放大器、全差动式放大器以及三角积分调变器制造技术

本发明专利技术揭露一放大器、一全差动式放大器以及一三角积分调变器。所揭露的放大器包括前增益级以及交流耦合推挽式输出级。交流耦合推挽式输出级使用一交流耦合电容(为一被动式双端电子装置，不同于晶体管的离散或寄生电容)耦接该前增益级至该交流耦合推挽式输出级所采用的一推挽式结构内的一上端晶体管或一下端晶体管的栅极。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】放大器、全差动式放大器以及三角积分调变器本专利申请是申请日为2012年8月23日、申请号为201210302453.0、专利技术名称为“放大器、全差动式放大器以及三角积分调变器”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术是有关一种放大器、一种全差动式放大器(fully-differentialamplifier)以及一种三角积分调变器(delta-sigma modulator)，特别有关一种推挽式(push-pull)放大器设计。
技术介绍
放大器广泛使用在现今电子产品上，遍及消费型装置、工业装置以及科学仪器。放大器的设计需考量许多因素，包括:耗电量、输出驱动能力、电路尺寸以及操作速度等。本领域亟需一种具有高能量效率、可靠输出驱动能力、小电路尺寸以及高操作速度的放大器。
技术实现思路
本专利技术揭露一放大器、一全差动式放大器以及一三角积分调变器。根据本专利技术一种实施方式所实现的一放大器包括一前增益级以及一交流耦合推挽式输出级(AC-coupled push-pull output stage)。该交流親合推挽式输出级包括一第一晶体管、一第二晶体管以及一交流親合电容(AC-coupled capacitor)。该第一晶体管具有一源极、一漏极以及一栅极，其中该第一晶体管的该源极是耦接至一第一电位。该第二晶体管具有一源极、一漏极以及一栅极，其中该第二晶体管的该源极是耦接至一第二电位，该第二晶体管的该栅极是耦接该前增益级，且该第二晶体管的该漏极是耦接该第一晶体管的该漏极以形成该放大器的一输出端。该交流耦合电容(为一被动双端电子元件，不同于一晶体管的杂散或寄生电容)耦接在该前增益级以及该第一晶体管的该栅极之间。本专利技术更有一种实施方式实现一全差动式放大器，该全差动式放大器的正端以及负端输出皆设计有前述交流耦合推挽式输出级。本专利技术更有一种实施方式实现一种三角积分调变器。该三角积分调变器包括一前馈回路滤波器、一量化器、一数字延迟元件、一第一数字-模拟转换器以及一第二数字-模拟转换器。该量化器耦接在该前馈回路滤波器之后。该数字延迟元件将该量化器一输出信号分别耦接至该第一以及该第二数字-模拟转换器以分别反馈控制该前馈回路滤波器以及该量化器。该前馈回路滤波器包括多个积分器，其中上述多个积分器中至少有一个具有前述全差动式放大器。利用本专利技术提供的技术方案，可以使AB型放大器的设计更简易。【附图说明】图1图解根据本专利技术一种实施方式所实现的放大器，包括本专利技术所揭露的一交流親合推挽式输出级，该交流親合推挽式输出级具有一交流親合电容(为被动双端电子元件，不同于晶体管中的杂散电容以及寄生电容)耦接在一前增益级以及一推挽式结构的上端或下端晶体管的栅极之间；图2A图解根据本专利技术一种实施方式所实现的一放大器，其中该交流耦合电容耦接在该前增益级以及该推挽式结构的上端晶体管的栅极之间；图2B图解根据本专利技术一种实施方式所实现的一放大器，其中该交流耦合电容耦接在该前增益级以及该推挽式结构的下端晶体管的栅极之间；图3图解根据本专利技术一种实施方式所实现的一全差动式放大器；且图4图解根据本专利技术一种实施方式所实现的三角积分调变器。附图标号:102?前增益级；104?交流耦合推挽式输出级；106?补偿电路；204_1、204_2?交流耦合推挽式输出级；300?全差动式放大器；302?前增益级；304_1、304_2?交流耦合推挽式输出级；306_1、306_2 ?补偿电路；400?三角积分调变器；402?前馈回路滤波器；404?量化器；406?数字延迟元件；Ampl、Amp2、Amp3 ?放大器；CAC、CacUCac2?交流耦合电容；DAC1以及DAC2?数字-模拟转换器；fs?采样率；G1、S1、D1?晶体管M0S1的栅极、源极、漏极；G2、S2、D2?