限制模擬差分電路的老化效應的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及限制模擬差分電路的老化效應。例如使用深納米互補金屬氧化物半導體(CMOS)工藝制造的設備的老化效應可導致電路隨著時間顯示出不期望的失配累積。為了解決老化效應，M個差分電路的陣列的連接被控制，以限制和系統(tǒng)地減少或反轉老化效應。在一個實施例中，控制排列序列被選擇以在至少兩個不同的時間段強調(diào)M個差分電路陣列在相對應力條件下。施加相反的應力條件(優(yōu)選基本上相等的相對應力條件)可以反向失配累積的方向，并隨時間限制失配累積在可接受的限度之內(nèi)?？刂婆帕行蛄锌梢詰玫侥?shù)轉換器的比較的陣列，或折疊模數(shù)轉換器的差分放大器的陣列。
【專利說明】
限制模擬差分電路的老化效應
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及集成電路的領域，特別是涉及限制和系統(tǒng)地反轉模擬差分電路的老化效應。
【背景技術】
[0002]集成電路處理電信號以產(chǎn)生富電子應用。構成這些集成電路的一種主導類型的設備是金屬氧化物半導體(MOS)設備。技術進步已經(jīng)允許使用深納米互補金屬氧化物半導體(CMOS)工藝生產(chǎn)MOS設備，例如65納米(nm)的節(jié)點和更小。盡管這些設備允許許多集成電路變得更緊湊、快速和/或更大功率，這些設備可遭受所謂的“老化效應”。簡單來說，隨著時間的推移，在有效操作期間，老化的凈效果在于:M0S設備的特征遇到個種參數(shù)漂移，這取決于它們的操作條件，包括其靜態(tài)工作點、它們的較大信號操作以及它們的溫度。不同的設備可以老化不同的量，根據(jù)相同的管芯或甚至在同一電路內(nèi)的各個操作條件。
[0003]由Shailesh More(2012年4 月 30 日)的 “Aging Degradat1n andCountermeasures in Deep-submicrometer Analog and Mixed Signal IntegratedCircuits”和Florian Raoul Chouard(2012年4月25日)的“Device Aging in AnalogCircuits for Nanoelectronic CMOS Technologies” 是兩種博士學位論文，它們檢測模擬和混合信號電路中的老化退化效應之。筆者討論了對策，諸如斬波穩(wěn)定、自動歸零技術和校準技術來解決設備老化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在使用深納米互補金屬氧化物半導體(CMOS)工藝制造的設備上的老化效應可導致電路隨著時間顯示出不期望的失配累積。為了解決老化效應，對M差分電路的陣列的連接被控制，以限制和系統(tǒng)地減少或反轉老化效應。在一個實施例中，控制排列序列被選擇以在至少兩個不同的時間段，以強調(diào)M差電路陣列在相反的應力條件下。施加相反的應力的條件下(優(yōu)選基本上相等的相反應力條件下)可以反向失配累積的方向，并限制隨時間的失配累積在可接受的限度之內(nèi)?？刂婆帕行蛄锌梢詰玫侥?shù)轉換器的比較器的陣列，或折疊模數(shù)轉換器的差分放大器的陣列。
【附圖說明】
[0005]為了提供本公開內(nèi)容和特征和優(yōu)點的更完整的理解，結合附圖參考下面的描述，其中，類似的參考數(shù)字表示相同的部件，其中:
[0006]圖1示出具有靜態(tài)情況的比較器的電路的電路方框圖；
[0007]圖2示出圖1的電路的正常行為；
[0008]圖3示出電路框圖，示出具有比較器呈現(xiàn)老化效應的電路為通過定向偏移堆積建模；
[0009]圖4示出圖3的電路的行為；
[0010]圖5示出根據(jù)本公開的一些實施例的示例性電路框圖，說明具有蝴蝶交換機作為對策以系統(tǒng)地扭轉比較器上老化效應的電路；
[0011]圖6示出根據(jù)本公開的一些實施例的圖5的電路行為；
[0012]圖7根據(jù)本公開的一些實施例，對比由圖5所示的對策限定的偏移和未校正的偏移;
[0013]圖8示出說明具有比較器陣列的電路的示例性電路框圖；
[0014]圖9示出說明具有差分放大器的陣列電路的示例性電路框圖；
[0015]圖10示出根據(jù)本公開的一些實施例的用于限制老化效應的示例性電路；
[0016]圖11示出根據(jù)本公開的一些實施例，說明用于限制比較器的陣列上的老化效應的示例性電路的示例性電路框圖；
[0017]圖12示出根據(jù)本公開的一些實施例，說明用于限制差分放大器的陣列上老化效應的示例性電路的示例性電路框圖；
[0018]圖13示出根據(jù)本公開的一些實施例，說明用于限制差分電路的陣列上老化效應的示例性電路的示例性電路框圖；和
[0019]圖14示出根據(jù)本公開的一些實施例，說明用于限制在具有差分電路的陣列的電路老化效應的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0020]了解老化效應
[0021]金屬氧化物半導體(MOS)設備退化負面影響由這些設備組成的電路的性能和可靠性。對于使用深亞微米工藝技術制造的互補金屬氧化物半導體(CMOS)設備，施加于CMOS設備和工藝、電壓、老化條件(或應力條件下)和溫度(PVT)的變化可引起由這些設備組成的設備和電路隨時間緩慢地降解。老化條件可包括偏置溫度不穩(wěn)定性，和導通和非導通注入在η溝道和P溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)中的熱載流子。這些老化條件強迫晶體管，并且可以隨著時間貢獻于晶體管中的參數(shù)偏移。由此可以看出，該老化條件可導致閾值電壓和漏電流變化。這些轉變可以指，在不同或不對稱的老化條件下的晶體管可以在其特性的行為不匹配，從而導致電路的精度的退化。
[0022]差分電路的老化效果，諸如比較器
[0023]圖1示出具有比較器的電路框圖表示的電路，該比較器具有靜態(tài)情況。具體地，該電路示出常見的安排，其中模擬信號Vin被施加到比較器102的正輸入端，而負輸入端連接到模擬參考電壓Vr-電路的靜態(tài)條件/點或偏置點。圖2不出圖1的電路的正常行為。當Vin>VR時，比較器102提供是“高”的模擬輸出Vciut，和否則為“低”。
[0024]該比較器的負輸入端在整個比較器的操作保持在Vr(靜態(tài)條件)。相反，模擬信號Vin被施加的它的正輸入在預先指定的范圍內(nèi)變化，并且，在大多數(shù)應用中，它的平均值可不同于VR。其中輸入的平均值可以不同于比較器的其它輸入的方案的一個示例是閃速模數(shù)轉換器(ADC)的一個，其中多個(名義上相同)的比較器感測相同輸入Vin，但他們的每一個負輸入連接到不同的參考電壓VR1、VR2等。因此，這些比較器中的每一個以它們的兩個輸入端之一(因此與它的輸入設備中的一個)操作，但以不同于另一輸入偏置。事實上，因為最常用的輸入信號在直流(DC)電平左右擺動，其放置在參考電壓VR1、VR2等的之間，具有最高和最低參考電壓的比較器在最長的運轉時間經(jīng)歷輸入之間的全身不平衡或應力的量。如果輸入信號的平均為了簡化，應力的量與它們的輸入和比較器遇到此差別的時間量之間的差相關。該差值越大，壓力的量更大。比較器遇到此差異較長時間，應力越大。這也適用于其他類型的差分電路。
[0025]由于圖1的比較器102的兩個輸入在不同的條件下操作(一個固定在Vr,以及其他根據(jù)Vin隨時間變化)，在正輸入端和負輸入端的兩個輸入設備以及可能的內(nèi)部比較電路中的其它設備不同地隨時間老化。這種情況會使這些設備的每一個的不同參數(shù)變化。只要這些不同條件繼續(xù)存在，這些系統(tǒng)性差異導致成隨時間的參數(shù)漂移的積聚。應力的量越大，堆積越大。
