高性能双通路运算放大器制造技术

高性能双通路运算放大器，本实用新型专利技术涉及电子技术，特别涉及集成电路技术。本实用新型专利技术包括第一级放大电路、第二级放大电路和第三级放大电路，所述第一级放大电路包括第一级初始信号输入对管，第二级放大电路包括前级输入对管和第二级初始信号输入对管，第一级放大电路包括两个电流源，其特征在于，第一级放大电路的电流源通过电阻接地。本实用新型专利技术减弱了多级放大电路中多个增益级跨导间的正比关系，从而在保持电路性能不变的前提下，降低电路功耗，可以应用在仪表放大器、滤波器、电源管理等多种电路中。运算放大器在实现高带宽、高增益、低噪声、低失调的同时，功耗更低。功耗更低。功耗更低。

【技术实现步骤摘要】
高性能双通路运算放大器


[0001]本技术涉及电子技术，特别涉及集成电路技术。

技术介绍

[0002]在模拟电子器件中，仪表放大器是一种精密差分信号放大器，广泛应用于数据采集、传感器、高速信号调节、医疗仪器等系统。仪表放大器的核心电路是运算放大器。在低功耗、高精度仪表放大器设计中，低功耗、高带宽、高增益、低噪声运算放大器必不可少。然而随着半导体集成电路的发展，CMOS工艺的特征尺寸已经到纳米量级，使得CMOS器件的本征增益降低。传统的两级运算放大器难以获得较高增益。三级运算放大器能够获得较高增益，但是需要使用两级密勒补偿才能使满足一定相位裕度，并且功耗较高。因此，传统的两级或三级运算放大器难以满足低功耗、高精度仪表放大器设计要求。

技术实现思路

[0003]本技术所要解决的技术问题是，提供一种低功耗的高性能双通路运算放大器。
[0004]本技术解决所述技术问题采用的技术方案是，高性能双通路运算放大器，包括第一级放大电路、第二级放大电路和第三级放大电路，所述第一级放大电路包括第一级初始信号输入对管，第二级放大电路包括前级输入对管和第二级初始信号输入对管，第一级放大电路包括两个电流源，其特征在于，第一级放大电路的电流源通过电阻接地。
[0005]进一步的，前级输入对管的跨导小于第二级初始信号输入对管跨导的十分之一 。
[0006]本技术在双通路运算放大器中仅使用一级密勒补偿，通过将低频信号通路的主极点设置在第二增益级，且高度隔离低频信号通路和高频信号通路以保证环路稳定。和传统电路相比，本技术减弱了多级放大电路中多个增益级跨导间的正比关系，从而在保持电路性能不变的前提下，降低电路功耗，可以应用在仪表放大器、滤波器、电源管理等多种电路中。运算放大器在实现高带宽、高增益、低噪声、低失调的同时，功耗更低。
附图说明
[0007]图1是现有技术的电路图。
[0008]图2是本技术的电路图。
具体实施方式
[0009]参见图2，
[0010]晶体管M1~M11构成折叠式共源共栅放大器，记为A
11
；
[0011]晶体管M15~M25构成折叠式共源共栅放大器（图1中的Q2和Q3部分），记为A
12
，其中，M16和M17用于接收初始信号V
1P
和V
1N
，故称为第二级初始信号输入对管；
[0012]晶体管M12~M14和M18~M25构成折叠式共源共栅放大器（图1中的Q1和Q3部分），记
为A2；在A2中，由于M13和M14的输入信号来自前级放大器A
11
，故将M13和M14称为前级输入对管；
[0013]晶体管M26、M27构成共源放大器，记为A3；
[0014]所有输入对管工作在亚阈值区，使得输入对管在跨导一定前提下，偏置电流最小。
[0015]其中，A
11
、A2、A3构成三级放大电路，为低频信号通路；
[0016]A
12
、A3构成两级放大电路，为高频信号通路。
[0017]当信号频率较低时，低频信号通路占主导地位，以提供高开环增益。当信号频率较高时，高频信号通路占主导地位，以提供高带宽。当信号为中等频率时，高、低频信号通路同时起作用。
[0018]在现有技术中，低频信号通路需要两级密勒补偿（图1中电容C
M
、C
M1
），且A
11
、A2、A3的输入对管跨导关系为：g
m2,3
< g
m13,14
< g
m26,27
。因为跨导与偏置电流正相关，运算放大器的失调电压和噪声与g
m2,3
成反比。为了减小失调电压和噪声，必须增大g
m2,3
，进而使整个运算放大器功耗等比例增加。
[0019]本技术可以通过减小晶体管M12、M13、M14的宽长比使前级输入对管的跨导g
m13,14
小于第二级初始信号输入对管g
m16,17
的1/10，将低频通路和高频通路进行隔离，电路仅使用一级密勒补偿，使得在增大跨导g
m2,3
时，g
m13,14
、g
m26,27
保持不变。从而在降低运算放大器的失调电压和噪声时，仅增加少量功耗。另外，在晶体管M4、M5的源端增加了电阻，可降低其等效跨导g
m4,5
，进一步降低失调电压和噪声。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高性能双通路运算放大器，包括第一级放大电路、第二级放大电路和第三级放大电路，所述第一级放大电路包括第一级初始信号输入对管，第二级放大电路包括前级输入对管和第二级初始信号输入对管，第一级放大电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，
申请(专利权)人：成都环宇芯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：