放大器输入级和放大器制造技术

本发明专利技术涉及放大器输入级和放大器。放大器输入级包括第一和第二P型晶体管；第一和第二n型晶体管，其中第一和第二n型晶体管的源极连接到第二节点，所述第一n型晶体管的漏极被连接到放大器输入级的第三输出，所述第二n型晶体管的漏极被连接到放大器输入级的第四输出，所述第一n型晶体管的栅极被配置为接收所述输入级差分输入信号的第一信号，以及所述第二n型晶体管的栅极被配置成接收所述输入级差分输入信号的第二信号；第一电路，被布置为提供第一偏置电流到所述第一节点的一第一部分；和第二电路，被布置为从第二节点的第二部分引流所述第一偏置电流；其中第一和第二部分由放大器输入信号的第一信号进行确定。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种放大器，以及例如涉及放大器输入级。
技术介绍
理想地，如果运算放大器(op-amp)的两个输入都是完全相同的电压，则输出应该是在零伏。在实践中，小的差分电压被施加到输入端以使输出是零伏。该差分电压被称为输入偏移电压。输入偏置电压可以被建模为与运算放大器的反相端中串联的电压源，并提供恒定电压VOS。斩波放大器可用于减少或消除输入偏移电压Vos的影响。斩波放大器可包括例如运算放大器。斩波放大器可在两个阶段进行操作，其中，斩波器选择性反转第一和第二差分输入的顺序作为响应于控制信号的输出。US6380801描述了具有两个差分输入级的运算放大器，其内容在此引入作为参考用于所有目的。JohanH.Huijsing等，“Low-VoltageOperationalAplifierwithRail-RailInputandOutputRanges”，固态电路的IEEE杂志，第一卷，SC-20，第6号，1985年12月，pp.1144至1150，其内容在此引入作为参考用于所有目的，描述一种运算放大器，可以在几乎整个电源电压范围内进行信号操作。JohanA.Fisher等，“AHighlyLinearCMOSBufferAmplifier”，固态电路的IEEE杂志，vl.SC-22，第3号，1987年6月，pp.330-334，其内容在此引入作为参考用于所有目的，描述一种CMOS缓冲放大器，可对之前报道的高摇摆放大器实现改进的线性度和驱动能力。MDPardoen等，“ARail-RailInput/OutputCMOSPowerAmplifier”，固态电路的IEEE杂志，第25卷，No.2，1990年4月，pp.501-504，其内容在此引入作为参考用于所有目的，描述了一种轨到轨放大器，其在整个共模范围维持高的共模抑制比(CMRR)，并尽管使用相对较小的输出设备而具有低谐波失真。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种包括第一和第二P型晶体管的放大器输入级。第一和第二p型晶体管的源极连接到第一节点，所述第一p型晶体管的漏极连接到放大器输入级的第一输出，所述第二p型晶体管的漏极连接到放大器输入级的第二输出端，所述第一p型晶体管的栅极配置为接收输入级差分输入信号的第一信号，以及所述第二p型晶体管的栅极配置为接收输入级差分输入信号的第二信号。所述放大器的输入级包括第一和第二n型晶体管，其中第一和第二n型晶体管的源极连接到第二节点，所述第一n型晶体管的漏极被连接到放大器输入级的第三输出，第二n型晶体管的漏极被连接到放大器输入级的第四输出，所述第一n型晶体管的栅极被配置为接收所述输入级差分输入信号的第一信号，以及第二n型晶体管的栅极被配置为接收所述输入级差分输入信号的第二信号。所述放大器输入级还包括：第一电路，布置成向第一节点提供第一偏置电流的第一部分，和第二电路，布置成从第二节点引流(draw)第一偏置电流的第二部分。第一和第二部分由放大器输入信号的第一信号来确定。在一些实施例中，第一偏置电流基本上是固定的和/或包含所述第一部分和第二部分。