基于不对称互补的输入输出放大器制造技术

本发明专利技术提供了一种基于不对称互补的恒跨导全摆幅输入电路和放大器，基于不对称互补的恒跨导全摆幅输入电路包括：包括第一场效应晶体管与第二场效应晶体管，第一场效应晶体管的源极连接至齐纳二极管的一端，所示齐纳二极管的另一端连接至第二场效应晶体管的源极；第一差分对晶体管，其栅极接收差分输入信号；第二差分对晶体管，其栅极接收差分输出信号；第一电流镜，连接至第一差分对晶体管；第二电流镜，第二差分对晶体管，其中，场效应晶体管分别为P型晶体管与N型晶体管。通过本发明专利技术，基于不对称互补的电路更加简单，达到更好的跨导稳定的效果，降低了输出级频率补偿的难度，可以应用到高带宽高转换速率的放大器中，且方法简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及差分放大器
，更具体而言，涉及一种基于不对称互补的恒跨导全摆幅输入电路和一种放大器。
技术介绍
在现代深亚微米CMOS工艺中，功耗和工艺的要求，使得单电源供电的电压越来越小，但是由于阈值电压并不能同比例的减小，使得传统单差分对放大器工作范围与供电电压越来越小。例如在0.6μm的工艺中，单电源供电电压为5V，阈值电压约为0.7V，工作范围为供电电压的86％，而在0.18μm的工艺中，供电电压为1.8V，阈值电压约为0.4V，工作范围为供电电压的78％。随着工艺的进一步发展，供电电压越来越小，工作范围的比例将越来越小，共模范围的减小，使单差分对放大器处理信号的能力减小，NMOS差分对和PMOS差分对并列作为互补输入级可以实现工作电压范围从最高电压到最低电压，但是简单的并列会使输入级的跨导产生两倍的变化，从而增加了输出级频率补偿的难度。图1示出了简单互补的结构图，图2给出了输入级总跨导的变化。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于，提供一种基于不对称互补的恒跨导全摆幅输入电路和一种放大器，通过设计一种新的基于不对称互补的恒跨导全摆幅输入电路，基于不对称互补的电路更加简单，达到更好的跨导稳定的效果，降低了输出级频率补偿的难度，可以应用到高带宽高转换速率的放大器中，且方法简单。有鉴于此，本专利技术提出了一种基于不对称互补的恒跨导全摆幅输入电路，包括：不对称的互补的轨对轨差分输入对，包括第一场效应晶体管与第二场效应晶体管，所述第一场效应晶体管的源极连接至齐纳二极管的一端，所示齐纳二极管的另一端连接至所述第二场效应晶体管的源极；第一差分对晶体管，其栅极接收差分输入信号；第二差分对晶体管，其栅极接收差分输出信号；第一电流镜，连接至所述第一差分对晶体管；第二电流镜，第二差分对晶体管，其中，所述第一场效应晶体管为P型晶体管，所述第二场效应晶体管为N型晶体管。在上述技术方案中，优选地，所述第一场效应晶体管的漏极接电源电压，所述第二场效应晶体管的源极接所述第一电流镜。在上述技术方案中，优选地，所述第一场效应晶体管的漏极接所述第二电流镜，所述第二场效应晶体管的源极接地。在上述技术方案中，优选地，所述第一差分对晶体管包括第一晶体管与第二晶体管，所述第一晶体管的栅极连接至所述第二晶体管的栅极，所述第二晶体管的源极连接至输出电路。在上述技术方案中，优选地，所述第二差分对晶体管包括第三晶体管与第四晶体管，所述第三晶体管的栅极连接至所述第四晶体管的栅极，所述第三晶体管的源极连接至所述输出电路，所述第四晶体管的漏极连接至所述第二晶体管的漏极。根据本专利技术的第二方面，还提出了一种放大器，包括上述任一项所述的基于不对称互补的恒跨导全摆幅输入电路。通过本专利技术，通过设计一种新的基于不对称互补的恒跨导全摆幅输入电路，基于不对称互补的电路更加简单，达到更好的跨导稳定的效果，降低了输出级频率补偿的难度，可以应用到高带宽高转换速率的放大器中，且方法简单。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是相关技术中的输入电路的结构示意图；图2示出了根据图1中的输入电路得到的跨导变化示意图；图3示出了根据本专利技术的一个实施例的基于不对称互补的恒跨导全摆幅输入电路；图4示出了根据本专利技术的另一个实施例的基于不对称互补的恒跨导全摆幅输入电路；图5示出了根据图3中的输入电路得到的跨导变化示意图；图6示出了根据图5中的输入电路得到的跨导变化示意图；图7示出了根据本专利技术的实施例的放大器的结构示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。