[0026]在差分或平衡模擬電路中，例如比較器或差分放大器，正確操作依賴于匹配指定的設備，并且假定這樣的設備具有名義上相同的電氣參數(shù)來操作。當有不對稱的或不平衡的參數(shù)轉變時，電路行為可以通過在輸入中的一個的偏移建模。圖3示出電路框圖，表示具有呈現(xiàn)老化效應的比較器為通過定向偏移堆積建模的電路。定向偏移堆積由串聯(lián)輸入中的附加電壓源Vqffs 104建模。圖4示出圖3的電路的行為。類似于圖1和2，當Vin>VR時，比較器102提供模擬輸出V—是“高”，和否則為“低”。因為定向偏移累積，Vr+Voffs(代替Vr)應用在負輸入，可以看出，在V-的行為引入誤差。偏移累積在特定方向上隨著時間不斷增長，如在圖4的時域圖中所示的例子示出。
_7] 與老化相關的方向偏移建設唯一不同于其他偏移
[0028]CMOS光刻和制造局限性往往引進設備不匹配，導致比較器和所有其他模擬電路的隨機偏移。然而，這些隨機偏移量明顯不同于與老化效應相關聯(lián)的方向性偏移堆積。在這些情況下，雖然隨機偏移的幅度和符號是未知的(然而，關聯(lián)于與預測參數(shù)的統(tǒng)計分布)，一旦管芯被制造，該由于光刻和制造限制的隨機偏移有望在設備的壽命留在基本上恒定。然而，納米工藝的老化引起隨時間的附加漂移，如示于圖3-4，這相當于對定向偏移堆積vQFFS(^a果對于我們的比較器的兩個輸入端的情況是永久不對稱或不同，則定向偏移堆積也繼續(xù)在特定方向隨時間增長。在本公開的上下文中，老化效應是與定向累積偏移同義。
[0029]許多電路技術和校準算法已經(jīng)發(fā)展了幾十年，以測量和補償在比較器和放大器中未知但固定的偏移。技術和算法假定偏移是固定的(因為它是當由于制造/光刻時是唯一的情況)，而其他可周期性地測量偏移，并因此能繼續(xù)以補償它，即使這隨時間變化。但這些技術中的任一項假定這樣固定的偏移量保持在指定的校正范圍內(nèi)。換句話說，如果未知偏移落在特定設計范圍(也被稱為“補償范圍”)之外，則補償將不會如預期工作。因為由于偏移的老化隨著時間不斷積聚，使用這些傳統(tǒng)技術中的一種可不足夠，因為偏移可隨著時間增長超過允許的“校正范圍”。此外，老化可以增加比較器所要求的補償范圍，這導致了更昂貴的解決方案。
[0030]斬波器穩(wěn)定以系統(tǒng)地限制并反轉老化
[0031]解決老化效果(S卩，定向偏移堆積)的一種可能方法包括施加斬波穩(wěn)定以限制邊界中的偏移量，而不是讓它建立(與外出補償范圍的風險)。斬波穩(wěn)定使用一對蝶形開關來實現(xiàn)-一個蝴蝶開關在比較器的輸入，并另一個蝴蝶開關在所述比較器的輸出端。圖5示出根據(jù)本公開的一些實施例的示例性電路框圖，說明具有蝴蝶開關502、504的電路作為對策以系統(tǒng)扭轉比較器的老化效應。減少在平衡模擬電路(如比較器102)的老化效應的該方法包括:由蝴蝶開關502切換平衡模擬電路的一對差分輸入，并由蝴蝶開關504切換平衡模擬電路的一對差分輸出。通過切換機構，當輸入/輸出的方位被蝴蝶開關502、504翻轉時，與老化效應相關聯(lián)的偏移累積在方向反轉。由平衡模擬電路的一個或多個設備的參數(shù)漂移引起的偏移堆積隨著時間有效地限制或界定。
[0032]圖6示出根據(jù)本公開的一些實施例的圖5的電路的行為，和根據(jù)一些實施例的披露，圖7對比由圖5所示的對策限制的偏移和未校正的偏移量為。時域波形表明在比較器的差分輸入前面引入的蝴蝶開關502，以及在比較器102的差分輸出引入的蝶形開關504反轉偏移堆積的方向，限制或界定偏移累積，并且因此限制由老化所引起的錯誤。
[0033]在操作期間，蝴蝶開關502、504在頻率fc和周期Tc=l/fc以相同的時鐘信號被控制或運行。在時間周期0〈t〈Tc/2，蝴蝶開關502分別短路上部輸入到其上的輸出和它的輸入到它的較低的輸出。這同樣適用于蝴蝶開關504。因此，當Vr施加到負輸入，Vin被施加到正輸入端。在輸出側，在時間周期0〈t〈Tc/2，Vciut直接對應于比較器102的差分輸出。如果留在該狀態(tài)下(未校正)工作，因為Vr施加到負輸入端子，隨著時間，該電路經(jīng)歷偏移堆積，如在圖7中的Vqffs的域波形看到。
[0034]當t= Tc/2，兩個蝶形開關502和504改變狀態(tài)，反轉輸入-輸出映射或連接。因此，在Tc/2〈t〈Tc之間，￥^被施加到比較器102的負輸入端，同時Vr施加到比較器102的正輸入端，而Vciut等于比較器104的反相差分輸出。在該時間，Vr被施加到比較器的正輸入端。因此，以前由負輸入經(jīng)歷的應力條件以相反的方式復制在比較器102的正輸入。因此，相等但相反的老化條件(即，導致定向偏移)被施加到比較器102的第二半，以及偏移堆積的方向被反轉，逐步取消先前的偏移漂移。
[0035]上述的循環(huán)在以下時段內(nèi)繼續(xù)相同，如圖6所示。因此，“斬波”偏置保持界定，代替如在沒有施加斬波器穩(wěn)定的逐步累積，如在圖7例示的情況。
[0036]本領域的技術人員將理解，與老化有關的偏移堆積保持為界定，甚至在其中老化效應由滯后行為影響的情況以及其中老化設備的偏壓條件的變化沒有完全恢復其原有特性的情況下。此外，沒有限Φ慚波頻率f。的實質性條件，f?？梢詮南到y(tǒng)的現(xiàn)有時鐘信號衍生，例如，采樣頻率時鐘fs。此外，如果需要的話，周期T?？杀辉O定為基本上長的。在一些情況下，周期Tc是幾天或幾周的量級。即使在高溫和大的偏置條件的情況下，老化的影響具有長的時間常數(shù)。幾乎相同的方案也可以應用到差分放大器和其它差分或平衡模擬電路，并且因此獲得界定偏移累積效果的非常相同的好處。值得注意，該斬波穩(wěn)定技術不補償偏移量，而是，斬波穩(wěn)定技術掩蓋和可通過斬波調(diào)制過濾偏移累積的效果。有效地，定向偏移堆積可調(diào)制為系統(tǒng)感興趣的頻帶之外的頻帶。如果需要，過濾器(例如，諸如高通濾波器或一些抗混疊濾波器)可以用于濾除調(diào)制的偏置。在斬波調(diào)制之后，上變頻偏移可以由合適的(模擬)的過濾裝置去除。在某些情況下，就沒有必要適用該后濾波。斬波方案可以保持限定的堆積。附加的后過濾當然可以應用于除去殘留偏移的效果，但是沒有必要對所有的應用。
[0037]閃速或折疊型ADC中的老化比較器
[0038]閃速模數(shù)轉換器(ADC)是多種ADC之一，和嵌入在模擬-數(shù)字轉換的許多其他架構。圖8示出具有比較器的陣列的電路的示例性電路框圖。示出的電路是示例性的2位快閃型ADC。比較器802、804、806在一個輸入被分別連接到不同的參考電壓VR3、VR2和VR1，并且比較器802、804、806被連接到相同的變量輸入Vin。該電路舉例說明其中非對稱應力條件施加在三個比較器802、804、806的場景。不同的固定參考電壓(例如，從梯形電阻)強調(diào)三個比較器不同地例如在比較器電路的輸入前置放大器級。例如，參考電壓的值越高，由于較高的柵極至源極電壓，連接到參考電壓806的比較器802、804的輸入晶體管設備越被強調(diào)。連接到可變輸入Vir^比較器802、804、806的輸入晶體管設備將經(jīng)歷相同量的應力。如果Vin = VN，應力條件會誘發(fā)比較器802(后跟比較器804)正方向的最壞的方向偏移；如果Vin = VP，在(相反)應力條件將誘導比較器806在負(相反方向)的定向偏移量(隨后比較器804)。
