一种用于流水线ADC的全差分放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于流水线ADC的全差分放大器，包括：电压偏置电路、差分型放大器本体电路和开关电容共模反馈电路；通过差分型放大器本体电路的全差分的结构设计，提高信噪比，降低增益带宽积的需求，从而降低功耗，节能；通过开关电容共模反馈电路为差分型放大器本体电路提供共模反馈，使其具备高增益；通过电压偏置电路为差分型放大器本体电路提供稳定的电压偏置；相比于传统技术，还具有输入摆幅范围大，输出摆幅范围大和线性度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于流水线ADC的全差分放大器
本专利技术涉及集成电路领域，具体涉及一种用于流水线ADC的全差分放大器。
技术介绍
面对越来越高的速度和分辨率的要求，流水线模数转换器(analogtodigitalconverter，ADC)以类似于工厂流水线的形式按位(bits)并行地转换信号，使得转换速率主要取决于单级速度，分辨率主要取决于级数，从而大大增加了速度和分辨率，拥有巨大的发展前景。流水线ADC包括多个级(stage)，最后一级通常由普通的快闪型ADC电路构成，前若干级的硬件结构均相同，包括：子ADC和增益数模转换单元(MDAC)。MDAC则由子DAC和两相非交叠的采样保持信号(包括采样相时钟信号和放大相时钟信号)控制的余量放大器构成。现有的余量放大器通常使用闭环的单端放大器，为了满足ADC高速高精度的需求，需要很大的增益带宽积，从而增大了功耗。在提高增益的过程中，通常采用基于开关电容的两级套筒式设计或折叠式设计结构，这类结构的主要特征是在垂直方向堆叠了更多晶体管，对电源电压要求较高，有着不可忽视的摆幅范围小的问题；目前也有使用正反馈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于流水线ADC的全差分放大器，其特征在于，包括：电压偏置电路、差分型放大器本体电路和开关电容共模反馈电路；/n所述电压偏置电路分别与差分型放大器本体电路和开关电容共模反馈电路连接；所述开关电容共模反馈电路与差分型放大器本体电路连接；所述电压偏置电路用于为差分型放大器本体电路提供偏置电压；所述差分型放大器本体电路用于对差分形式的输入信号进行放大；所述开关电容共模反馈电路用于为差分型放大器本体电路提供共模反馈。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于流水线ADC的全差分放大器，其特征在于，包括：电压偏置电路、差分型放大器本体电路和开关电容共模反馈电路；
所述电压偏置电路分别与差分型放大器本体电路和开关电容共模反馈电路连接；所述开关电容共模反馈电路与差分型放大器本体电路连接；所述电压偏置电路用于为差分型放大器本体电路提供偏置电压；所述差分型放大器本体电路用于对差分形式的输入信号进行放大；所述开关电容共模反馈电路用于为差分型放大器本体电路提供共模反馈。


2.根据权利要求1所述的用于流水线ADC的全差分放大器，其特征在于，所述电压偏置电路包括：CMOS电流源电路、NMOS管M1、NMOS管M2、NMOS管M3、NMOS管M4、PMOS管M5、PMOS管M6和PMOS管M7；
所述NMOS管M1的栅极分别与NMOS管M4的栅极、PMOS管M5的栅极和PMOS管M7的栅极连接，并作为全差分放大器的共模电压基准输入端Vcm；所述CMOS电流源电路的电流输出端分别与NMOS管M1的漏极、NMOS管M2的栅极和NMOS管M3的栅极连接，并作为电压偏置电路的第二电压偏置信号输出端；所述NMOS管M2的漏极与NMOS管M1的源极连接，其源极接地；所述NMOS管M3的源极接地，其漏极与NMOS管M4的源极连接；所述NMOS管M4的漏极分别与PMOS管M5的漏极和PMOS管M6的栅极连接，并作为电压偏置电路的第一电压偏置信号输出端；所述PMOS管M5的源极与PMOS管M6的漏极连接；所述PMOS管M6的源极与PMOS管M7的漏极连接；所述PMOS管M7的源极和CMOS电流源电路的供电端与直流电源VDD连接；所述CMOS电流源电路的公共端接地。


3.根据权利要求2所述的用于流水线ADC的全差分放大器，其特征在于，所述CMOS电流源电路包括：PMOS管M27、NMOS管M28、PMOS管M29、NMOS管M30、接地电阻R3和PMOS管M31；
所述PMOS管M27的源极分别与PMOS管M29的漏极和PMOS管M31的漏极连接，并作为供电端，其栅极分别与PMOS管M29的栅极、NMOS管M30的漏极和PMOS管M31的栅极连接，其漏极分别与NMOS管M28的漏极、NMOS管M28的栅极和NMOS管M30的栅极连接；所述NMOS管M30的源极与接地电阻R3连接；所述NMOS管M28的源极接地；所述PMOS管M31的漏极作为CMOS电流源电路的电流输出端。


4.根据权利要求2所述的用于流水线ADC的全差分放大器，其特征在于，所述差分型放大器本体电路包括：PMOS管M8、NMOS管M9、PMOS管M11、电阻R1、NMOS管M10、PMOS管M12、NMOS管M13、PMOS管M14、NMOS管M15、PMOS管M16、PMOS管M17、PMOS管M18、NMOS管M19、NMOS管M20、NMOS管M21、PMOS管M22、电阻R2、PMOS管M23、NMOS管M24和第一开关电路；
所述PMOS管M8的漏极与NMOS管M9的漏极连接，并作为差分信号反相输出端Vout-；所述NMOS管M9的源极接地，其栅极分别与电阻R1的一端和NMOS管M10的漏极连接；所述PMOS管M8的源极分别与PMOS管M11的源极连接、PMOS管M17的源极、PMOS管M18的源极、PMOS管M22的源极、PMOS管M23的源极和第一开关电路的供电端连接，并作为差分型放大器本体电路的供电端与直流电源VDD连接，其栅极分别与电阻R1的另一端和PMOS管M11的漏极连接；所述NMOS管M10的栅极分别与PMOS管M11的栅极、PMOS管M12的漏极、NMOS管M13的漏极和PMOS管M17的栅极连接，其源极接地；所述PMOS管M12的栅极与NMOS管M13的栅极连接，并作为全差分放大器的差分信号同相输入端Vin+，其源极分别与PMOS管M16的漏极和PMOS管M14的源极连接；所述NMOS管M13的源极分别与NMOS管M19的漏极、NMOS管M20的漏极和NMOS管M15的源极连接；所述NMOS管M19的栅极作为差分型放大器本体电路的第二电压偏置信号输入端，其源极分别与NMOS管M20的源极和第一开关电路的连通端1连接；所述差...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈功，郭函，石跃，凌味未，黄姚，董倩宇，李蠡，魏华，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川;51