一种积分放大器电路制造技术

一种积分放大器电路，包括单极点放大器、电压时间转换器以及积分放大器。所述单极点放大器用于将阶跃输入信号转换成斜坡信号，并将所述斜坡信号输出至电压时间转换器。所述电压时间转换器用于将所述斜坡信号转换成时间信号，并将所述时间信号输出至所述积分放大器。所述积分放大器接收所述时间信号，并根据所述时间信号设置放大转换时间。将单极点放大器产生的斜坡信号反馈给电压时间转换器，从而提取出其中的时间信息，同时利用所述时间信息来设置积分放大器的放大转换时间。由于提取的时间信息与单极点放大器的跨导增益g

【技术实现步骤摘要】
一种积分放大器电路
本专利技术涉及集成电路领域，尤其涉及一种积分放大器电路。
技术介绍
现有的积分放大器通常由一个跨导放大器驱动电容负载，其增益Av为：（公式1）。其中，tA放大转换时间；gmA为跨导放大器增益，CLA为负载电容。tA，gmA和CLA会随制程（Process），电压（Voltage），温度（Temperature）变化而显著变化，故该积分放大器的增益也会随制程，电压，温度变化显著漂移。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术实施例提供了一种积分放大电路，其增益不会随着制程、电压、温度变化而显著漂移。一种积分放大器电路，包括单极点放大器、电压时间转换器以及积分放大器。所述单极点放大器用于将阶跃输入信号转换成斜坡信号，并将所述斜坡信号输出至电压时间转换器。所述电压时间转换器用于将所述斜坡信号转换成时间信号，并将所述时间信号输出至所述积分放大器。所述积分放大器接收所述时间信号，并根据所述时间信号设置放大转换时间。在本专利技术实施例的积分放大电路中，将单极点放大器产生斜坡信号反馈给电压时间转换器，从而提取出其中的时间信息，同时利用所述时间信息来设置积分放大器的放大转换时间。由于提取的时间信息与单极点放大器的跨导增益gmS以及负载电容CLS有关系，从而抵消了积分放大器跨导增益gmA和负载电容CLA的影响。因此，本专利技术实施例所提供的积分放大器电路的增益不会随着制程、电压、温度变化而显著漂移。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的积分放大器电路的系统框图。图2为本专利技术实施例提供的单极点放大器的电路图。图3为图2中的单极点放大器小信号模型及其阶跃响应。图4为本专利技术实施例提供的电压时间转换器的电路图。图5为本专利技术实施例提供的积分放大器电路的开关时序图。图6为本专利技术实施例提供的积分放大器的电路图。图7为本专利技术实施例提供的积分放大器电路与传统积分放大器的增益随工艺角变化的对比图。图8为本专利技术实施例提供的积分放大器电路与传统积分放大器的增益随电压变化的对比图。图9为本专利技术实施例提供的积分放大器电路与传统积分放大器的增益随温度变化的对比图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种积分放大器电路1，包括单极点放大器10、电压时间转换器20以及积分放大器30。单极点放大器10用于将阶跃输入信号转换成斜坡信号，并将所述斜坡信号输出至电压时间转换器20。电压时间转换器20用于将所述斜坡信号转换成时间信号，并将时间信号输出至积分放大器30。积分放大器30接收所述时间信号，并将所述时间信号设置为放大转换时间。由于单极点放大器10的阶跃响应在响应时间远小于其响应时间常数的时间内可近似为一个斜坡信号，斜坡信号的斜率包含一个和积分放大器30的增益因子相同的量。通过电压时间转换器将斜坡信号转换为时间信号，所述时间信号包含一个和积分放大器30的增益因子成倒比的量。单极点放大器10的输入阶跃信号和电压时间转换器20的阈值设置电路都是采用电容切换电位的技术，使单极点放大器10的输入阶跃信号和电压时间转换器的阈值是相同变量。因此，采用电压时间转换器20产生的时间信号设置积分放大器30的放大转换时间，积分放大器电路的增益就变为相同变量的比值，从而实现了增益随工艺，电压，温度变化稳定。请一并结合图2，单极点放大器10包括第一对场效应管M1、M2，第二对场效应管M3、M4，第三对场效应管M5、M6，以及场效应管M7。场效应管M1和场效应管M2的漏极共同连接在一起，并连接到场效应M7的源极。场效应管M7的漏极接地，场效应管M7的栅极连接到偏置电压Vb1。场效应管M1的栅极通过开关S3连接到共模电压Vcm，场效应管M2的栅极通过开关S4连接到共模电压Vcm。电容C2的一端连接到场效应管M1的栅极，电容C2的另一端接地。电容C2的一端连接到场效应管M2的栅极，电容C2的另一端接地。电容C2和电容C2的容量相同。电容C1的一端连接到场效应管M1的栅极，电容C1的另一端通过单刀双掷开关S5选择性地连接参考电压Vref或者接地。电容C1的一端连接到场效应管M1的栅极，电容C1的另一端通过单刀双掷开关S6选择性地连接参考电压Vref或者接地。场效应管M3和场效应管M4的栅极连接到一起，并连接到偏置电压Vb2。场效应管M3的漏极连接到场效应管M1的源极，场效应管M4的漏极连接到场效应管M4的源极。场效应管M3的源极通过开关S1连接到偏置电压Vbias，场效应管M4的源极通过开关S2连接到偏置电压Vbias。场效应管M5的源极连接到场效应管M3的源极，场效应管M6的源极连接到场效应管M4的源极。场效应管M5和场效应管M6的漏极连接在一起，并连接到电源电压VDD。场效应管M5和场效应管M6的栅极也连接在一起。场效应管M5的栅极和源极也连接在一起。电容CLS的一端连接到场效应管M4的源极，电容CLS的另一端接地。场效应管M4的源极为单极点放大器10的输出端。在本专利技术的的一个实施例中，所述场效应管M1、M2、M3、M4、M7为P沟道耗尽型场效应管；所述场效应管M5、M6为N沟道耗尽型场效应管。根据需要，所述场效应管M1-M7也可以是其他类型的场效应管，只要其能实现单极点放大器10的基本功能即可。图3是图2中的单极点放大器的小信号模型及其阶跃响应图。当它由阶跃输入Vstep驱动时，其输出建立呈指数曲线，表达式为：（公式2）。其中，τ=Ro.CLS，为极点的时间常数。将公式1作泰勒级数展开，当t远小于τ时，公式2变为：（公式3）。可以看到，指数曲线的开始部分可以很好地用一个斜坡来近似，它的转换速率包含了期望的比率gms/CLS。为了使线性近似成立，单极点放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种积分放大器电路，包括单极点放大器、电压时间转换器以及积分放大器，其特征在于：/n所述单极点放大器用于将阶跃输入信号转换成斜坡信号，并将所述斜坡信号输出至电压时间转换器；/n所述电压时间转换器用于将所述斜坡信号转换成时间信号，并将所述时间信号输出至所述积分放大器；/n所述积分放大器接收所述时间信号，并根据所述时间信号设置放大转换时间。/n