因此，例如，该偏置电流在两对晶体管之间分割，并且提供给这些晶体管的每一个的偏置电流的部分基于所述差分输入信号的第一信号进行确定。在一些实施例中，第一偏置电流的第一和第二部分不由差分输入信号的第二信号和所述差分输入信号的共模中的至少一个确定。第一电路可以是至少一个电流源。另外地或替代地，所述第二电路可以是至少一个电流源。第一和/或第二电路可以替代地包括至少一个电流镜，所述电流镜镜像在别处提供的电流。所述放大器输入级可包括第三电路，用于确定偏置电流的第一和第二部分，第三电路包括电流源，其经布置以引流来自第三节点的第二偏置电流。放大器输入级还可以包括第三和第四N型晶体管，其中，所述第三和第四晶体管的源极连接到第三节点，第三晶体管的漏极被连接到至少一个第一电流镜，所述第三晶体管的栅极被连接到阈值电压，以及第四晶体管的漏极被连接到至少一个第二电流镜，以及第四晶体管的栅极连接到所述差分输入信号的第一和第二信号中的一个。该至少一个第一电流镜可被布置成与第三n型晶体管的漏极-源极电流成比例的引入所述第一偏置电流第一部分至，并且该至少一个第二电流镜可被布置成与第四n型晶体管的漏极-源极电流成比例地引入所述第一偏置电流的第二部分。可替代地，第三电路可包括被设置为提供第二偏置电流到第三节点的电流源。放大器输入级还可以包括第三和第四p型晶体管，其中，所述第三和第四晶体管的源极连接到第三节点，第三晶体管的漏极被连接到所述至少一个第一电流镜，第三晶体管的栅极连接到所述差分输入信号的第一和第二信号中的一个，所述第四晶体管的漏极被连接到所述至少一个第二电流镜，以及第四晶体管的栅极连接到阈值电压。该至少一个第一电流镜可被布置成与第三p型晶体管的源-漏电流成比例地引入所述第一偏置电流的第一部分，并且所述至少一个第二电流镜可被布置成与第四p型晶体管的源-漏电流成比例地引入所述第一偏置电流的第二部分。所述放大器输入级可以包括至少一个有源负载p型晶体管，源极连接到第一电源电压，漏极连接到放大器输入级的第四输出，以及栅极连接到第二电路。所述第二电路和所述第一有源负载p型晶体管可被布置成提供大致一半的第一偏置电流的第二部分到所述放大器输入级的第四输出。第二有源负载p型晶体管可以提供具有连接到第一电源电压源的源极，连接到放大器输入级的第三输出的漏极，以及连接到第二电路的栅极，其中所述第二电路和第二有源负载p型晶体管可被布置成提供大致一半的第一偏置电流的第二部分到所述放大器输入级的第三输出。第一有源负载N型晶体管可具有连接到第二电源电压的源极，连接到放大器输入级的第二输出的漏极，以及连接到所述第一电路的栅极，其中，所述第一电路和所述第一有源负载n型晶体管可以被布置为从放大器输入级的第二输出引流大致一半的第一偏置电流的所述第一部分。第二有源负载N型晶体管可具有连接到第二电源电压的源极，连接到放大器输入级的第一输出的漏极，以及栅极连接到所述第一电路，其中所述第一电路和所述第二有源负载n型晶体管可以被布置为从放大器输入级的第一输出引流大致一半的第一偏置电流的所述第一部分。有源负载装置可有效地降低或消除放大器输入级的一个或多个输出的共模电流成分。根据第二方面，提供了一种放大器，包括：放大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放大器输入级，包括：第一和第二P型晶体管，其中第一和第二P型晶体管的源极连接到第一节点，所述第一p型晶体管的漏极连接到放大器输入级的第一输出，所述第二p型晶体管的漏极被连接到放大器输入级的第二输出，所述第一p型晶体管的栅极被配置为接收输入级差分输入信号的第一信号，以及所述第二p型晶体管的栅极被配置为接收所述输入级差分输入信号的第二信号；第一和第二n型晶体管，其中第一和第二n型晶体管的源极连接到第二节点，所述第一n型晶体管的漏极被连接到所述放大器输入级的第三输出，所述第二n型晶体管的漏极被连接到所述放大器输入级的第四输出，所述第一n型晶体管的栅极被配置为接收所述输入级差分输入信号的第一信号，以及所述第二n型的栅极晶体管被配置为接收所述输入级差分输入信号的第二信号；第一电路，被布置为向所述第一节点提供第一偏置电流的第一部分；和第二电路，被布置为从第二节点引流所述第一偏置电流的第二部分；其中，所述第一和第二部分由放大器输入信号的第一信号进行确定。