[0039]由于施加于輸入設備的非對稱應力條件(例如，那些連接到不同的參考電壓VR1、Vr2，等等，以及可變輸入Vin)，三個比較器802、804、806隨時間不同地老化，從而可以表現(xiàn)出不同的偏移建立。每個比較器的偏移累積可以是不同的，并且，隨著時間的推移，隨著經(jīng)歷的老化，各偏移累積可彼此進一步發(fā)散。如果不補償或數(shù)字校正，該偏移累積可引起轉換器轉移特性中不希望的線性誤差。此外，老化可導致偏移建立超出常規(guī)的靜態(tài)失調(diào)消除技術校正范圍。不對稱應力條件也存在于折疊型ADC，如圖9例示，其示出了具有由折疊結構構成的差分放大器的陣列的電路的示例性電路框圖。代替具有比較器的陣列(例如，如圖8)，折疊ADC使用(單一)比較器，和ADC基于過零點V.,l-Vout,R的集合構成量化輸出(S卩，模擬輸入Vin的數(shù)字表示)。此外，非對稱應力條件下也可以存在于在差分放大器的其它陣列，或具有隨時間強加給他們的這些不同的壓力條件的平衡或差分模擬電路的陣列。
[0040]控制到差分電路的陣列的連接，以限制和反轉老化效應
[0041 ]為了解決M差電路的陣列上的非對稱老化條件，至M差分電路的連接可以被控制或系統(tǒng)和智能混洗，以限制和反轉老化效應?；诓罘蛛娐返睦匣闆r的預期量和方向隨時間系統(tǒng)地控制到差分電路的連接能確保差分電路可以隨著時間經(jīng)歷跨越差分電路平均的基本上相同的老化條件?？缭讲罘蛛娐肪饫匣?應力條件可以限制或約束偏移堆積。偏移累積可以被限制或限定于平均偏移。另外，也可以使差分電路所有共漂移，使得漂移不會造成非線性。
[0042]在一些情況下，甚至可以確保差分電路可以在兩個方向隨著時間經(jīng)歷大致相同的時效條件，例如，將導致相反的老化效應的輸入偏置條件。有效地，與老化有關的失配或偏置累積可以基本上減輕或完全消除。連接的控制可以定期進行，例如，任何時候閃速ADC采樣新的輸入Vin，或在偏移堆積的方向反轉誘導老化是期望的合適時刻。不同排列可用于映射連接到控制/隨機信號路徑。如果失配或不對稱偏移累積可以被限制或限定，ADC的線性度可以得到改善。
[0043]圖10示出根據(jù)本公開的一些實施例，用于限制老化效應的示例性電路。更一般的例子是相對于圖13和14描述。圖10中的電路1000可適合于通過系統(tǒng)和智能混洗限制老化效應。電路1000可以包括M個差分電路的陣列(例如，差分電路1002、1004、1006)。雖然圖10中所示的例子示出了M= 3差分電路，M可以是2，或者大于或等于3。]\1個差分電路具有相應的參考輸入節(jié)點(例如，ref _im...μ)，各可變輸入節(jié)點(如，iη ι...μ)連接到電路的輸入端，以及各自的第一可變輸出節(jié)點(如，outn)。在某些情況下，M個差分電路可以具有進一步可變的輸出節(jié)點，例如，輸出節(jié)點可包括差分輸出對。
[0044]為了通過不同的排列實現(xiàn)連接的系統(tǒng)和智能控制/混洗，該電路1000還包括輸入連接網(wǎng)絡1008和第一輸出連接網(wǎng)絡11 (可以有多個輸入/輸出連接網(wǎng)絡)。輸入連接網(wǎng)絡1008和第一輸出連接網(wǎng)絡1010可以被看作是開關盒，其可以被控制以提供所需的連接網(wǎng)絡，以使用不同的排列控制/混洗差分電路的輸入和輸出。輸入連接網(wǎng)絡1008和第一輸出連接網(wǎng)絡1010可以通過相同的排列碼在給定的時間來控制，但由輸入連接網(wǎng)絡1008及第一輸出連接網(wǎng)絡11實施的網(wǎng)絡或一對一的輸入和輸出映射在給定的時間是彼此反轉的(例如，在取向上反轉)，以確保輸出正確地對應于其中輸入已被控制/混洗的方式。輸入連接網(wǎng)絡1008和輸出連接網(wǎng)絡11保持/保留電路的輸入輸出的關系，如同連接網(wǎng)絡不存在。電路1000中的信號路徑控制/混洗，但參考信號和最終產(chǎn)出之間的關系仍保留(例如，final_OUtm仍然依賴refm)。
[0045]該電路1000可以是快閃模擬數(shù)字轉換器，其中，連接到模擬輸入的各可變輸入節(jié)點(例如，，和M差分電路的陣列在各自的第一可變輸出節(jié)點產(chǎn)生模擬輸入的數(shù)字表示(例如，OUtl...M)。
[0046]在所不的例子中，根據(jù)第一時間周期的一個一至一映射(1:1映射)和在第二時間周期的二個一對一映射，輸入連接網(wǎng)絡1008連接基準信號(例如，ref!μ )，例如梯形電阻的參考電壓，到參考輸入節(jié)點(例如，ref_im...μ)，例如差分放大器的輸入或者比較器的輸入端。根據(jù)第一時間周期的一個一至一映射(1:1映射)和在第二時間周期的二個一對一映射，第一輸出連接網(wǎng)絡1010連接電路的第一輸出(例如，finaloutu)，至第一可變輸出節(jié)點(如，OUt1...μ)。1:1映射以一對一的方式映射節(jié)點X1...M和節(jié)點Y 1...M(或反之亦然)。
[0047]該電路1000還包括控制電路1012。在一些情況下，控制電路1012可以被配置為選擇第一個一到一映射和第二個一對一映射，以強調(diào)M個差分電路的至少一些在一段時間內(nèi)同樣差不多(即，在多個差分電路平均應力條件)?？缰辽僖恍┎罘蛛娐返木鈶l件可以限制或約束偏移堆積，
[0048]和/或減少非線性。在一些情況下，控制電路1012可以選擇第一個一到一映射和第二個一對一映射，以在和老化有關的相對應力的條件下強迫至少一些M差電路(S卩，在相反方向上在第一周期期間和的第二期間引起偏移累積)。有效地，在一些情況下，在兩個或多個不同時間段的相反應力條件(優(yōu)選地，許多不同的時間段)可以反轉偏移堆積的方向，因此允許老化效應(即，偏移累積)可以隨時間取消、緩解和/或界定。
[0049]除了在第一時間周期和第二時間周期系統(tǒng)地控制/混洗M個差分電路，控制電路1012可以在多個時間周期控制/混洗M個差分電路，以實現(xiàn)限制和可能反轉隨著時間的老化效應。在M差分電路的陣列上和應力狀況相關聯(lián)的偏移累積隨時間通過不同的排列(例如，控制或系統(tǒng)地混洗連接到差分電路)進行界定。該系統(tǒng)和智能控制/混洗可以通過排列碼控制連接網(wǎng)絡來完成。例如，控制電路1012可以提供對應于輸入連接網(wǎng)絡輸出連接網(wǎng)絡的一至一映射的排列碼P的順序，其控制/混洗在多個時間段上的連接，以大致相等M差電路的陣列的相對應力條件。在一些情況下，控制電路1012可以提供對應于輸入連接網(wǎng)絡和輸出連接網(wǎng)絡的一至一映射的排列碼P的序列，其圓形旋轉在多個時間段的連接，以大致相等M差電路的陣列上的相對應力條件。
[0050]平衡跨越差分電路的應力條件或平衡M差分電路的陣列上相對壓力條件是不平凡的。在一些實施例中，施加不同的靜態(tài)條件的基準信號(例如，refn)或參考電壓不對稱強調(diào)M差個差分電路的陣列，例如在任何時間期間(例如，在第一時間段，在第二時間周期)。
[0051]為了系統(tǒng)和智能地控制/隨機到M差分電路的連接，第一個一至一映射和第二個一至一映射有目的地基于參考信號(例如，ref1...M)和施加M差電路的陣列的非對稱應力條件參考信號進行選擇。在一些實施例中，電路，其中所述可變輸出節(jié)點的狀態(tài)(例如，OUt1...Μ)非對稱地在任何時間周期強迫M差分電路的陣列(例如，在第一時間段，第二時間段)。
[0052]應當注意，輸出節(jié)點可提供平衡/差分電路的輸出設備的應力量和方向的指示(因為例如鎖存器的輸出裝置也可以經(jīng)歷老化)。輸出節(jié)點還可以指示什么輸入信號將導出加在差分電路的應力條件。為了系統(tǒng)和智能地控制/混洗M個差分電路，第二個一至一映射(或另外一對一的映射，用于在進一步的時間段控制輸入連接網(wǎng)絡和第一輸出連接網(wǎng)絡)可以基于(進一步)可變輸出節(jié)點(例如，OUthM)的狀態(tài)有目的地選擇作為反饋。措辭不同，可變輸出節(jié)點(如，OUt1..*!)的過去(觀察)狀態(tài)或輸出碼可提供差分電路所經(jīng)歷的偏移累積的量和方向的指示，并且因此可以被用來進一步確定一對一映射，以用于在以后的時間段均衡和/或反向偏移堆積。
