一种驱动放大器及模数转换器制造技术

本发明专利技术提供一种驱动放大器及模数转换器，所述驱动放大器包括：第一级源跟随器、连接于所述第一级源跟随器输出端的第二级源跟随器，及连接于所述第一级源跟随器和所述第二级源跟随器的反馈单元；其中，所述第一级源跟随器用于对输入信号进行驱动增强以驱动所述第二级源跟随器；所述第二级源跟随器用于在所述第一级源跟随器的驱动下，对所述第一级源跟随器的输出信号进行驱动增强后输出；所述反馈单元用于根据所述第二级源跟随器的输出动态调整所述第一级源极跟随器中PMOS输入管的漏端电压，以稳定所述PMOS输入管的直流工作点。通过本发明专利技术解决了现有驱动放大器在驱动大电容时无法同时满足高速、高线性度、低噪声、宽摆幅等问题。

A driving amplifier and a / D converter

【技术实现步骤摘要】
一种驱动放大器及模数转换器
本专利技术涉及集成电路领域，特别是涉及一种驱动放大器及模数转换器。
技术介绍
随着人们对物理世界的测量范围越来越广泛、测量精度越来越精细，模数转换器（AnalogtodigitalConverter，ADC）的应用越来越多，对ADC的精度和速度要求越来越高，这对ADC的设计提出了挑战。ADC的实际工作按照工作的时间先后顺序可分为两个阶段：第一阶段为采样，将需要转换的模拟信号准确采样到电容并保持住；第二阶段为转换，将第一阶段采样得到的模拟信号进行量化，转换为数字信号并输出；因此，如果要使ADC输出能达到高精度要求，需满足采样精度高的同时量化精度也高。在实际设计中，量化过程会引入额外的误差，因此采样精度比量化精度还要高，一般高2bit以上，这样就对采样精度提出了更高的要求。此外，ADC速度越来越快，这样也限制了采样时间，甚至保证高精度采样时还要压缩采样时间，因此采样模块的设计逐渐成为高速高精度ADC设计的一个瓶颈，特别是针对高精度逐次逼近（SuccessiveApproximation，SAR）ADC，这种ADC一般为了满足匹配要求和抑制输入热噪声，采样电容都很大，因此对前端设计要求更高。一般应用中输入端的信号驱动能力很弱，要直接驱动这么大的电容并同时满足非常高的建立精度基本不可能，故在实际设计中会在输入信号和采样电容之间插入一个高速驱动放大器。由于该高速驱动放大器处在信号链前端，此高速驱动放大器的性能直接决定了ADC精度所能到达的最高水平，故其引入不能增加过多噪声和非线性并要保证输入信号范围不受损失；因此，设计一款符合要求的驱动放大器对ADC系统来说至关重要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种驱动放大器及模数转换器，用于解决现有驱动放大器在驱动大电容时无法同时满足高速、高线性度、低噪声、宽摆幅等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种驱动放大器，所述驱动放大器包括：第一级源跟随器、连接于所述第一级源跟随器输出端的第二级源跟随器，及连接于所述第一级源跟随器和所述第二级源跟随器的反馈单元；其中，所述第一级源跟随器用于对输入信号进行驱动增强以驱动所述第二级源跟随器；所述第二级源跟随器用于在所述第一级源跟随器的驱动下，对所述第一级源跟随器的输出信号进行驱动增强后输出；所述反馈单元用于根据所述第二级源跟随器的输出动态调整所述第一级源极跟随器中PMOS输入管的漏端电压，以稳定所述PMOS输入管的直流工作点。可选地，所述第一级源跟随器包括：第一电流源及PMOS输入管；其中，所述第一电流源的一端接入电源电压，所述第一电流源的另一端连接于所述PMOS输入管的源极端，同时作为所述第一级源跟随器的输出端，所述PMOS输入管的栅极端接入所述输入信号，所述PMOS输入管的漏极端连接于所述反馈单元。可选地，所述PMOS输入管的衬底端与其源极端短接。可选地，所述第二级源跟随器包括：NMOS管；其中，所述NMOS管的栅极端连接于所述第一级源跟随器的输出端，所述NMOS管的漏极端接入电源电压，所述NMOS管的源极端连接于所述反馈单元，同时作为所述第二级源跟随器的输出端。可选地，所述NMOS管的衬底端与其源极端短接。可选地，所述反馈单元包括：第一PMOS管、第二PMOS管及第二电流源；其中，所述第一PMOS管的栅极端连接于所述第一PMOS管的漏极端及所述第二PMOS管的栅极端，所述第一PMOS管的源极端连接于所述第二级源跟随器的输出端，所述第一PMOS管的漏极端连接于所述第二电流源的一端，所述第二电流源的另一端接地，所述第二PMOS管的源极端连接于所述第一级源跟随器，所述第二PMOS管的漏极端接地。本专利技术还提供了一种模数转换器，所述模数转换器包括：如上所述的驱动放大器，连接于所述输入信号和采样电容之间。可选地，所述模数转换器包括逐次逼近型模数转换器。如上所述，本专利技术的一种驱动放大器及模数转换器，通过两级级联的源跟随器即可保证驱动大电容时的稳定性，同时通过第二级源跟随器形成的负反馈环路来保证建立精度和速度；本专利技术还通过反馈单元与第一级源跟随器及第二级源跟随器形成的正反馈环路来动态调整PMOS输入管的漏端电压，使其直流工作点在宽摆幅输入下相对稳定以抑制短沟道效应，提高线性度，从而抑制输入摆幅较宽时引入的较大谐波，进而保证宽摆幅下的采样精度；本专利技术电路架构简单，同时未引入任何电阻反馈，故整体噪声可控，从而保证低噪声。由此可见，本专利技术所述驱动放大器在驱动大电容时，可实现高稳定性、高建立精度和速度、宽摆幅、高线性度及低噪声。附图说明图1显示为本专利技术所述ADC驱动放大器的电路框图。图2显示为本专利技术所述ADC驱动放大器的一种设计实例的电路图。元件标号说明101第一级源跟随器，102第二级源跟随器，103反馈单元。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1和图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，虽图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。如图1所示，本实施例提供一种驱动放大器，所述驱动放大器包括：第一级源跟随器101、连接于所述第一级源跟随器101输出端的第二级源跟随器102，及连接于所述第一级源跟随器101和所述第二级源跟随器102的反馈单元103；其中，所述第一级源跟随器101用于对输入信号Vin进行驱动增强以驱动所述第二级源跟随器102；所述第二级源跟随器102用于在所述第一级源跟随器101的驱动下，对所述第一级源跟随器101的输出信号进行驱动增强后输出；所述反馈单元103用于根据所述第二级源跟随器102的输出动态调整所述第一级源极跟随器101中PMOS输入管的漏端电压，以稳定所述PMOS输入管的直流工作点，抑制短沟道效应，提高线性度。作为示例，如图2所示，所述第一级源跟随器101包括：第一电流源I0及PMOS输入管PM0；其中，所述第一电流源I0的一端接入电源电压VDD，所述第一电流源I0的另一端连接于所述PMOS输入管PM0的源极端，同时作为所述第一级源跟随器101的输出端，所述PMOS输入管PM0的栅极端接入所述输入信号Vin，所述PMOS输入管PM0的漏极端连接于所述反馈单元103。本示例中，所述PMOS输入管PM0构成一源跟随器，以使其源极端输出跟随栅极端输入变化，从而实现对所述输入信号Vin进行驱动增强后输出。可选地，本示例中，所述PMOS输入管PM0的衬底端与其源极端短接，从而消除本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱动放大器，其特征在于，所述驱动放大器包括：第一级源跟随器、连接于所述第一级源跟随器输出端的第二级源跟随器，及连接于所述第一级源跟随器和所述第二级源跟随器的反馈单元；其中，/n所述第一级源跟随器用于对输入信号进行驱动增强以驱动所述第二级源跟随器；/n所述第二级源跟随器用于在所述第一级源跟随器的驱动下，对所述第一级源跟随器的输出信号进行驱动增强后输出；/n所述反馈单元用于根据所述第二级源跟随器的输出动态调整所述第一级源极跟随器中PMOS输入管的漏端电压，以稳定所述PMOS输入管的直流工作点。/n

