【技术实现步骤摘要】
本技术属于集成电路
,涉及一种运算放大器,具体涉及一种应用于高速高精度的流水线式ADC中的高速高增益的运算放大器。
技术介绍
模数转换器(Analog to Digital Circuit,ADC)是混合信号系统中重要的组成部分,流水线式ADC在精度、速度和功耗之间的折中优势使其在高分辨率和无线通信领域中得到了广泛的应用。目前,采样电容电路的噪声、比较器的带宽和各级负载电容都会影响流水线ADC提高速度,但对流水线ADC速度影响最大的是采样保持电路的运算放大器和各级余量运算放大器的带宽。ADC系统中速度和精度主要由运算放大器的建立特性决定,而要提高运放建立速度则要求其带宽高,要提高运放建立精度高则要求其直流增益大。因此要提升流水线式ADC的速度,其关键点在于研究和设计一种高速高增益运算放大器。常规的运算放大器多采用传统的CMOS工艺,但该工艺由于MOS晶体管的本征增益较低,因此导致了现有的运算放大器难以实现高增益。
技术实现思路
为解决上述问题,本技术公开了一种采用BiCMOS工艺设计的运算放大器,既具有双极型电路部分的低输入阻抗和高增益,又具有CMOS电路部分的低功耗和高集成度。为了达到上述目的,本技术提供如下技术方案:一种运算放大器,包括依次连接的第一级放大模块、第二级放大模块、第三级放大模块,与第二级放大模块连接的使用两个差分对的共模反馈模块DIFF CMFB电路,以及与第三级放大模块连接的开关电容共模反馈模块CAP CMFB电路;所述第一级放大模块用于提高整个运放的输入阻抗,所述第二级放大模块用于提高电流源阻抗,所述第三级放大模块提高运算放大 ...
【技术保护点】
一种运算放大器,其特征在于:包括依次连接的第一级放大模块、第二级放大模块、第三级放大模块,与第二级放大模块连接的使用两个差分对的共模反馈模块DIFF CMFB电路,以及与第三级放大模块连接的开关电容共模反馈模块CAP CMFB电路;所述第一级放大模块用于提高整个运放的输入阻抗,所述第二级放大模块用于提高电流源阻抗,所述第三级放大模块提高运算放大器的输出摆幅,所述DIFF CMFB电路用于检测二个输出端的共模电平并调节放大器的偏差电流,所述CAP CMFB用于稳定共模电压;所述第二级放大电路包括两个并联的尾电流管,其中一个尾电流管栅极接偏置电压,另一个尾电流管栅极接DIFF CMFB电路,通过共模反馈调节。
【技术特征摘要】
1.一种运算放大器,其特征在于:包括依次连接的第一级放大模块、第二级放大模块、第三级放大模块,与第二级放大模块连接的使用两个差分对的共模反馈模块DIFF CMFB电路,以及与第三级放大模块连接的开关电容共模反馈模块CAP CMFB电路;所述第一级放大模块用于提高整个运放的输入阻抗,所述第二级放大模块用于提高电流源阻抗,所述第三级放大模块提高运算放大器的输出摆幅,所述DIFF CMFB电路用于检测二个输出端的共模电平并调节放大器的偏差电流,所述CAP CMFB用于稳定共模电压;所述第二级放大电路包括两个并联的尾电流管,其中一个尾电流管栅极接偏置电压,另一个尾电流管栅极接DIFF CMFB电路,通过共模反馈调节。2.根据权利要求1所述的运算放大器,其特征在于:所述第二级放大模块包括第二负载,以及作为输入管的第一输入对管Q1和第二输入对管Q2;所述Q1的基极与第一中间节点V11相连接,其发射极接电流管NM7和NM8的漏极,其集电极接至共源共栅管NM9的源极和第一辅助运放BN的ncasin_n端; 所述Q2的基极与第二中间节点V12相连接,其发射极接电流管NM7和NM8的漏极,其集电极接至共源共栅管NM10的源极和第一辅助运放BN的ncasin_p端;所述共源共栅管NM9的栅极接至BN的ncasout_p,漏极接第三中间节点V21;所述共源共栅管NM10的栅极接至BN的ncasout_n,漏极接第四中间节点V22;所述电流管NM7的栅极接偏置电压vb3,源极接地;所述电流管NM8的栅极接使用两个差分对的共模反馈模块DIFF CMFB的cmfb端,源极接地;所述第二负载连接在电源和第三中间节点V21和第四中间节点V22之间。3.根据权利要求2所述的运算放大器,其特征在于:所述第一辅助运放BN包括作为输入管的第一MOS管PM21,作为输入管的第二MOS管PM22,作为电流管的PM23和PM24,作为分流器件的MOS管PM25和PM26, PM27,作为共源共栅管的NM21和NM22,以及电流管NM23和NM24;所述PM21的栅极接ncasin_n端,源极接至A点,漏极接至折叠点xn;所述PM22的栅极接ncasin_p端,源极接至A点,漏极接至折叠点yn;所述PM27的栅极接偏置电压vnb1,源极接电源;所述NM21、NM22的栅极接vnb2,其中NM21的源极接NM23的漏极,漏极接ncasout_p端,NM22的源极接NM24的漏极,漏极接ncasout_n端;所述NM23、NM24的栅极接偏置电压vnb3,源极接地;所述PM23和PM24的栅极接vnb1,源级接电源,其中PM23的漏极接ncasout_p端,PM24的漏极接ncasout_n端;所述PM25和PM26的栅极接偏置电压vnc,源级接至A点,漏极接地。4.根据权利要求2或3所述的运算放大器,其特征在于:所述第二负载为共源共栅结构,包括第二辅助运放BP。5.根据权利要求4所述的运算放大器,其特征在于:所述第二负载包括PM5、PM6、PM7、PM8和第二辅助运放BP电路,所述PM5和PM6的栅极共同连接至偏置电压vb2,源极共同连接至电源, PM5的漏极连接BP的pcasin_n端; 所述PM6的漏极连接至BP的pcasin_p端; 所述PM7的栅极连接至BP的pcasout_p端,源极接至pcasin_n端,漏极接至第三中间节点V21; 所述PM8的栅极连接至BP的pcasout_n端,源极接至BP的pcasin_p端,漏极接至第四中间节点V22。6.根据权利要求5所述的运算放大器,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵莉,黄晶,只生武,
申请(专利权)人:南京德睿智芯电子科技有限公司,
类型:新型
国别省市:江苏;32
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