[0053]實施例:在比較器的陣列中限制老化效應
[0054]圖11示出根據(jù)本公開的一些實施例說明示例性電路1100的示例性電路框圖，適合于在比較器的陣列上限制老化效應。在這個例子中，圖11的M個差分電路包括M個比較電路，被配置為比較可變輸入節(jié)點的狀態(tài)(例如，和參考輸入節(jié)點的狀態(tài)(例如，im...μ)，和輸出在第I可變輸出節(jié)點的比較(例如，Out1...μ)?？蓮膱D11所示的電路看出，該輸入連接網(wǎng)絡1102添加到圖8所示的電路，其中輸入連接網(wǎng)絡1102放在參考階梯(在本實施例中，產(chǎn)生基準信號/電壓Vr3、Vr2和Vri)和比較器陣列的參考輸入之間。此外，輸出連接器網(wǎng)絡1104被添加到圖8所示的電路，其中輸出連接網(wǎng)絡1104置于比較器的陣列和閃速ADC測溫輸出的輸出之間。
[0055]如前面所解釋的，連接網(wǎng)絡可以被實現(xiàn)為連接開關盒，可根據(jù)指定的1:1映射連接節(jié)點X1..M和節(jié)點Υι..+M。連接網(wǎng)絡的更一般的例子是相對于圖13和14解釋。特定排列(例如，1:1映射)確定連接節(jié)點Xl...M和節(jié)點Yl...M的連接網(wǎng)絡由數(shù)字排列碼P控制。例如，對于Xl..M至輸出Y1...M之間的一些或所有可能排列的映射的連接，代碼P = PO可以XjIjY1，X2到Y2，X3到Y3;不同的代碼P=Pl可以簡化XdIjY2, X2到Y3和XgljY1，等等。相同的排列碼P用于同時控制輸入連接網(wǎng)絡110 2以及輸出連接網(wǎng)絡1104，但輸入連接網(wǎng)絡110 2的輸入和輸出的方向，輸出連接網(wǎng)絡1104的節(jié)點X1...μ和節(jié)點Y1...μ方的向相對于所述輸入連接網(wǎng)絡反轉。輸入連接網(wǎng)絡1102和輸出連接網(wǎng)絡1104保持/保留電路的輸入輸出的關系，如同連接網(wǎng)絡不存在。電路1100中的信號路徑控制/混洗，但參考信號和最終產(chǎn)出之間的關系仍然保留(例如，final_outmMS依賴refm)。
[0056]該排列碼P(實際上，排列碼的序列)可用于混洗(例如，旋轉)比較器隨時間的順序。雖然本實施例中示出三個比較器，本系統(tǒng)和智能控制/混洗可以擴展到比較器的任意數(shù)量。通過隨時間適當和定期控制到比較器的連接(例如，任何時候閃速ADC采樣新的輸入Vin)，所有的比較器可隨時間遇到的整個比較器均衡壓力，以及可能的相反(或大小相等，方向相反)老化條件。在應力條件橫跨比較器均衡(或平均)的情況下，偏移量累積可以被限制或減輕，以及可能地，比較器可以漂移在一起，使得它會導致更少或沒有非線性。在相反或相等且相反的老化條件強加的情況下，偏移堆積可以定期反轉，通過老化引入的失配(和線性導致的損失)基本上限制，在某些情況下減輕或完全消除。
[0057]在一個例子中，排列碼序列可以實現(xiàn)“圓形”旋轉，其中第一連接網(wǎng)絡1102和第二連接網(wǎng)絡1104可以在三個各自的時間段短接XJljY1，然后向I2，然后對Y3，然后再次短接XdlJY1，然后到γ2，然后到γ3，等，和關于進一步各自的時間段，以循環(huán)方式X1到三個輸出。時間段可以是時間相等，這可以保證頂端比較器(例如，比較器802)在相同的時間量被連接到所有參考電壓。在一個示例中，假定Vin的平均電壓居中在Vr3和Vr1之間，頂端比較器在一個方向上的可能偏移積聚可最終相等且相反堆積。由相等和相反堆積或偏移的抵消可以完全或部分取消初始參數(shù)偏移。更一般的例子是相對于圖13和14說明，其中Vin的平均電壓可以不必居中在Vr3和Vri之間。
[0058]示例:限制差分放大器的陣列中的老化效應(折疊ADC)
[0059]圖12示出根據(jù)本公開的一些實施例說明示例性電路1200的示例性電路框圖，適于限制差分放大器陣列上的老化效應。在所示的例子中，圖12的M個差分電路包括具有各自的第一可變輸出節(jié)點(例如，OUt1I)和相應的第二可變輸出節(jié)點(例如，outh...μ)的M差分放大電路。在該折疊結構中，電路(例如，f inal_out1..μ)的第一輸出被連接到第一負載線，和電路的第二輸出端(例如，final_out*1...M)被連接到第二負載線。第一和第二負載線連接到比較器，以產(chǎn)生電路的另一輸出(例如，過零點的集合表示所述模擬輸入Vin的量化版本的輸出)。電路1200包括在電阻梯(例如，refn)的參考抽頭和圖9所示的差分對/放大器的參考輸入之間引入的第一輸入連接網(wǎng)絡1202(例如，ref_im..M)。電路1200進一步包括在差分對/放大器的輸出線和對之前圖9中示出的電路的右手側執(zhí)行模擬折疊功能的負載線之間引入的第一輸出連接網(wǎng)絡1204和第二輸出連接網(wǎng)絡1206。根據(jù)第一時間段的相同的第一一至一映射以及在第二時間段相同的第二個一至一映射，第二輸出連接網(wǎng)絡1206連接電路的第二輸出端(例如，final_out*1..?)到第二可變輸出節(jié)點(如，out*1..M)。
[0060]類似于圖11，輸入/輸出連接網(wǎng)絡由相同的排列碼P控制，和該左側的輸入連接網(wǎng)絡的取向和兩個輸出連接網(wǎng)絡的定向被反轉或逆轉。因此，排列碼P確定其中在圖的中心陣列的每個差分對連接到每個參考梯形的抽頭和右邊的相應折疊連接的順序。一般地，輸入連接網(wǎng)絡1202、輸出連接網(wǎng)絡1204和輸出連接網(wǎng)絡1206保持/保留電路的輸入輸出關系，如同連接網(wǎng)絡不存在。電路1200中的信號路徑被控制/混洗，但仍保留了參考信號和最終輸出之間的關系(例如，f inal_outm和final_out*m仍然依賴refm)。
[0061]先前針對圖11中示出方案關于控制通過排列碼序列驅動的連接的所有考慮也適用于在圖12示出的方案。例如，旋轉可以被應用。在一些情況下，系統(tǒng)和智能控制方案通過差分對/放大器定期混洗或旋轉信號路徑，以確保每個差分對的/放大器經(jīng)歷相同量的老化條件(均值/均衡)。在一些情況下，系統(tǒng)和智能控制方案通過差分對/放大器定期混洗或旋轉信號路徑，以確保每個差分對/放大器從一個時間周期到另一時間段經(jīng)歷相對的老化條件，優(yōu)選基本上相同的量但方向相反的應力條件(因此相對的偏移累積)。
[0062]用于限制偏移堆積的變化
[0063]如前面所解釋的，差分電路可遇到不同量的老化。例如，老化的量或壓力可取決于平均可變的輸入和固定的參考信號之間的差異。當有一系列的參考電壓，例如，VOref1)ref2>">refM>VN，差分電路可以體驗不同量老化或壓力(Vp為正電源軌，和Vn為負電壓軌)。在其中Vin的平均電壓可居中refjPrefM之間的基本示例，連接到較高基準電壓的差分電路將具有正偏移堆積(參考電壓越大，正偏移堆積較高)和差分被連接到所述下參考電壓的電路將具有負偏移堆積(基準電壓越低，負偏移堆積越大)。此基本實施例具有相等且相反的應力條件，可通過應用排列抵消扭轉隨時間的偏移累積，可以交換具有隨時間相等且相反應力條件的成對差分電路，以允許在相反方向上堆積完全取消。
[0064]在一些情況下，Vin的平均電壓可以不居中在refjPrefM之間。有可不總是經(jīng)受相等且相反應力條件的成對差分電路。
