可变增益放大器制造技术

可变增益放大器，包括多个差动放大器以及输出级电路。各差动放大器具有至少一差动对，各差动对的二电流端间通过连接结构相互耦接，连接结构提供负反馈电阻值。差动放大器共同接收差动输入信号对，差动放大器的输出端相互耦接。输出级电路使差动放大器的输出端上的电压反相以产生输出电压。其中，可变增益放大器的直流增益依据调整差动放大器以及差动对的工作数量的至少其中之一来决定。

【技术实现步骤摘要】
可变增益放大器
本专利技术涉及一种可变增益放大器，且特别涉及一种应用于高速传输接口的可变增益放大器。
技术介绍
在已知的
中，应用于高速传输接口中的放大器中具有负反馈电阻，而在进行放大器的直流增益(DC-gain)的调整动作时，负反馈电阻会对应被调整，伴随而来的，放大器的高频增益峰值(high-frequencypeaking)也会随之变动。以下请参照图1绘示的已知的放大器的频率响应图。在图1中，曲线101相对于曲线103具有较高的直流增益，而放大器工作在曲线101时所具有的负反馈电阻的电阻值则小于放大器工作在曲线103时所具有的负反馈电阻的电阻值。由图1可以清楚发现，已知的放大器在曲线103时，在频率FH1时，其增益値相对于低频时的直流增益値产生很大的变化，也就是说，已知的放大器工作在低直流增益的状态下，会具有很大的高频增益峰值变化的现象。
技术实现思路
本专利技术提供一种可变增益放大器，可降低输出电压的高频峰值的变化量。本专利技术的可变增益放大器，包括多个差动放大器以及输出级电路。各差动放大器具有至少一差动对，各差动对的二电流端间通过连接结构相互耦接，连接结构提供负反馈电阻值，差动放大器共同接收差动输入信号对，差动放大器的输出端相互耦接。输出级电路耦接差动放大器的输出端，依据差动放大器的输出端上的电压反相以产生输出电压。其中，可变增益放大器的直流增益依据调整差动放大器以及差动对的工作数量的至少其中之一来决定。基于上述，本专利技术利用多个差动放大器以提供多个转导单元，藉此降低临点频率受到影响。如此一来，可变增益放大器无论在高增益或低增益的工作条件下，其增益値不会随频率变高而产生大幅的变化，可确保其带宽的大小。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1绘示已知的放大器的频率响应图。图2绘示本专利技术一实施例的可变增益放大器的示意图。图3A绘示本专利技术实施例的差动放大器的实施方式。图3B绘示本专利技术实施例的差动放大器的另一实施方式。图3C绘示本专利技术实施例的差动放大器的再一实施方式。图4绘示本专利技术实施例的可变增益放大器的小信号等效电路示意图。图5绘示本专利技术实施例的负载电路的示意图。图6绘示本专利技术实施例的输出级电路的示意图。图7绘示本专利技术实施例的可变增益放大器的频率响应图。【符号说明】101、103：曲线200：可变增益放大器211～21N：差动放大器220、600：输出级电路VIN：差动输入信号对VOUT：输出电压311～31N：差动对电路320：负载电路340：偏压产生器MN1～MN16、MP1～MP4、MPA1～MPA2、MNA1～MNA2、MNC1～MNC2、MPC1：晶体管CT1～CT4：电流源VINN、VINP：差动输入信号VOP：第一输出端VON：第二输出端VBS：偏压电压RR1、RR2：连接结构SA、SAB：控制信号S1、S2：选择器211S～21NS、220S：等效电路Vi(s)：差动输入信号Vo(s)：输出电压等效电阻：Rs、RF等效电容：Cs500：负载电路SW1、SW2：开关电路VCT：控制电压VCC：电源电压VCM1、VCM2：共同电压RC1、RC2：共模电阻VREF：参考电压OP1：运算放大器610、620：电流源IS1：电流源630：电阻串RA1、RA2：电阻710、720：曲线具体实施方式以下请参照图2，图2绘示本专利技术一实施例的可变增益放大器的示意图。