【技术特征摘要】
1.一种积分放大器电路，包括单极点放大器、电压时间转换器以及积分放大器，其特征在于：
所述单极点放大器用于将阶跃输入信号转换成斜坡信号，并将所述斜坡信号输出至电压时间转换器；
所述电压时间转换器用于将所述斜坡信号转换成时间信号，并将所述时间信号输出至所述积分放大器；
所述积分放大器接收所述时间信号，并根据所述时间信号设置放大转换时间。


2.如权利要求1所述的积分放大器电路，其特征在于，所述单极点放大器与所述积分放大器具有相同的电路拓扑结构。


3.如权利要求1所述的积分放大器电路，其特征在于，所述电压时间转换器包括伪差分电压时间转换器。


4.如权利要求3所述的积分放大器电路，其特征在于，所述电压时间转换器包括门电路，第一阈值电压比较电路，第二阈值电压比较电路；
所述门电路的输出端连接到所述积分放大器；
所述第一阈值电压比较电路的输出端连接到所述门电路的第一输入端；
所述第二阈值电压比较电路的输出端连接到所述门电路的第二输入端；
所述第一阈值电压比较电路的输入端和所述第二阈值电压比较电路的输入端同时连接到所述单极点放大器的输出端。


5.如权利要求4所述的积分放大器电路，其特征在于，所述第一阈值电压比较电路和所述第二阈值电压比较电路都包括一个或者多个反相器，当所述第一阈值电压比较电路中的反相器个数为奇数，所述第二阈值电压比较电路中的反相器个数为偶数时，所述门电路为与非门；当所述第一阈值电压比较电路中的反相器个数为偶数，所述第二阈值电压比较电路中的反相器个数为奇数，所述门电路为或非门；当所述第一阈值电压比较电路和所述第二阈值电压比较电路中的反相器个数同为偶数或奇数时，所述门电路为异或门。


6.如权利要求5所述的积分放大器电路，其特征在于，所述门电路为或非门，所述第一阈值电压比较电路包括第一阈值产生电路，电容Ctot，反相器INV1-INV2和开关S15，所述反相器INV1和所述反相器INV2串联连接，所述反相器INV2的输出端连接所述或非门的第一输入端，所述反相器INV1的输入端连接到所述电容Ctot，所述电容Ctot的另一端通过所述开关S15连接到所述单极点放大器的输出端，所述第一阈值产生电路的输出端连接到所述电容Ctot和所述开关S15之间。


7.如权利要求6所述的积分放大器电路，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海，张专，张礼军，周金玲，
申请(专利权)人：灵矽微电子深圳有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44