晶体管M0S2的栅极、源极、漏极；Μη?N型晶体管/下端晶体管；Mnl、Mn2、M0Sl、M0S2、Mpl、Mp2 ?晶体管；Mp?P型晶体管/上端晶体管；Rb、Rb 1、Rb2 ?阻抗元件；V1、V2 ?电位；Vb?偏压电位；Vbl、Vcmfb?电位，偏压用；VDD?电压源；VI1、VI2?端点，差动输出一放大信号；Vin?差动输入信号；Vo?输出端；Von、Vop?负、正输出端。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，详细说明如下。以下叙述列举本专利技术的多种实施方式。以下叙述介绍本专利技术的基本概念，且并非意图限制本
技术实现思路
。实际专利技术范围应依照权利要求界定之。图1图解根据本专利技术一种实施方式所实现的一放大器，包括一前增益级102、一交流耦合推挽式输出级104以及一补偿电路106。该交流耦合推挽式输出级104包括一晶体管M0S1、一晶体管M0S2、一交流耦合电容CAe以及一阻抗元件Rb。在所揭露的推挽式结构中，晶体管M0S1可作为一上端晶体管(top transistor，可以一 P型晶体管实现)，负责拉升输出电位，且晶体管M0S2可作为一下端晶体管(bottom transistor，可以一 N型晶体管实现)，负责下拉输出电位。或者，在其他实施方式中，该晶体管M0S1可作下端晶体管使用，且该晶体管M0S2可作上端晶体管使用。晶体管M0S1具有一源极S1、一漏极D1以及一栅极G1，该晶体管M0S1的源极S1是耦接一电位VI。该晶体管M0S2具有一源极S2、一漏极D2以及一栅极G2，其中，该第二晶体管M0S2的源极S2是耦接一电位V2，该第二晶体管M0S2的栅极G2是耦接该前增益级102，且该晶体管M0S2的漏极D2是耦接该晶体管M0S1的漏极D1以形成该放大器的一输出端Vo。交流耦合电容CAC是耦接于该前增益级102以及该晶体管M0S1的栅极G1之间。经由该阻抗元件Rb，该晶体管M0S1的栅极G1是耦接至一偏压电位Vb。该补偿电路106是耦接在该前增益级102以及该放大器的输出端Vo之间。交流耦合电容CAe为一被动双端电子元件，不同于晶体管内的杂散电容或寄生电容。交流耦合电容CAe将来自前增益级102的直流信号移除且将交流信号耦合至该晶体管M0S1的栅极G1，以驱动该晶体管M0S1提供信号放大功能，不同于偏压功能。如此一来，一推挽式结构成形。由于交流耦合电容CAC为一被动双端电子元件，不同于晶体管内的杂散电容或是寄生电容，所揭露的放大器的控制设计远较于传统AB型(Class AB)放大器简易。因为，传统AB型放大器是使用晶体管耦合一前增益级至输出级的一推挽式结构，所使用的耦合用晶体管具有离散电容与寄生电容，会将非预期的极点(poles)引入控制系统。所揭露的交流耦合推挽式输出级(例如，图1标示104)适于高频、大振荡信号的应用，且可用于驱动重载。所揭露的阻抗元件Rb可为一电阻。特别说明的，晶体管M0S1的偏压设计(如，阻抗元件Rb，耦接偏压电位Vb至晶体管M0S1的栅极G1)并不在前增益级102至推挽式结构的信号路径上。因此，相较于传统AB型放大器，本专利技术的放大器设计具有较高的相位裕度(phase margin)且更为稳定。图2A图解根据本专利技术一种实施方式所实现的一放大器，其中包括一交流耦合推挽式输出级204_1。在图2A所示的实施方式中，P型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放大器，其特征在于，所述放大器包括：前增益级和交流耦合推挽式输出级，其中，所述交流耦合推挽式输出级包括：第一晶体管，具有源极、漏极以及栅极，其中所述第一晶体管的源极耦接至第一电位；第二晶体管，具有源极、漏极以及栅极，其中所述第二晶体管的源极耦接至第二电位，且所述第二晶体管的栅极耦接所述前增益级，且所述第二晶体管的漏极耦接所述第一晶体管的漏极以形成所述放大器的输出端；交流耦合电容，为被动式双端电子元件，耦接在所述前增益级以及所述第一晶体管的栅极之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：何丞谚，罗启伦，蔡鸿杰，林育信，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71