一种电流模可变增益放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种新型的在电流模式下的可变增益放大器电路，包括可变增益电路、功能数字控制逻辑电路以及直流失调校准电路；可变增益电路包括四级电流全差分可编程放大器；功能数字控制逻辑电路用于将控制信号译码成二进制信号后，控制可变增益电路增益分贝数；直流失调校准电路将所述可变增益电路的输出低频信号反馈到可变增益电路的输入端，构成负反馈环路。在本设计电流模放大电路中,信号输入为低阻,输出为高阻,流通的信号为电流信号,不受电压大小的影响。电流模可变增益放大器采用Class-AB的输出结构，极大的减少了电路的功耗。电流放大器不受增益带宽积的限制，故几乎可以做到在任何增益上，带宽不受限制。

【技术实现步骤摘要】
一种电流模可变增益放大器
本专利技术涉及一种增益放大器，尤其涉及一种电流模可变增益放大器。
技术介绍
随着工艺的提升，MOS管的承受电压越来越低，造成电源电压的降低。如现在流行的40nm低压管电压只有1.0V左右，而开启电压Vt就有0.4V左右。这样对于两层管子的放大电路而言，只有0.2V的动态范围。从电压信号角度，这给电路的设计带来巨大的挑战。传统的电压信号可变增益放大器，都是采用运放反馈实现的。都受限于运放的增益带宽积。低增益时候，带宽比较宽，高增益时候，带宽就变窄，不利于宽带场合的应用。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有技术，提出一种可以应用于电流输入输出的可变增益放大电路，解决低电压、低功耗条件下,高增益时候带宽变窄，不利于宽带场合应用的放大问题。技术方案：一种电流模可变增益放大器，包括可变增益电路、功能数字控制逻辑电路以及直流失调校准电路；所述可变增益电路包括四级电流全差分可编程放大器，第一级电流全差分可编程放大器的输入端作为电流模可变增益放大器的输入端，第四级电流全差分可编程放大器的输出端作为电流模可变增益放大器的输出端；所述功能数字控制逻辑电路用于控制所述可变增益电路的增益分贝数；所述直流失调校准电路将所述第四级电流全差分可编程放大器输出的低频信号反馈到第一级电流全差分可编程放大器的输入端，构成负反馈环路。作为本专利技术的改进，所述单级电流全差分可编程放大器由两个对称的单端输入差分输出的电流跟随器反向连接构成；每个电流跟随器包括M1至M19的MOS管、偏置电流源IBIAS以及第一至第六CDN单元；其中，M1至M19为单个MOS管；PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M9、PMOS管M11、PMOS管M13、PMOS管M15、PMOS管M17以及PMOS管M19的源极均接地，NMOS管M5、NMOS管M6、NMOS管M7、NMOS管M10、NMOS管M12、NMOS管M14、NMOS管M16、NMOS管M18的源极以及PMOS管M8的漏极均连接外部高电平VDD；PMOS管M1的栅极连接其漏极，偏置电流源IBIAS连接在PMOS管M1的漏极以及NMOS管M5的漏极之间。NMOS管M6的漏极连接PMOS管M3的漏极，PMOS管M3的源极连接直流电平VCM；NMOS管M7的漏极连接PMOS管M4的漏极，PMOS管M4的源极连接PMOS管M2的漏极；PMOS管M3和PMOS管M4的栅极连接并连接到NMOS管M6的漏极；NMOS管M5、NMOS管M6、NMOS管M7的栅极均连接到NMOS管M5的漏极；PMOS管M8的源极连接PMOS管M9的漏极，PMOS管M9的栅极连接外部偏置电压源VBIAS；NMOS管M10的漏极连接第一CDN单元的第一端，第一CDN单元的第二端的输入端连接第二CDN单元的第一端，第二CDN单元的第二端连接PMOS管M11的漏极；NMOS管M12的漏极连接第三CDN单元的第一端，第三CDN单元的第二端的输入端连接第四CDN单元的第一端，第四CDN单元的第二端连接PMOS管M13的漏极；NMOS管M14的漏极连接PMOS管M17的漏极，NMOS管M16的漏极连接PMOS管M15的漏极，NMOS管M18的漏极连接第五CDN单元的第一端，第五CDN单元的第二端连接第六CDN单元的第一端，第六CDN单元的第二