【技术特征摘要】
1.一种驱动放大器，其特征在于，所述驱动放大器包括：第一级源跟随器、连接于所述第一级源跟随器输出端的第二级源跟随器，及连接于所述第一级源跟随器和所述第二级源跟随器的反馈单元；其中，
所述第一级源跟随器用于对输入信号进行驱动增强以驱动所述第二级源跟随器；
所述第二级源跟随器用于在所述第一级源跟随器的驱动下，对所述第一级源跟随器的输出信号进行驱动增强后输出；
所述反馈单元用于根据所述第二级源跟随器的输出动态调整所述第一级源极跟随器中PMOS输入管的漏端电压，以稳定所述PMOS输入管的直流工作点。


2.根据权利要求1所述的驱动放大器，其特征在于，所述第一级源跟随器包括：第一电流源及PMOS输入管；其中，所述第一电流源的一端接入电源电压，所述第一电流源的另一端连接于所述PMOS输入管的源极端，同时作为所述第一级源跟随器的输出端，所述PMOS输入管的栅极端接入所述输入信号，所述PMOS输入管的漏极端连接于所述反馈单元。


3.根据权利要求2所述的驱动放大器，其特征在于，所述PMOS输入管的衬底端与其源极端短接。


4.根据权利要求1所述的驱动放大器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘森，李建平，刘海彬，刘兴龙，史林森，张均安，
申请(专利权)人：微龛广州半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44