可变增益放大器200可应用于高速传输接口，包括多个差动放大器211～21N以及输出级电路220。差动放大器211～21N共同接收差动输入信号对VIN，差动放大器211～21N的输出端共同耦接至输出级电路220。输出级电路220则产生输出电压VOUT。在本实施例中，各差动放大器211～21N具有多个差动对，各差动对的二电流端间通过连接结构相互耦接，各连接结构提供一负反馈电阻值。在进行可变增益放大器200直流增益调整动作时，可以调整各差动放大器211～21N中进行工作的差动对的数量，也可以通过调整差动放大器211～21N进行工作的数量来进行，或也可以同时调整差动放大器211～21N及其中的差动对的工作数量来进行。输出级电路220耦接差动放大器211～21N的输出端。输出级电路220依据使差动放大器211～21N的输出端上的电压进行反相，并藉以产生输出电压VOUT。关于本专利技术实施例的可变增益放大器的工作原理，则请参照以下多个实施例的说明。首先请参照图3A，图3A绘示本专利技术实施例的差动放大器的实施方式。在图3A中，多个差动对电路311～31N共用一个负载电路320并形成多个(N个)差动放大器。其中，各差动对电路311～31N包括多个差动对。以差动对电路311为范例，差动对电路311包括由晶体管MN1以及MN2所形成的差动对，并包括由晶体管MN3及MN4所形成的另一差动对。晶体管MN1以及MN2的第一端分别耦接至第一、二输出端VOP、VON，晶体管MN1以及MN2的第二端分别耦接至电流源CT1以及CT2，晶体管MN1以及MN2分别受控于差动输入信号VINN以及VINP。其中，差动输入信号VINN以及VINP互为差动信号。晶体管MN3以及MN4的第一端分别耦接至第二、一输出端VON、VOP，晶体管MN3以及MN4的第二端分别耦接至电流源CT3以及CT4，晶体管MN3以及MN4分别受控于差动输入信号VINP以及VINN。另外，在本实施例中，电流源CT1、CT4相耦接，电流源CT2、CT3相耦接。此外，差动对电路311包括由晶体管MN6、MN8、MN10及MN12所建构的电流产生器。电流产生器的晶体管MN6、MN8、MN10及MN12接收偏压电压VBS并分别提供第一、二、三、四的电流至晶体管MN1、MN2、MN3以及MN4。偏压电压VBS可以由偏压产生器340来提供。偏压产生器340可耦接晶体管MN6、MN8、MN10及MN12，并依据参考电流产生偏压电压VBS。请注意，晶体管MN1以及MN2间连接一连接结构RR1，晶体管MN3以及MN4间则连接另一连接结构RR2。在本实施例中，连接结构RR1以及RR2皆为实体电阻。在另一方面，晶体管MN5、MN7、MN9以及MN11分别串接在电流端CT1～CT4与晶体管MN1～MN4间。晶体管MN5、MN7、MN9、MN11的控制端接收控制信号SA。値得注意的，差动对电路311中还包括选择器S1及S2。当晶体管MN3-MN4所形成的差动对要执行工作时。选择器S1及S2选择使控制信号SA以及偏压电压VBS分别提供至晶体管MN9、MN11以及晶体管MN10、MN12的控制端。相对的，当晶体管MN3-MN4所形成的差动对不需要执行工作时。选择器S1及S2选择使参考接地端GND上的接地电压被提供至晶体管MN9、MN11、MN10、MN12的控制端，并使晶体管MN9、MN11、MN10、MN12被断开。差动对电路311还包括晶体管MN13、MN14形成的晶体管串以及晶体管MN15、MN16形成的晶体管串。晶体管MN13、MN14所形成的晶体管串耦接在电流端CT2及第一输出端VOP间，晶体管MN15、MN16所形成的晶体管串耦接在电流端CT1及第二输出端VON间。其中，晶体管M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变增益放大器，包括：多个差动放大器，各该差动放大器具有至少一差动对，各该至少一差动对的二电流端间通过一连接结构相互耦接，该连接结构提供一负反馈电阻值，所述多个差动放大器共同接收一差动输入信号对，所述多个差动放大器的输出端相互耦接；以及输出级电路，耦接所述多个差动放大器的输出端，依据使所述多个差动放大器的输出端上的电压反相以产生输出电压，其中，该可变增益放大器的直流增益依据调整所述多个差动放大器以及所述多个差动对的工作数量的至少其中之一来决定。