[0065]在一個例子中，Vin位于Vp，以及所有的差分電路可具有不同量的應力，但在負方向上所有。因此，沒有相反應力條件可扭轉抵消堆積。一些差分電路可比其他經(jīng)歷體驗到更大的壓力。使用連接網(wǎng)絡，它可以控制差分電路正在經(jīng)歷不同應力條件中的任何一個的時間量，相應地在任何給定微分電路的應力總量可以被限制。代替無界偏移(最壞情況)，跨越差分電路均衡應力條件可結合/限制偏移以平均應力條件(時間積分)。邊界是非常有用的，因為偏移補償(這是經(jīng)常限制在他們的范圍)的兩倍難以實施兩次偏移。除了界定偏移，可使用輸入和輸出連接以混洗到差分電路的連接，以平衡或平均跨越所有元件的應力，以修正非線性(通過確保它們在相同方向漂移同一量)。
[0066]在另一個例子中，有多個參考信號refn，其中M>2，和Vin的平均位于refi用和ref2之間(即，Vin的平均不在refjPrefM中間。該差分電路將經(jīng)歷不同量的壓力，一個差分電路(連接到refi)經(jīng)歷正應力和其它差分電路(連接到ref2...M)經(jīng)歷不同量的負壓力。在這種情況下，不可能完全使用相等且相反的應力條件的成對差分電路抵消偏移，因為有具有負應力的多個差分電路和具有正應力的僅一個差分電路。但是，如果有額外的差分電路，可使用額外的差分電路來抵消偏移量。假設連接網(wǎng)絡可以使用最大量的負應力切換差分電路(例如，連接到refM)對于多個時鐘周期，并用冗余/額外元件替換。然后連接到reh的差分電路可以積累足夠的正壓力，以抵消連接refM的差分電路的負應力，假定應力的量隨時間增長。使用額外的差分電路，當一個差分電路被強調(diào)了很多，可以切換出來一段時間。
[0067]相應地，代替具有1:1映射方案的連接網(wǎng)絡，可以使用具有M: L連接方案的連接網(wǎng)絡，以適應額外的差分電路。在這種情況下，有K個附加的差分電路，并它們中的任何一個可用于在給定時間段幫助或者均衡通過差分電路的應力條件和/或施加相反或相等且相反的應力條件。使用另外的差分電路，可“切換入”或者“切換出”某些差分電路用于減少或反轉老化的目的。通過“切換出”特定差分電路，可減少特定差分電路上的應力量。這可用于幫助均衡通過各個差分電路的應力量，或者甚至幫助向差分電路施加相反或相等且相反的量的壓力。
[0068]圖13示出根據(jù)本公開的一些實施例，說明用于限定差分電路的陣列上老化效應的示例性電路的示例性電路框圖。在這個例子中，有:L = M + K差分電路(示為d i f f_ciri,..l=m+k)。在給定的時間段，只有這些差分電路的子集(從L=M+K差分電路選定的M差分電路)用于處理所述M個基準信號(例如，ref ι...μ)，并產(chǎn)生M個最終輸出(例如，final_outr.M)。因此，被施加的排列將是子集排列，其路由M個基準信號(例如，refU.M)至M所選差分電路的輸入節(jié)點，和路由M選擇差分電路的可變輸出節(jié)點到M最終輸出(例如，f inal_
OUtl..Μ) O
[0069]用于限制差分電路的陣列上老化作用的電路1300(例如，也€1(:化1,2,.^+1()，可以包括:輸入連接網(wǎng)絡1302，用于連接基準信號(例如，ref i, 2,...Μ)到差分電路的陣列的參考輸入節(jié)點。電路1300還包括:輸出連接網(wǎng)絡1304，用于連接差分電路的陣列的輸出節(jié)點到最終輸出的。電路1300還包括控制電路1312，用于在第一時間段期間輸出第一排列碼到輸入連接網(wǎng)絡和輸出連接網(wǎng)絡，在第二時間段輸出一第二排列碼到輸入連接網(wǎng)絡和輸出連接網(wǎng)絡。第一排列碼和通第二排列碼控制過差分電路的陣列的信號路徑，以隨時間限制對差分電路中的至少一個應力條件，同時保持基準信號和最終輸出之間的關系。當有額外的差分電路是，該輸入連接網(wǎng)絡1302連接基準信號到選定的差分電路的參考輸入節(jié)點(基于用于特定時間周期的特定排列)，和輸出連接網(wǎng)絡1304連接差分電路的選定的可變輸出節(jié)點到最終輸出(基于用于特定時間周期的特定排列)。
[OO7O]類似于前面的例子中，參考信號(例如，:ref ι..μ)非對稱地在第一時間段強調(diào)差分電路的陣列(或當其他的差分電路可用時，差分電路的陣列的子集)。具體地，依賴于排列，參考信號可以向差分電路中選定的施加不同的應力條件。差分電路的陣列(例如，diff_cin,2,...L=M+K)包括各可變輸入節(jié)點，用于接收可變的輸入信號，并且可變的輸入信號和各自的參考信號之間的差異可向差分電路施加不同的應力條件。
[0071 ]在一些實施例中，控制電路1312觀察最終輸出的輸出代碼，和/或所述差分電路的輸出節(jié)點，和基于所述輸出代碼輸出第一排列碼和第二排列碼。輸出代碼可以提供每個差分電路正在經(jīng)歷多少應力的指示(從而提供反饋信息)，并且控制電路1302確定適當?shù)呐帕?，以均衡壓力條件和/或施加相反或相等且相反的應力條件，以限制和可扭轉抵消堆積。這可以提供動態(tài)控制。
[0072]圖14示出根據(jù)本公開的一些實施例說明用于限制在具有差分電路的陣列上電路老化效應的方法的流程圖。該方法的一個或多個部分可以由控制電路來執(zhí)行，其可包括或連接到一個或多個存儲器元件，用于存儲與應力條件和/或排列相關聯(lián)的信息。該方法的一個或多個部分可以通過本文所述的連接網(wǎng)絡來執(zhí)行。
[0073]該方法可以包括:確定與差分電路(任務1402)的陣列上的老化相關的應力條件。在某些情況下，應力條件可以根據(jù)其中變量輸入的平均位于的位置而變化。當不同的排列用于在一段時間，施加在電路的應力條件下也將隨時間改變。保持跟蹤應力條件從而輔助確定如何控制信號路徑以均衡隨時間的壓力條件和/或施加相反的應力條件，以減少或取消偏移積聚。該方法還包括:基于所述壓力條件，確定不同時間段的排列(任務1404)。例如，該方法可包括:確定所述差分電路的選擇的第一組在第一時間段的第一排列和所述差分電路的選定第二組在第二時間周期的第二排列，其中所述第一和第二排列限制至少一個差分電路隨時間的應力條件。該方法還包括:基于所述排列控制輸入和輸出連接(任務1406)。例如，該方法可以包括:在第一時間段，基于所述第一排列控制差分電路的陣列的輸入和輸出連接，同時保持電路的輸入輸出的關系，并在第二時間段，基于第二排列控制差分電路的陣列的輸入和輸出連接，同時維持電路的相同的輸入-輸出關系。
[0074]在一些實施例中，確定應力條件包括:確定差分電路的陣列相對于差分電路的陣列的參考信號的平均輸入。這可是用于限制老化效應的輸入定向控制方案。在一些實施例中，確定應力條件包括:使用該電路的輸出碼(最終輸出或差分電路的輸出節(jié)點)來推導差分電路的陣列上的應力條件。這可以是用于限制老化效應的輸出定向控制方案。
[0075]該第一排列、第二排列以及進一步的排列控制通過差分電路的陣列的信號路徑，以基本上相等跨越至少一些差分電路的應力條件，使得與應力條件相關聯(lián)的偏移量累積隨時間界定。在某些情況下，如果可能，第一排列、第二排列以及進一步的排列控制通過差分電路的陣列的信號路徑，以向至少一些所述差分電路施加相反(并且在某些情況下，相對且相等)的應力條件，使得與該應力狀況相關的偏移堆積是相反的。
[0076]由于差分電路的陣列的變量輸入信號和參考信號之間的差異，該應力條件包括差分電路的陣列上的非對稱應力。因此，差分電路經(jīng)受不同量的壓力，在某些情況下，該偏移可在不同方向建立。
[0077]基于所述應力條件確定第一排列和第二排列可以包括:選擇用于第一排列的差分電路中的一個，以在第一時間周期經(jīng)歷第一應力量，并且選擇用于第二排列的差分電路中的同一個，以在第二時間周期經(jīng)受第二應力量，其中所述第二量小于第一量。這減輕了最壞情況下的偏移建立，并且可以潛在地界定偏移累積至平均。