端连接PMOS管M19的漏极；PMOS管M8、NMOS管M10、NMOS管M12、NMOS管M14的栅极均连接NMOS管M7的漏极，MOS管M16和NMOS管M18的栅极均连接MOS管M16的漏极，PMOS管M1和PMOS管M2的栅极均连接PMOS管M1的漏极，PMOS管M11、PMOS管M13、PMOS管M15的栅极均连接PMOS管M9的漏极，PMOS管M17和PMOS管M19的栅极均连接PMOS管M17的漏极，PMOS管M4的源极连接第一CDN单元的第二端并作为电流跟随器的输入端，第三CDN单元和第四CDN单元的连接点作为电流跟随器的同相输出端，第五CDN单元和第六CDN单元的连接点作为电流跟随器的反相输出端。作为本专利技术的改进，所述直流失调校准电路与可变增益电路构成一阶低通反馈网络；所述直流失调校准电路包括一个全差分电流接续器、两个有源电阻以及电阻R2；所述全差分电流接续器的差分输入端分别串联一个有源电阻后连接所述可变增益电路的输出端；所述电阻R2连接全差分电流接续器，构成全差分线性跨导，通过调节电阻R2的大小来调节直流失调校准电路反馈到所述可变增益电路输入端信号的大小，所述跨导大小为所述反馈网络的传递函数为：其中，ωp为可变增益放大器极点频率；β0为β(s)在0频率的值。作为本专利技术的改进，所述全差分电流接续器包括M1至M26的二十六个MOS管以及电阻R3和电阻R4；NMOS管M13、NMOS管M11、NMOS管M9、NMOS管M7、NMOS管M8、NMOS管M10、NMOS管M12、NMOS管M14、NMOS管M25、NMOS管M26的源极均连接外部高电平VDD，PMOS管M15、PMOS管M16、PMOS管M17、PMOS管M18、PMOS管M19、PMOS管M20、PMOS管M21、PMOS管M22的源极均接地，PMOS管M15-M22的栅极均连接外部偏置电压源VBIAS；NMOS管M13的漏极连接PMOS管M15的漏极，其连接点作为全差分电流接续器的电流信号反相输出端ZN；NMOS管M11的漏极连接PMOS管M16的漏极，NMOS管M9的漏极连接PMOS管M3的漏极，PMOS管M3的栅极连接PMOS管M16的漏极并作为全差分电流接续器的电流信号的反相输入端XN，NMOS管M7的漏极同时连接PMOS管M4和M1的漏极，PMOS管M4的栅极连接直流电平VCM，PMOS管M3和PMOS管M4的源极均连接PMOS管M17的漏极，NMOS管M13和NMOS管M11的栅极均连接PMOS管M4的漏极；NMOS管M8的漏极同时连接PMOS管M2和M5的漏极，PMOS管M1的栅极作为全差分电流接续器的电压信号反相输入端YIN，PMOS管M2的栅极作为全差分电流接续器的电压信号同相输入端YIP，PMOS管M1和M2的源极均连接PMOS管M18的漏极，PMOS管M5的栅极连接直流电平VCM；NMOS管M10的漏极连接PMOS管M6的漏极，PMOS管M5和M6的源极均连接PMOS管M19的漏极，NMOS管M7和NMOS管M8的栅极相连接，NMOS管M9的漏极和栅极以及NMOS管M10的漏极和栅极均相连接，NMOS管M12的漏极连接PMOS管M20的漏极，PMOS管M6的栅极连接NMOS管M12的漏极并作为全差分电流接续器的电流信号的正相输入端XP；NMOS管M14的漏极连接PMOS管M21的漏极并作为全差分电流接续器的电流信号正相输出端ZP，NMOS管M12和M14的栅极均连接NMOS管M8的漏极；NMOS管M25的漏极连接其栅极并连接PMOS管M23的漏极，NMOS管M26的漏极连接其栅极并连接PMOS管M24的漏极，PMOS管M23的栅极同时连接电阻R3和电阻R4的一端，电阻R3的另一端作为全差分电流接续器的电流信号的正相输入端XP，电阻R4的另一端作为全差分电流接续器的电流信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流模可变增益放大器，其特征在于：包括可变增益电路、功能数字控制逻辑电路以及直流失调校准电路；所述可变增益电路包括四级电流全差分可编程放大器，第一级电流全差分可编程放大器的输入端作为电流模可变增益放大器的输入端，第四级电流全差分可编程放大器的输出端作为电流模可变增益放大器的输出端；所述功能数字控制逻辑电路用于控制所述可变增益电路的增益分贝数；所述直流失调校准电路将所述第四级电流全差分可编程放大器输出的低频信号反馈到第一级电流全差分可编程放大器的输入端，构成负反馈环路。

