其中第二源极跟随晶体管的漏极包括补偿电路的补偿节点。
[0057]
示例11.根据示例1至10中的一项所述的电路，还包括耦合到第一超级源极跟随器的输入的mems装置。
[0058]
示例12.一种电路，包括：第一超级源极跟随器，具有被配置为耦合到mems装置的第一输出端子的输入；第二超级源极跟随器，具有被配置为耦合到mems装置的第二输出端子的输入；第一电容器，被耦合在第一超级源极跟随器的输入与第二超级源极跟随器的内部节点之间；以及第二电容器，被耦合在第二超级源极跟随器的输入与第一超级源极跟随器的内部节点之间。
[0059]
示例13.根据示例12所述的电路，其中：第一超级源极跟随器包括第一源极跟随晶体管和第一放大器，第一放大器具有耦合到第一源极跟随晶体管的漏极的输入和耦合到第一源极跟随晶体管的源极的输出；以及第二超级源极跟随器包括第二源极跟随晶体管和第二放大器，第二放大器具有耦合到第二源极跟随晶体管的漏极的输入和耦合到第二源极跟随晶体管的源极的输出。
[0060]
示例14.根据示例13所述的电路，其中：第一超级源极跟随器的内部节点直接连接到第一源极跟随晶体管的漏极；以及第二超级源极跟随器的内部节点直接连接到第二源极跟随晶体管的漏极。
[0061]
示例15.根据示例13或14中的一项所述的电路，还包括：第一电阻器，被耦合在第一放大器的输出与第一源极跟随晶体管的源极之间；第二电阻器，被耦合在第二放大器的输出与第二源极跟随晶体管的源极之间；以及第三电阻器，被耦合在第一源极跟随晶体管的源极与第二源极跟随晶体管的源极之间。
[0062]
示例16.根据示例13至15中的一项所述的电路，其中：第一放大器包括第一放大晶体管，第一放大晶体管具有耦合到第一源极跟随晶体管的漏极的栅极和耦合到第一源极跟随晶体管的源极的漏极；以及第二放大器包括第二放大晶体管，第二放大晶体管具有耦合到第二源极跟随晶体管的漏极的栅极和耦合到第二源极跟随晶体管的源极的漏极。
[0063]
示例17.根据示例16所述的电路，还包括：第一共源共栅晶体管，被耦合在第一源极跟随晶体管的漏极与第一放大晶体管的栅极之间；以及第二共源共栅晶体管，被耦合在第二源极跟随晶体管的漏极与第二放大晶体管的栅极之间。
[0064]
示例18.根据示例16或17中的一项所述的电路，其中：第一源极跟随晶体管、第二源极跟随晶体管、第一放大晶体管和第二放大晶体管包括pmos晶体管；以及第一共源共栅晶体管和第二共源共栅晶体管包括nmos晶体管。
[0065]
示例19.根据示例12至18中的一项所述的电路，还包括mems装置。
[0066]
示例20.根据示例12至19中的一项所述的电路，其中第一超级源极跟随器、第二超级源极跟随器、第一电容器和第二电容器设置在单个集成电路上。
[0067]
示例21.一种方法，包括：由第一超级源极跟随器放大来自mems装置的第一输出信号，以产生第一放大输出信号；由第二超级源极跟随器放大来自mems装置的第二输出信号，以产生第二放大输出信号；通过将由第二超级源极跟随器生成的第一补偿信号耦合到第一超级源极跟随器的输入，来补偿第一超级源极跟随器的负实输入电阻；以及通过将由第一超级源极跟随器生成的第二补偿信号耦合到第二超级源极跟随器的输入，来补偿第二超级源极跟随器的负实输入电阻。
[0068]
示例22.根据示例21所述的方法，其中：耦合第一补偿信号使用第一电容器来执行；以及耦合第一补偿信号使用第二电容器来执行。
[0069]
示例23.一种电路，包括：第一晶体管，具有耦合到第一输入节点的控制节点；第一放大器，具有耦合到第一晶体管的输出节点的输入和耦合到第一晶体管的参考节点的输出；第二晶体管，具有耦合到第二输入节点的控制节点；第二放大器，具有耦合到第二晶体管的输出节点的输入和耦合到第二晶体管的参考节点的输出；第一电容器，被耦合在第一晶体管的控制节点与第二晶体管的输出节点之间；以及第二电容器，被耦合在第二晶体管的控制节点与第一晶体管的输出节点之间。
[0070]