[0078]基于所述應力條件確定第一排列和第二排列可以包括:選擇用于第一排列的差分電路中的一個，以在第一時間周期經(jīng)歷第一應力量，并且選擇用于第二排列的差分電路中的同一個，以在第二時間周期經(jīng)受第二應力量，其中所述第二量相對于第一量。這有助于反轉偏移建立。
[0079]當其他的差分電路可用時，所述差分電路的選擇的第一組是差分電路的第一子集，并且所述差分電路的選定第二組是差分電路的第二子集。所述第一子集和第二子集可以是相同的(但第一排列和第二排列仍然不同)，或第一子集和第二子集可以是不同(組成第一和第二子集的差分電路的不同選定的)。具有不同子集有效地允許某些差分電路來“切換出”，從而可以減小應力的量，并可通過電路中應力的另一相對量被抵消。在一個例子中，基于所述應力條件確定第一排列和第二排列包括:選擇用于第一排列的差分電路中的第一個，以在第一時間周期向差分電路中的第一個施加第一應力量，和不選擇所述差分電路的第一個作為第二排列的一部分，以減少對所述差分電路的第一個的應力條件。在某些情況下，可選擇所述差分電路的第一個用于進一步排列，以在進一步的時間段對差分電路中的第一個施加第二應力量，其中第二應力量基本上相反于第一應力量。
[0080]^lJ
[0081]示例I是用于限制具有M(差分)電路、M(差分)電路各自的參考輸入節(jié)點(ref_化卜1)、連接到該電路的輸入端的各可變輸入節(jié)點陣列(^1-們以及各自的可變輸出節(jié)點(OUth-M)的電路的老化效應的方法，該方法包括:在第一時間周期，根據(jù)第一個一對一映射，使用輸入連接網(wǎng)絡連接參考信號(γθΠ...Μ)至參考輸入節(jié)點(relinh-M);根據(jù)在第一時間周期相同的第一個一對一映射，使用輸出連接網(wǎng)絡連接電路的輸出端(final_outl...Μ)至可變輸出節(jié)點(outl...Μ);根據(jù)在第二時間周期的第二個一對一映射，使用輸入連接網(wǎng)絡連接參考信號(γθΠ...Μ)至參考輸入節(jié)點(ref_inl-_M);根據(jù)在第二時間周期相同的第二單一對一映射，使用輸出連接網(wǎng)絡連接電路(final_outl-_M)至可變輸出節(jié)點(out I的輸出端;和使用控制電路，選擇第一個一對一映射和第二個一對一映射以在與老化有關的相對應力的條件下強調(diào)至少一些M(差分)電路。
[0082]在示例2中，示例I的方法可以進一步包括:由控制電路提供對應于輸入連接網(wǎng)絡和輸出連接網(wǎng)絡的一個對一映射的排列碼序列，其混洗在多個時間段的連接以大致平衡M(微分)電路陣列的相反應力條件。
[0083]在示例3中，示例I或2的方法可以進一步包括:由控制電路提供，對應于輸入連接網(wǎng)絡和輸出連接網(wǎng)絡的一對一映射的排列碼序列，其環(huán)形旋轉在多個時間段的連接以大致平衡M(微分)電路陣列的相反應力條件。
[0084]在示例4中，示例1-3中任一項的方法，可進一步包括:和M(差分)電路的陣列上的應力條件相關聯(lián)的偏移堆積隨時間界定。
[0085]在示例5中，示例1-4中任一項所述的方法，可進一步包括:基準信號(refb-M)非對稱地在所述第一時間周期強調(diào)M(差分)電路陣列。
[0086]在示例6中，示例1- 5中任一項所述的方法，還可以包括基于所述參考信號被(ref I...Μ)選擇的第一個一對一映射和第二個對一映射。
[0087]在示例7中，示例1-6中任一項的方法，還可以包括可變輸出節(jié)點的狀態(tài)(outl..-M)非對稱地在所述第一時間周期強調(diào)M(差分)電路的陣列(或在第一時間段指示M(微分)電路的陣列上的非對稱應力條件)。
[0088]在示例8中，示例1-7中任一項所述的方法，還可以包括第二個一對一映射或另外的一對一的映射，用于控制基于可變輸出節(jié)點(out I…Μ)的狀態(tài)作為反饋選擇輸入連接網(wǎng)絡和第一輸出連接網(wǎng)絡。
[0089]示例9包括用于限制老化效應的電路，包括:Μ(差分)電路的陣列，其中所述的M(差分)的電路具有相應的參考輸入節(jié)點(refLinh-M)，連接到所述電路的輸入端的各可變輸入節(jié)點(inl-_M)，以及各自的第一可變輸出節(jié)點(outl-_M);根據(jù)在第一時間周期中的第一個對一映射和在第二時間周期第二個一對一映射，輸入連接網(wǎng)絡被配置為將參考信號(refl…M)連接到參考輸入節(jié)點(ref_inl-_M);第一輸出連接網(wǎng)絡，配置為根據(jù)在第一時間周期的相同第一個對一映射和在第二時間周期的第二個一對一映射，連接電路的第一輸出端(final_outl‘"M)至第一可變輸出節(jié)點(outl"_M)；以及控制電路，配置成選擇第一個一對一映射和第二個一對一映射，以強調(diào)至少一些M(差分)電路在與老化相關的相對應力條件下。
[0090]在示例10中，示例9的電路，可進一步包括對M(差分)電路，包括M個比較電路，被配置為比較可變輸入節(jié)點(inh-M)的狀態(tài)與參考輸入節(jié)點的狀態(tài)(ref_inl-_M)，并在第I可變輸出節(jié)點輸出比較(outl"_M)。
[0091]在示例11中，示例9或10的電路，進一步包括:包括具有各自的第一可變輸出節(jié)點(out h"M)和相應的第二可變輸出節(jié)點的M(差分)放大器電路的M(差分)電路(out*l…Μ)。示例9或10的電路進一步可以包括:第二輸出連接網(wǎng)絡，配置為將電路(final_out*l…Μ)的第二輸出端連接到第二可變輸出節(jié)點(out*l…Μ)根據(jù)第一時間段的相同的第一個一對一映射和在第二時間周期的相同第二個一對一映射。
[0092 ]在示例12，示例9-11中任一項所述的電路，還可以包括:被捆綁到第一負載線的電路(打]^1_0111:卜_]\0的第一輸出端和被連接到一第二負載線電路的第二輸出端(;^1^1_ο?!?*1...Μ);在第一和第二負載線連接到比較器，以產(chǎn)生電路的另一輸出。
[0093]在示例13，示例9-12中任一項所述的電路，還可以包括控制電路，進一步配置為提供的對應于輸入連接網(wǎng)絡和輸出連接網(wǎng)絡的一對一映射的排列碼的序列，其混洗在多個時間段的連接，以大致相等M(微分)電路陣列的相反應力條件。
[0094]在示例14，示例9-13中任一項所述的電路，還可以包括控制電路，進一步配置為提供對應于輸入連接網(wǎng)絡和輸出連接網(wǎng)絡的一對一映射的排列碼的序列，其環(huán)形旋轉在多個時間段的連接，以大致相等M(微分)電路陣列相反應力條件。
[0095]在示例15，示例9-14中任一項的電路，可進一步包括具有M(差分)電路的陣列上的應力條件相關聯(lián)的偏移堆積隨時間界定。
[0096]在示例16，示例9-15中任一項的電路，可進一步包括參考信號(refl-_M)非對稱地在所述第一時間周期強調(diào)M(差分)電路陣列。
[0097]在示例17，示例9-16中任一項的電路，進一步可以包括基于所述參考信號選擇的第一個一對一映射和第二個一對一映射(ref I…Μ)。
[0098]在示例18，示例9-17中任一項的電路，還可以包括可變輸出節(jié)點的狀態(tài)(out I…M)，非對稱地在所述第一時間周期強調(diào)M(微分)電路陣列(或在第一時間段指示M(微分)電路的陣列上的非對稱應力條件)。
[0099]在示例19，示例9-18中任一項的電路，進一步可以包括第二個一對一映射或另外的一對一的映射，用于控制基于可變輸出節(jié)點(out I...Μ)作為反饋的狀態(tài)選擇的輸入連接網(wǎng)絡和第一輸出連接網(wǎng)絡。
[0100]在示例20，示例9-19中任一項的電路，進一步可包括:所述電路是快速模擬數(shù)字轉換器;各可變輸入節(jié)點(inh-M)連接到模擬輸入;和M(差分)電路的陣列，在各自的第一可變輸出節(jié)點產(chǎn)生模擬輸入的數(shù)字表示(outl..-M)。