【技术特征摘要】
2014.05.09 US 14/274,2581.一种放大器输入级，包括：
第一和第二P型晶体管，其中第一和第二P型晶体管的源极连接到第
一节点，所述第一p型晶体管的漏极连接到放大器输入级的第一输出，所
述第二p型晶体管的漏极被连接到放大器输入级的第二输出，所述第一p
型晶体管的栅极被配置为接收输入级差分输入信号的第一信号，以及所述
第二p型晶体管的栅极被配置为接收所述输入级差分输入信号的第二信
号；
第一和第二n型晶体管，其中第一和第二n型晶体管的源极连接到第
二节点，所述第一n型晶体管的漏极被连接到所述放大器输入级的第三输
出，所述第二n型晶体管的漏极被连接到所述放大器输入级的第四输出，
所述第一n型晶体管的栅极被配置为接收所述输入级差分输入信号的第一
信号，以及所述第二n型的栅极晶体管被配置为接收所述输入级差分输入
信号的第二信号；
第一电路，被布置为向所述第一节点提供第一偏置电流的第一部分；
和
第二电路，被布置为从第二节点引流所述第一偏置电流的第二部分；
其中，所述第一和第二部分由放大器输入信号的第一信号进行确定。
2.根据权利要求1所述的放大器输入级，其中，所述第一偏置电流基
本上是固定的和/或基本上包含所述第一部分和第二部分。
3.根据权利要求1所述的放大器输入级，其中，所述第一偏置电流的
第一和第二部分独立于所述差分输入信号的第二信号和所述差分输入信
号的公共模式中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的放大器输入级，其中，所述第一和第二电路
中的至少一个包括至少一个电流源。
5.根据权利要求1所述的放大器输入级，其中，所述第一电路包括至

\t少一个第一电流镜，以及所述第二电路包括至少一个第二电流镜。
6.根据权利要求5所述的放大器输入级，进一步包括第三电路，用于
确定偏置电流的第一和第二部分，所述第三电路包括：
电流源，被布置成从第三节点引流第二偏置电流；
第三和第四n型晶体管，其中，所述第三和第四晶体管的源极连接到
第三节点，所述第三晶体管的漏极被连接到所述至少一个第一电流镜，第
三晶体管的栅极被连接到阈值电压，所述第四晶体管的漏极被连接到所述
至少一个第二电流镜，以及第四晶体管的栅极连接到所述放大器输入信号
的第一信号的；
其中，所述至少一个第一电流镜被布置为与第三n型晶体管的漏极-
源极电流成比例地诱发所述第一偏置电流的第一部分，以及至少一个第二
电流镜被配置为与第四n型晶体管的漏-源电流成比例的诱发所述第二
部分的第一偏置电流。
7.根据权利要求5所述的放大器输入级，进一步包括第三电路，用于
确定偏置电流的所述第一和第二部分，其中所述第三电路包括：
电流源，配置成向第三节点提供第二偏置电流；
第三和第四P型晶体管，其中所述第三和第四晶体管的源极连接到第
三节点，第三晶体管的漏极被连接到所述至少一个第一电流镜，第三晶体
管的栅极被连接到所述放大器输入信号的第一信号，所述第四晶体管的漏
极被连接到至少一个第二电流镜，以及所述第四晶体管的栅极连接到阈值
电压；
其中，所述至少一个第一电流镜被布置为与第三p型晶体管的源-漏
电流成比例地诱发所述第一偏置电流的第一部分，以及所述至少一个第二
电流镜被配置为与第四p型晶体管的源-漏电流成比例地诱发所述第一
偏置电流的第二部分。
8.根据权利要求1所述的放大器输入级，进一步包括至少一个：
第一有源负载p型晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·毛瑞诺，
申请(专利权)人：亚德诺半导体集团，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛;BM