示例24.根据示例23所述的电路，其中：第一晶体管包括第一mosfet，第一晶体管的控制节点包括第一mosfet的栅极，第一晶体管的输出节点包括第一mosfet的漏极，并且第一晶体管的参考节点包括第一mosfet的源极；并且第二晶体管包括第一mosfet，第二晶体管的控制节点包括第一mosfet的栅极，第二晶体管的输出节点包括第一mosfet的漏极，并且第二晶体管的参考节点包括第一mosfet的源极。
[0071]
示例25.根据示例23或24中的一项所述的电路，其中：第一放大器包括第一放大晶体管，第一放大晶体管具有耦合到第一晶体管的输出节点的控制节点和耦合到第一晶体管的参考节点的输出节点；并且第二放大器包括第二放大晶体管，第二放大晶体管具有耦合到第二晶体管的输出节点的控制节点和耦合到第二晶体管的参考节点的输出节点。
[0072]
示例26.根据示例25所述的电路，还包括：第一电流源，被耦合到第一晶体管的参考节点；第一共源共栅晶体管，被耦合在第一晶体管的参考节点与第一放大晶体管的控制节点之间；第一放大器电流源，被耦合到第一放大晶体管的控制节点；第二电流源，被耦合到第二晶体管的参考节点；第二共源共栅晶体管，被耦合在第二晶体管的参考节点与第二放大晶体管的控制节点之间；以及第二放大器电流源，被耦合到第二放大晶体管的控制节点。
[0073]
示例27.根据示例26所述的电路，其中：第一晶体管、第二晶体管、第一放大晶体管、第二放大晶体管、第一放大器电流源和第二放大器电流源各自包括相应pmos晶体管；并且第一电流源、第二电流源、第一共源共栅晶体管和第二共源共栅晶体管各自包括相应nmos晶体管。
[0074]
示例28.根据示例23至27中的一项所述的电路，还包括：第一电阻器，被耦合在第一放大器的输出与第一晶体管的参考节点之间；第二电阻器，被耦合在第一晶体管的参考节点与第二晶体管的参考节点之间；以及第三电阻器，被耦合在第二放大器的输出与第二晶体管的参考节点之间。
[0075]
示例29.根据示例28所述的电路，其中第一电阻器、第二电阻器或第三电阻器中的至少一个电阻器包括可调节电阻器。
[0076]
示例30.根据示例23至29中的一项所述的电路，其中第一电容器和第二电容器各自包括相应可编程电容器。
[0077]
示例31.根据示例23至30中的一项所述的电路，还包括mems装置，mems装置具有耦合到第一输入节点的第一输出节点和耦合到第一输入节点的第二输出节点。
[0078]
示例32.根据示例23至31中的一项所述的电路，其中第一电容器的电容和第二电容器的电容被设置为使得第一输入节点处的第一阻抗和第二输入节点处的第二阻抗包括具有正实部的阻抗。
[0079]
虽然已经参考说明性实施例描述了本发明，但本描述并非旨在进行限制性解释。参考说明书，本领域技术人员将清楚说明性实施例的各种修改和组合、以及本发明的其他实施例。因此，所附权利要求包括任何这样的修改或实施例。

技术特征：
1.一种电路，包括：第一超级源极跟随器；补偿电路，具有补偿节点，所述补偿节点被配置为提供与所述第一超级源极跟随器的内部节点的电压反相的电压；以及第一补偿电容器，被耦合在所述第一超级源极跟随器的输入与所述补偿电路的所述补偿节点之间。2.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一超级源极跟随器包括第一源极跟随晶体管和第一放大器，所述第一放大器具有耦合到所述第一源极跟随晶体管的漏极的输入和耦合到所述第一源极跟随晶体管的源极的输出。3.根据权利要求2所述的电路，其中所述第一超级源极跟随器的所述内部节点是所述第一源极跟随晶体管的漏极。4.根据权利要求2所述的电路，还包括耦合在所述第一放大器的输出与所述第一源极跟随晶体管的源极之间的分压器。5.根据权利要求2所述的电路，其中所述第一放大器包括：第一放大晶体管，具有耦合到所述第一源极跟随晶体管的漏极的栅极和耦合到所述第一源极跟随晶体管的源极的漏极。6.根据权利要求2所述的电路，其中所述补偿电路包括第二超级源极跟随器。7.根据权利要求6所述的电路，其中所述第二超级源极跟随器包括：第二源极跟随晶体管；以及第二放大器，具有耦合到所述第二源极跟随晶体管的漏极的输入和耦合到所述第二源极跟随晶体管的源极的输出，其中所述补偿节点在所述第二源极跟随晶体管的漏极处。8.