[0101]變化、應用和實施
[0102]可以預想，本文所公開的任何實施例不同的混洗和旋轉序列可施加具有相等和相反的老化效果的偏壓或應力條件到均衡電路的陣列，因而限制所需的范圍內(nèi)的參數(shù)漂移/偏移堆積。
[0103]術語“偏移”用作電路失配的示例。這里所描述的示例適用反轉/限制所造成的各種不匹配，包括偏移、驅動強度的差異、輸出電流差異、帶寬差異、不同增益等建設。
[0104]雖然示出閃速轉換器的兩個例子，這種技術可以適用于在任何閃速ADC的任何比較陣列，或(微分)電路陣列中的任何合適的轉換器，以限制和可反轉老化效應。本文所描述的時間段可以是在一段時間(即，周期性的混洗)相同，但如果改變時間周期可以相等相對應力的條件，時間周期也可以是非周期性或部分非周期性。
[0105]在一些實施例中，模數(shù)轉換器包括差分電路的陣列，其中所述差分電路具有相應的參考輸入節(jié)點，連接到模擬的模數(shù)轉換器的輸入各可變輸入節(jié)點，以及相應第一可變輸出節(jié)點，輸入連接網(wǎng)絡，被配置為將參考信號連接到參考輸入節(jié)點，第一輸出連接網(wǎng)絡，配置為連接第一可變輸出節(jié)點到第一輸出端，和控制電路，被配置以使用不同的時間段的不同排列碼序列(至少兩個，優(yōu)選多種，例如，數(shù)百或數(shù)千的時間段的)控制輸入連接網(wǎng)絡和第一輸出連接網(wǎng)絡，以限制與至少一些差分電路的老化相關聯(lián)的偏移堆積。控制電路可以控制輸入連接網(wǎng)絡和第一輸出連接網(wǎng)絡，以反轉與至少一些差分電路的老化相關聯(lián)的偏移堆積。
[0106]在一些情況下，差分電路包括比較器電路，被配置來比較各可變輸入節(jié)點的狀態(tài)和各個參考輸入節(jié)點的狀態(tài)，并輸出在第I可變輸出節(jié)點的比較，以產(chǎn)生所述模擬輸入的數(shù)字表不。
[0107]在一些情況下，差分電路包括具有相應第一可變輸出節(jié)點和相應第二可變輸出節(jié)點的差分放大電路，以及模數(shù)轉換器還包括第二輸出連接網(wǎng)絡，配置為連接第二可變輸出節(jié)點至第二輸出。電路的第一輸出端可連接到第一負載線，和電路的第二輸出端可連接到第二負載線。第一和第二負載線連接到比較器，以產(chǎn)生電路的另一輸出。
[0108]雖然在許多實施例本文所用的實施例在相對于差分電路(S卩，具有兩個輸入端的電路)中描述，本公開設想，它是由這里的實施例可以用來為具有三個、四個或更多的輸入的其他電路反轉/限制偏移堆積(或失配累積)。
[0109]各種電路的部分(例如，控制電路)可以在處理器來實現(xiàn)(在電路的其余部分的相同芯片上)，或者是通過用于選擇排列碼專門配置的處理器控制(即，一對一映射)。例如，該處理器可以包括一個或多個專用部件，或者可以包括可編程邏輯門，被配置為執(zhí)行功能，例如選擇排列碼，如本文描述。該電路可以在模擬域、數(shù)字域或混合信號域操作。在一些情況下，通過執(zhí)行存儲在非臨時性計算機介質上的一個或多個指令，所述處理器可經(jīng)配置以執(zhí)行在此描述的功能。
[0110]—般來說，本文所描述的技術適用于數(shù)據(jù)轉換器，它可以用于在設備的相對長的壽命需要性能的許多不同應用，尤其是與亞微米工藝制造的設備。應用程序可包括醫(yī)療系統(tǒng)、科學儀器、無線和有線通信、雷達、工業(yè)過程控制、音頻和視頻設備、電流檢測、儀器儀表、基于轉換器的系統(tǒng)。此外，上述討論的某些實施例可以應用與具有與醫(yī)療成像數(shù)字信號處理、病人監(jiān)護、醫(yī)療儀器和家庭醫(yī)療保健連接的ADC應用中置備。這可包括肺監(jiān)測器、加速度計、心臟速率監(jiān)視器、起搏器等。其他應用程序可以包括安全系統(tǒng)的汽車技術(例如，穩(wěn)定控制系統(tǒng)、駕駛輔助系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、信息娛樂和任何類型的內(nèi)部應用)。此外，動力系統(tǒng)(例如，混合動力汽車和電動汽車)可以使用在電池監(jiān)測、控制系統(tǒng)、報告控制、維護活動等中的高精度數(shù)據(jù)轉換產(chǎn)品。在又其他示例方案中，本公開的教導可適用于那些連接過程控制系統(tǒng)的ADC的工業(yè)市場，以幫助提高生產(chǎn)力、能效和可靠性。在消費者應用中，以上所討論的信號處理電路的教導可在具有與信號處理技術連接的ADC應用中使用，例如圖像處理、自動對焦以及圖像穩(wěn)定(例如，對于數(shù)字靜態(tài)相機，攝像機，等等)。其他消費應用可以包括家庭影院系統(tǒng)、DVD錄像機和高清電視的音頻和視頻處理器。然而其他消費應用可以涉及先進的觸摸屏控制器(例如，對于任何類型的便攜式媒體設備)。因此，這種技術可以很容易的成為智能手機、平板電腦、安防系統(tǒng)、個人電腦、游戲技術、虛擬現(xiàn)實、模擬訓練等的一部分。
[0111]另外，在上述各實施例的討論中，電容器、時鐘、DFF、分頻器、電感器、電阻器、放大器、開關、數(shù)字核心、晶體管和/或其它組件可容易地被替換，取代，或以其它方式修改，以適應特定的電路需求。此外，應該指出，使用互補的電子設備、硬件、軟件等提供用于實現(xiàn)本公開的教導的同樣可行選擇。
[0112]在一個示例實施例中，任何數(shù)量的圖的電路的可在相關聯(lián)的電子設備的電路板來實現(xiàn)。該板可以是一般的電路板，可以裝在電子設備的內(nèi)部電子系統(tǒng)的各種組件，并進一步為其他外圍設備提供連接器。更具體地，電路板可以提供電連接，通過其該系統(tǒng)的其它部件可電通信。根據(jù)特定的配置需求、處理需求、計算機設計等，任何合適的處理器(包括數(shù)字信號處理器、微處理器、支撐芯片組等)、計算機可讀非臨時性存儲元件等可以被適當?shù)芈?lián)接到所述板。其他組件(諸如，外部存儲、另外的傳感器、用于音頻/視頻顯示器的控制器以及外圍設備)可以通過電纜被連接到電路板插入式卡，或集成到板本身。在各種不同的實施例中，本文中所描述的功能可以在仿真形式的軟件或固件內(nèi)布置，其在支持這些功能的結構的一個或多個可配置(如可編程)元件運行來實現(xiàn)。軟件或固件提供仿真可以提供在包括指令的非臨時性計算機可讀存儲介質上以允許處理器執(zhí)行這些功能。
[0113]在另一不例實施例中，圖的電路可以被實現(xiàn)為單獨的t旲塊(例如，具有相關聯(lián)的部件和電路被配置為執(zhí)行特定的應用程序或功能的設備)或實現(xiàn)為插件模塊到應用電子設備的特定硬件。需要注意，本公開的具體實施例可以容易地包括在芯片上(SOC)包的系統(tǒng)中，無論是在部分或全部。SOC表示計算機或其它電子系統(tǒng)的組件集成到單個芯片的1C。它可以包含數(shù)字、模擬、混合信號以及經(jīng)常射頻功能:所有這些都可以在單個芯片襯底上提供。其他實施例可以包括多芯片模塊(MCM)，具有多個位于單一的電子封裝內(nèi)并配置成彼此通過電子封裝密切相互作用獨立的1C。在各種其它實施例中，控制電路可以在一個或多個硅芯，被實現(xiàn)在專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和其他的半導體芯片。
[0114]此外，還必須要注意，所有的規(guī)格、尺寸以及且本文所概述的關系(例如，處理器，邏輯運算，數(shù)量等)只被提供用于示例的目的，僅教學。這樣的信息可以變化相當大，而不脫離本公開的精神，或實施例和所附權利要求的范圍。規(guī)格只適用于非限制性示例，因此，它們應被理解為這樣。在前面的描述中，示例實施例已經(jīng)參考特定的處理器和/或部件安排描述?？梢詫@樣的實施方式進行各種修改和改變，而不脫離示例和所附權利要求的范圍。說明書和附圖相應地應被視為說明性的而不是限制性的意義。