【技术特征摘要】
1.一种电流模可变增益放大器，其特征在于：包括可变增益电路、功能数字控制逻辑电路以及直流失调校准电路；所述可变增益电路包括四级电流全差分可编程放大器，第一级电流全差分可编程放大器的输入端作为电流模可变增益放大器的输入端，第四级电流全差分可编程放大器的输出端作为电流模可变增益放大器的输出端；所述功能数字控制逻辑电路用于控制所述可变增益电路的增益分贝数；所述直流失调校准电路将所述第四级电流全差分可编程放大器输出的低频信号反馈到第一级电流全差分可编程放大器的输入端，构成负反馈环路；所述四级电流全差分可编程放大器中任意单级电流全差分可编程放大器由两个对称的单端输入差分输出的电流跟随器反向连接构成；每个电流跟随器包括M1至M19的MOS管、偏置电流源IBIAS以及第一至第六CDN单元，CDN单元为电流分配网络；其中，M1至M19为单个MOS管；PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M9、PMOS管M11、PMOS管M13、PMOS管M15、PMOS管M17以及PMOS管M19的源极均接地，NMOS管M5、NMOS管M6、NMOS管M7、NMOS管M10、NMOS管M12、NMOS管M14、NMOS管M16、NMOS管M18的源极以及PMOS管M8的漏极均连接外部高电平VDD；PMOS管M1的栅极连接其漏极，偏置电流源IBIAS连接在PMOS管M1的漏极以及NMOS管M5的漏极之间，NMOS管M6的漏极连接PMOS管M3的漏极，PMOS管M3的源极连接直流电平VCM；NMOS管M7的漏极连接PMOS管M4的漏极，PMOS管M4的源极连接PMOS管M2的漏极；PMOS管M3和PMOS管M4的栅极连接并连接到NMOS管M6的漏极；NMOS管M5、NMOS管M6、NMOS管M7的栅极均连接到NMOS管M5的漏极；PMOS管M8的源极连接PMOS管M9的漏极，PMOS管M9的栅极连接外部偏置电压源VBIAS；NMOS管M10的漏极连接第一CDN单元的第一端，第一CDN单元的第二端的输入端连接第二CDN单元的第一端，第二CDN单元的第二端连接PMOS管M11的漏极；NMOS管M12的漏极连接第三CDN单元的第一端，第三CDN单元的第二端的输入端连接第四CDN单元的第一端，第四CDN单元的第二端连接PMOS管M13的漏极；NMOS管M14的漏极连接PMOS管M17的漏极，NMOS管M16的漏极连接PMOS管M15的漏极，NMOS管M18的漏极连接第五CDN单元的第一端，第五CDN单元的第二端连接第六CDN单元的第一端，第六CDN单元的第二端连接PMOS管M19的漏极；PMOS管M8、NMOS管M10、NMOS管M12、NMOS管M14的栅极均连接NMOS管M7的漏极，MOS管M16和NMOS管M18的栅极均连接MOS管M16的漏极，PMOS管M1和PMOS管M2的栅极均连接PMOS管M1的漏极，PMOS管M11、PMOS管M13、PMOS管M15的栅极均连接PMOS管M9的漏极，PMOS管M17和PMOS管M19的栅极均连接PMOS管M17的漏极，PMOS管M4的源极连接第一CDN单元的第二端并作为电流跟随器的输入端，第三CDN单元和第四CDN单元的连接点作为电流跟随器的同相输出端，第五CDN单元和第六CDN单元的连接点作为电流跟随器的反相输出端。2.根据权利要求1所述的一种电流模可变增益放大器，其特征在于：所述直流失调校准电路与可变增益电路构成一阶低通反馈网络；所述直流失调校准电路包括一个全差分电流接续器、两个有源电阻以及电阻R2；所述全差分电流接续器的差分输入端分别串联一个有源电阻后连接所述可变增益电路的输出端；...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建，周正，吴毅强，韩婷婷，马力，田密，王志功，陈建平，吉荣新，
申请(专利权)人：东南大学，南京泰通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32