根据权利要求7所述的电路，还包括耦合在所述第二源极跟随晶体管的栅极与所述第一源极跟随晶体管的漏极之间的第二补偿电容器，其中所述第二源极跟随晶体管的漏极包括所述补偿电路的所述补偿节点。9.根据权利要求1所述的电路，还包括耦合到所述第一超级源极跟随器的输入的mems装置。10.一种电路，包括：第一超级源极跟随器，具有被配置为耦合到mems装置的第一输出端子的输入；第二超级源极跟随器，具有被配置为耦合到所述mems装置的第二输出端子的输入；第一电容器，被耦合在所述第一超级源极跟随器的输入与所述第二超级源极跟随器的内部节点之间；以及第二电容器，被耦合在所述第二超级源极跟随器的输入与所述第一超级源极跟随器的内部节点之间。11.根据权利要求10所述的电路，其中：所述第一超级源极跟随器包括第一源极跟随晶体管和第一放大器，所述第一放大器具有耦合到所述第一源极跟随晶体管的漏极的输入和耦合到所述第一源极跟随晶体管的源极的输出；以及所述第二超级源极跟随器包括第二源极跟随晶体管和第二放大器，所述第二放大器具有耦合到所述第二源极跟随晶体管的漏极的输入和耦合到所述第二源极跟随晶体管的源
极的输出。12.根据权利要求11所述的电路，其中：所述第一超级源极跟随器的内部节点直接连接到所述第一源极跟随晶体管的漏极；以及所述第二超级源极跟随器的内部节点直接连接到所述第二源极跟随晶体管的漏极。13.根据权利要求11所述的电路，还包括：第一电阻器，被耦合在所述第一放大器的输出与所述第一源极跟随晶体管的源极之间；第二电阻器，被耦合在所述第二放大器的输出与所述第二源极跟随晶体管的源极之间；以及第三电阻器，被耦合在所述第一源极跟随晶体管的源极与所述第二源极跟随晶体管的源极之间。14.根据权利要求11所述的电路，其中：所述第一放大器包括第一放大晶体管，所述第一放大晶体管具有耦合到所述第一源极跟随晶体管的漏极的栅极和耦合到所述第一源极跟随晶体管的源极的漏极；以及所述第二放大器包括第二放大晶体管，所述第二放大晶体管具有耦合到所述第二源极跟随晶体管的漏极的栅极和耦合到所述第二源极跟随晶体管的源极的漏极。15.根据权利要求14所述的电路，还包括：第一共源共栅晶体管，被耦合在所述第一源极跟随晶体管的漏极与所述第一放大晶体管的栅极之间；以及第二共源共栅晶体管，被耦合在所述第二源极跟随晶体管的漏极与所述第二放大晶体管的栅极之间。16.根据权利要求15所述的电路，其中：所述第一源极跟随晶体管、所述第二源极跟随晶体管、所述第一放大晶体管和所述第二放大晶体管包括pmos晶体管；以及所述第一共源共栅晶体管和所述第二共源共栅晶体管包括nmos晶体管。17.根据权利要求10所述的电路，还包括所述mems装置。18.根据权利要求10所述的电路，其中所述第一超级源极跟随器、所述第二超级源极跟随器、所述第一电容器和所述第二电容器被设置在单个集成电路上。19.一种方法，包括：由第一超级源极跟随器放大来自mems装置的第一输出信号，以产生第一放大输出信号；由第二超级源极跟随器放大来自所述mems装置的第二输出信号，以产生第二放大输出信号；通过将由所述第二超级源极跟随器生成的第一补偿信号耦合到所述第一超级源极跟随器的输入，来补偿所述第一超级源极跟随器的负实输入电阻；以及通过将由所述第一超级源极跟随器生成的第二补偿信号耦合到所述第二超级源极跟随器的输入，来补偿所述第二超级源极跟随器的负实输入电阻。20.根据权利要求19所述的方法，其中：
耦合所述第一补偿信号使用第一电容器来执行；以及耦合所述第一补偿信号使用第二电容器来执行。

技术总结
本公开涉及超级源极跟随器。根据一个实施例，一种电路包括：第一超级源极跟随器；具有被配置为提供与第一超级源极跟随器的内部节点的电压反相的电压的补偿节点的补偿电路；以及耦合在第一超级源极跟随器的输入与补偿电路的补偿节点之间的第一补偿电容器。的补偿节点之间的第一补偿电容器。的补偿节点之间的第一补偿电容器。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：英飞凌科技股份有限公司
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/10/19