[0115]注意，利用本文提供的許多例子，相互作用可以在兩個、三個、四個或更多個電部件來描述。然而，這已只為清楚和示例的目的進行。但是應當理解，該系統(tǒng)可以以任何合適的方式合并。沿著類似的設計方案，任何示出的組件、模塊和圖的元件可以以各種可能的配置相結合，所有這些顯然在本說明書的范圍之內(nèi)。在某些情況下，可能會更容易通過只引用電元件的有限數(shù)量來描述一個或多個一組給定流的功能。但是應當理解的是，圖和其教導的電路是容易可擴展的，并且可以容納大量的組件，以及更復雜/精密的安排和配置。因此，提供的示例不應該限制范圍或抑制電路的廣泛教導為可能應用于其它架構無數(shù)。
[0116]注意，在本說明書中，包含在“一個實施例”、示例實施例”、“實施例”、“另一實施例”、“一些實施例”、“各種實施例”、“其他實施例”、“替代實施例”等中引用的各種特征(例如，元件、結構、模塊、組件、步驟、操作、特性等)旨在表示，任何這樣的功能都包含在本公開內(nèi)容的一個或多個實施例，而是可或可以在相同的實施例被組合。
[0117]同樣重要的是要注意，限制老化效應的功能只示出了一些可能由圖中所示電路中進行或內(nèi)的可能功能。其中的一些操作可在適當情況下被刪除或移除，或這些操作可以相當被修改或改變，而不脫離本公開的范圍。另外，這些操作的定時可以大大改變。前面的操作流程已經(jīng)提供了用于示例和討論的目的。極大的靈活性通過在此描述的實施例提供，可以提供任何合適的布置、年表、配置和定時機制，而不脫離本公開的教導。
[0118]許多其它改變、替代、變化、改變和修改可以領域技術人員確定，它的目的是，本發(fā)明包括落入實施例和所附的權利要求的范圍內(nèi)的所有這樣的改變、替換、變化、改變和修改。需要注意，上面描述的裝置的所有可選特征也可以相對于該方法或本文中所描述，并且可以在任何地方被使用在一個或多個實施例在實施例中具體過程中實施。
【主權項】
1.一種用于限制具有電路陣列的電路的老化效應的方法，該方法包括: 確定與電路的陣列上老化相關的應力條件； 基于應力條件，確定選擇的第一多個電路對于第一時間周期的第一排列以及選定的第二多個電路對于第二時間周期的第二排列，其中所述第一和第二排列限制對電路中的至少一個隨時間的應力條件;和 在第一時間段，基于所述第一排列控制電路陣列的輸入和輸出連接，同時保持電路的輸入-輸出關系;和 在第二時間段，基于所述第二排列控制電路陣列的輸入和輸出連接，同時保持電路的相同輸入-輸出關系。2.如權利要求1所述的方法，其中: 確定所述應力條件包括:確定電路陣列相對于電路陣列的參考信號的平均輸入。3.如權利要求1所述的方法，其中: 確定所述應力條件包括:使用該電路的輸出碼以獲得電路的陣列的應力條件。4.如權利要求1所述的方法，其中，所述第一排列、所述第二排列，和進一步的排列控制通過電路陣列的信號路徑，以基本上平衡跨越至少一些電路的應力條件，使得與壓力條件相關聯(lián)的失配累積隨時間界定。5.如權利要求1所述的方法，其中，所述第一排列、所述第二排列，和進一步的排列控制通過電路陣列的信號路徑，以對至少一些電路實施相反的應力條件，使得與壓力條件相關聯(lián)的失配累積反轉。6.如權利要求1所述的方法，其中，由于可變的輸入信號和電路的陣列的參考信號之間的差異，所述應力條件包括電路的陣列上的非對稱應力。7.如權利要求1所述的方法，其中，基于所述應力條件確定第一排列和第二排列包括: 在第一時間周期，選擇用于第一排列的電路中的一個，以經(jīng)歷第一應力量;和 在第二時間段，選擇用于第二排列的電路中的一個，以經(jīng)歷第二應力量，其中所述第二量小于第一量。8.如權利要求1所述的方法，其中，基于所述應力條件確定第一排列和第二排列包括: 在第一時間周期，選擇用于第一排列的電路中的一個，以經(jīng)歷第一應力量;和 在第二時間段，選擇用于第二排列的電路中的同一個，以經(jīng)歷第二應力量，其中所述第二量相對于第一量。9.如權利要求1所述的方法，其中: 選擇的第一多個電路是電路的第一子集，和選定的第二多個電路是所述電路的第二不同子集。10.如權利要求9所述的方法，其中，基于所述應力條件確定第一排列和第二排列包括: 在第一時間周期，選擇用于第一排列的第一電路，以對第一電路施加第一應力量;和 不選擇第一電路作為第二排列的一部分，以減少對第一電路的應力條件。11.如權利要求10所述的方法，進一步包括: 在進一步的時間段，選擇電路中的第一個用于進一步的排列，以對電路的第一個施加第二應力量，其中，第二量基本上相反于第一應力量。12.用于差分電路的陣列上限定老化效應的電路，該電路包括: 輸入連接網(wǎng)絡，連接參考信號到差分電路的陣列的參考輸入節(jié)點； 輸出連接網(wǎng)絡，用于連接差分電路的陣列的輸出節(jié)點到最終輸出；和控制電路，用于輸出第一時間周期的第一排列碼到輸入連接網(wǎng)絡和輸出連接網(wǎng)絡，以及輸出第二時間段的第二排列碼到輸入連接網(wǎng)絡和輸出連接網(wǎng)絡； 其中，第一排列碼和第二排列碼控制通過差分電路的陣列的信號路徑，以隨著時間限制對差分電路中的至少一個的壓力條件，同時保持基準信號和最終輸出之間的關系。13.如權利要求12所述的電路，其中: 在第一時間段，參考信號不對稱強調(diào)差分電路的陣列。14.如權利要求12所述的電路，其中: 差分電路的陣列包括用于接收變量輸入信號的各可變輸入節(jié)點;和 可變輸入信號和各自參考信號之間的差異對差分電路施加不同的應力條件。15.如權利要求12所述的電路，其中，控制電路觀察最終輸出的輸出代碼，并基于所述輸出代碼輸出所述第一排列碼和第二排列碼。16.一種模數(shù)轉換器，包括: 差分電路的陣列，其中所述差分電路具有相應的參考輸入節(jié)點，各可變輸入節(jié)點連接到模擬的模數(shù)轉換器的輸入以及相應的第一可變輸出節(jié)點； 輸入連接網(wǎng)絡，配置為連接所述參考信號到參考輸入節(jié)點； 第一輸出連接網(wǎng)絡，配置為連接第一可變輸出節(jié)點到第一輸出；和控制電路，被配置以在不同時間段使用不同排列碼的序列控制輸入連接網(wǎng)絡和第一輸出連接網(wǎng)絡，以限制至少一些差分電路的與老化相關聯(lián)的失配累積。17.如權利要求16所述的模數(shù)轉換器，其中，所述控制電路控制所述輸入連接網(wǎng)絡和第一輸出連接網(wǎng)絡，以反轉與至少一些差分電路的老化相關聯(lián)的失配累積。18.如權利要求16所述的模數(shù)變換器，其中，所述差分電路包括比較器電路，被配置來比較各可變輸入節(jié)點的狀態(tài)和各個參考輸入節(jié)點的狀態(tài)，和輸出在第一可變輸出節(jié)點的比較，用于生成模擬輸入的數(shù)字表示。19.如權利要求16所述的模數(shù)變換器，其中: 差分電路包括具有各自的第一可變輸出節(jié)點和相應的第二可變輸出節(jié)點的差分放大電路； 模數(shù)轉換器還包括第二輸出連接網(wǎng)絡，被配置為將第二可變輸出節(jié)點連接到第二輸出端。20.如權利要求19所述的模數(shù)變換器: 電路的第一輸出被連接到第一負載線，和電路的第二輸出連接到第二負載線； 第一和第二負載線連接到比較器，以產(chǎn)生電路的另一輸出。
【文檔編號】H03M1/18GK105978564SQ201610134720
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月10日
【發(fā)明人】P·F·費格斯, G·芒甘阿羅
【申請人】美國亞德諾半導體公司