本专利技术提出了一种基于不对称互补的恒跨导全摆幅输入电路，包括：不对称的互补的轨对轨差分输入对，包括第一场效应晶体管与第二场效应晶体管，所述第一场效应晶体管的源极连接至齐纳二极管的一端，所示齐纳二极管的另一端连接至所述第二场效应晶体管的源极；第一差分对晶体管，其栅极接收差分输入信号；第二差分对晶体管，其栅极接收差分输出信号；第一电流镜，连接至所述第一差分对晶体管；第二电流镜，第二差分对晶体管，其中，所述第一场效应晶体管为P型晶体管，所述第二场效应晶体管为N型晶体管。在上述技术方案中，优选地，所述第一场效应晶体管的漏极接电源电压，所述第二场效应晶体管的源极接所述第一电流镜。在上述技术方案中，优选地，所述第一场效应晶体管的漏极接所述第二电流镜，所述第二场效应晶体管的源极接地。在上述技术方案中，优选地，所述第一差分对晶体管包括第一晶体管与第二晶体管，所述第一晶体管的栅极连接至所述第二晶体管的栅极，所述第二晶体管的源极连接至输出电路。在上述技术方案中，优选地，所述第二差分对晶体管包括第三晶体管与第四晶体管，所述第三晶体管的栅极连接至所述第四晶体管的栅极，所述第三晶体管的源极连接至所述输出电路，所述第四晶体管的漏极连接至所述第二晶体管的漏极。具体的，在简单连接互补输入级中，NMOS差分输入对的工作范围是Vgsn+Vdsatn到Vdd，而PMOS差分对的共模输入范围是0到Vdd-Vgs-Vdsat。基于这两个前提，可以设计两种不对称的互补的轨对轨差分输入对。第一种是以PMOS差分对为主差分对，NMOS为辅差分对，在共模输入范围是0～Vdd-Vgsp-Vdsatp时，Gmt＝Gmp，共模输入范围是Vdd-Vgsp-Vdsatp～Vdd时Gmt＝Gmn；第二种是以NMOS差分对为主差分对，PMOS为辅差分对，在共模输入范围Vgsn+Vdsatn～Vdd时，Gmt＝Gm，在共模输入范围0～Vgsn+Vdsatn时Gmt＝Gmp；本文使用以齐纳二极管连接的两个MOS管达到这样的控制目的。图3示出了根据本专利技术的一个实施例的基于不对称互补的恒跨导全摆幅输入电路。如图3所示，第一种是以PMOS差分对为主差分对，NMOS为辅差分对，在共模输入范围是0～Vdd-Vgsp-Vdsatp时，Gmt＝Gmp，共模输入范围是Vdd-Vgsp-Vdsatp～Vdd时Gmt＝Gmn；第二种是以NMOS差分对为主差分对，PMOS为辅差分对，在共模输入范围Vgsn+Vdsatn～Vdd时，Gmt＝Gmn，在共模输入范围0～Vgsn+Vdsatn时Gmt＝Gmp；本文使用以齐纳二极管连接的两个MOS管达到这样的控制目的，如图3和图4所示，现分别介绍。如图3所示，PMOS为主差分对，NMOS为辅差分对的输入级电路。当共模电压足够低时，NMOS差分对截至，电流境MR3的电流全部流过以齐纳二极管连接的Mc1和Mc2，则此时NMOS差分对的阈值电压为：Vthn=Vthn0+γ(2ΦF+Vdsr3-2ΦF)---(1)]]>栅极电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于不对称互补的恒跨导全摆幅输入电路，其特征在于，包括：不对称的互补的轨对轨差分输入对，包括第一场效应晶体管与第二场效应晶体管，所述第一场效应晶体管的源极连接至齐纳二极管的一端，所示齐纳二极管的另一端连接至所述第二场效应晶体管的源极；第一差分对晶体管，其栅极接收差分输入信号；第二差分对晶体管，其栅极接收差分输出信号；第一电流镜，连接至所述第一差分对晶体管；第二电流镜，第二差分对晶体管，其中，所述第一场效应晶体管为P型晶体管，所述第二场效应晶体管为N型晶体管。

【技术特征摘要】
1.一种基于不对称互补的恒跨导全摆幅输入电路，其特征在于，包括：不对称的互补的轨对轨差分输入对，包括第一场效应晶体管与第二场效应晶体管，所述第一场效应晶体管的源极连接至齐纳二极管的一端，所示齐纳二极管的另一端连接至所述第二场效应晶体管的源极；第一差分对晶体管，其栅极接收差分输入信号；第二差分对晶体管，其栅极接收差分输出信号；第一电流镜，连接至所述第一差分对晶体管；第二电流镜，第二差分对晶体管，其中，所述第一场效应晶体管为P型晶体管，所述第二场效应晶体管为N型晶体管。2.根据权利要求1所述的一种基于不对称互补的恒跨导全摆幅输入电路，其特征在于，所述第一场效应晶体管的漏极接电源电压，所述第二场效应晶体管的源极接所述第一电流镜。3.根据权利要求1所述的一种基于不对称互补的恒跨导...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄克来，王崎权，陆明格，
申请(专利权)人：北海市蕴芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45