【技术特征摘要】
2016.10.13 TW 1051330101.一种可变增益放大器，包括：多个差动放大器，各该差动放大器具有至少一差动对，各该至少一差动对的二电流端间通过一连接结构相互耦接，该连接结构提供一负反馈电阻值，所述多个差动放大器共同接收一差动输入信号对，所述多个差动放大器的输出端相互耦接；以及输出级电路，耦接所述多个差动放大器的输出端，依据使所述多个差动放大器的输出端上的电压反相以产生输出电压，其中，该可变增益放大器的直流增益依据调整所述多个差动放大器以及所述多个差动对的工作数量的至少其中之一来决定。2.如权利要求1所述的可变增益放大器，其中所述多个差动放大器还包括：负载电路，分别提供第一负载及第二负载至第一输出端及第二输出端，其中该第一输出端及该第二输出端分别耦接至各该至少一差动对的第一负载端及第二负载端。3.如权利要求2所述的可变增益放大器，其中该负载电路包括：第一晶体管，耦接在电源电压及该第二输出端间，受控于控制电压；至少一第二晶体管，耦接在该电源电压及该第二输出端间，受控于该控制电压；至少一第一开关电路，耦接在该至少一第二晶体管接收该控制电压的路径间，使该至少一第二晶体管接收该控制电压的路径被导通或切断；第三晶体管，耦接在该电源电压及该第一输出端间，受控于该控制电压；至少一第四晶体管，耦接在该电源电压及该第一输出端间，受控于该控制电压；以及至少一第二开关电路，耦接在该至少一第四晶体管接收该控制电压的路径间，使该至少一第四晶体管接收该控制电压的路径被导通或切断。4.如权利要求3所述的可变增益放大器，其中该负载电路还包括：控制电压产生器，依据共同电压以及参考电压以产生该控制电压。5.如权利要求4所述的可变增益放大器，其中该负载电路还包括：第一共模电阻，其一端耦接该第一输出端，另一端接收该共同电压；以及第二共模电阻，其一端耦接该第二输出端，另一端接收该共同电压。6.如权利要求2所述的可变增益放大器，其中各该差动放大器还包括：电流产生器，耦接该至少一差动对的所述多个电流端，分别提供多个电流至所述多个电流端或分别由所述多个电流端汲取所述多个电流。7.如权利要求6所述的可变增益放大器，其中该至少一差动对包括：第一差动对，包括第一晶体管及第二晶体管，该第一晶体管耦接在该第一输出端与该第一差动对的第一电流端间，并受控于该差动输入信号对的第一差动输入信号，该第二晶体管耦接在该第二输出端与该第一差动对的第二电流端间，并受控于该差动输入信号对的第二差动输入信号，其中，该第一差动对的第一电流端与该第一差动对的第二电流端间连接第一连接结构；以及一第二差动对，包括第三晶体管及第四晶体管，该第三晶体管耦接在该第二输出端与该第二差动对的第一电流端间，并受控于该差动输入信号对的该第二差动输入信号，该第四晶体管耦接在该第一输出端与该第二差动对的第二电流端间，并受控于该差动输入信号对的该第一差动输入信号，其中，该第二差动对的第一电流端与该第二差动对的第二电流端间连接第二连接结构。8.如权利要求7所述的可变增益放大器，其中该第一连接结构与该第二连接结构差动对为导线或实体电阻。9.如权利要求8所述的可变增益放大器，其中当该第一连接结构与该第二连接结构为实体电阻时，该电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：林致煌，
申请(专利权)人：智原科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71