一种前置增益放大器制造技术

本实用新型专利技术涉及集成电路设计技术领域，具体公开了一种前置增益放大器，其中，包括：电流源电路、跨导放大器模块和差分运算放大器模块，电流源电路与跨导放大器模块连接，跨导放大器模块与差分运算放大器模块连接；电流源电路能够向跨导放大器模块输出电流；跨导放大器模块能够根据输入的电流产生跨导，且跨导放大器模块能够对输入的温度信号进行放大，跨导与温度信号、电源电压以及工艺参数均无关，跨导能够调节前置增益放大器的倍数；差分运算放大器模块能够对跨导放大器模块放大后的温度信号进行处理后输出。本实用新型专利技术提供的前置增益放大器应用在温度系统时可以实现高精度且不受温度和电源电压的影响。受温度和电源电压的影响。受温度和电源电压的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种前置增益放大器


[0001]本技术涉及集成电路设计
，尤其涉及一种前置增益放大器。

技术介绍

[0002]随着物联网的发展与普及，越来越多的应用场景需要通过各类传感器精密感知物理世界的参数，如温度，湿度，压力等，将传感器获得的弱电信号进行处理，并转换为数字信号，所以需要用到模/数转换器(ADC)处理并转换这些现实世界的信号。在高精度测温系统中，由于温度信号变化缓慢且信号幅值非常小，因此需要高分辨率的模数转换器(ADC)进行处理，但这将会极大提高ADC的设计难度和复杂程度。因此，通常在ADC前端引入前置增益放大器 (VGA)将信号进行放大处理，以此来降低对ADC的性能的要求。而对于传统的前置放大器结构，其性能很容易受到温度、电压和工艺等参数的影响。
[0003]因此，在测温系统中如何提供一种高精度且不受温度和电源电压影响的前置增益放大器成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本技术提供了一种前置增益放大器，解决相关技术中存在的缺乏一种高精度且不受温度和电源电压影响的前置增益放大器的问题。
[0005]作为本技术的一个方面，提供一种前置增益放大器，其中，包括：电流源电路、跨导放大器模块和差分运算放大器模块，所述电流源电路与所述跨导放大器模块连接，所述跨导放大器模块与所述差分运算放大器模块连接；
[0006]所述电流源电路能够向所述跨导放大器模块输出电流；
[0007]所述跨导放大器模块能够根据输入的电流产生跨导，且所述跨导放大器模块能够对输入的温度信号进行放大，所述跨导与温度信号、电源电压以及工艺参数均无关，所述跨导能够调节所述前置增益放大器的倍数；
[0008]所述差分运算放大器模块能够对所述跨导放大器模块放大后的温度信号进行处理后输出。
[0009]进一步地，所述电流源电路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管及第一电阻，
[0010]所述第一电阻的一端连接电源端，所述第一电阻的另一端连接所述第一开关管的源极，
[0011]所述第八开关管的源极连接所述电源端，所述第七开关管的栅极与所述第八开关管的栅极连接，且所述第七开关管的栅极和所述第八开关管的栅极均连接至所述第六开关管的漏极；
[0012]所述第六开关管的栅极和第五开关管的栅极连接，且所述第六开关管的栅极和第五开关管的栅极均连接第一外部偏置电压，用于输入第一偏置电压，
[0013]所述第六开关管的源极连接所述第八开关管的漏极，所述第五开关管的源极连接
所述第七开关管的漏极；
[0014]所述第三开关管的栅极和所述第四开关管的栅极连接，且所述第三开关管的栅极和所述第四开关管的栅极均连接第二外部偏置电压，用于输入第二偏置电压，
[0015]所述第一开关管的栅极和所述第二开关管的栅极连接，且所述第一开关管的栅极和所述第二开关管的栅极均连接所述第三开关管的漏极，所述第三开关管的漏极与所述第五开关管的漏极连接，所述第三开关管的源极与所述第一开关管的漏极连接，所述第三开关管的漏极和所述第五开关管的漏极均连接输出端，用于输出电流，
[0016]所述第四开关管的漏极与所述第六开关管的漏极连接，所述第四开关管的源极与所述第二开关管的漏极连接，
[0017]所述第一开关管的源极和所述第二开关管的源极均连接电源地。
[0018]进一步地，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管均包括N型开关管，所述第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管均包括P型开关管。
[0019]进一步地，所述跨导放大器模块包括：电流源、第二电阻、第三电阻、第一开关、第二开关、第九开关管、第十开关管、第十一开关管和第十二开关管，
[0020]所述电流源的一端连接电源端，所述电流源的另一端分别连接所述第二电阻的一端和第三电阻的一端，所述第一开关与所述第二电阻并联，所述第二开关与所述第三电阻并联，
[0021]所述第二电阻的另一端连接所述第九开关管的源极，所述第三电阻的另一端连接所述第十开关管的源极，
[0022]所述第九开关管的栅极连接输入电压正极，所述第九开关管的漏极连接所述第十一开关管的漏极，
[0023]所述第十开关管的栅极连接输入电压负极，所述第十开关管的漏极连接所述第十二开关管的漏极，
[0024]所述第十一开关管的栅极和所述第十二开关管的栅极连接，且所述第十一开关管的栅极和所述第十二开关管的栅极均连接第三外部偏置电压，用于输入第三偏置电压，
[0025]所述第十一开关管的源极和第十二开关管的源极均连接电源地，
[0026]所述第十一开关管的漏极和所述第十二开关管的漏极均用于向所述差分运算放大器输出放大后的温度信号。
[0027]进一步地，所述第九开关管和第十开关管均包括P型开关管，所述第十一开关管和第十二开关管均包括N型开关管。
[0028]进一步地，所述第二电阻的阻值与所述第三电阻的阻值相同。
[0029]进一步地，所述差分运算放大器模块包括：第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四电阻、第五电阻、第十三开关管、第十四开关管、第十五开关管、第十六开关管、第十七开关管、第十八开关管、第十九开关管、第二十开关管、第二十一开关管、第二十二开关管、第二十三开关管和第二十四开关管，
[0030]所述第十三开关管的源极、第十四开关管的源极、第二十一开关管的源极和第二十二开关管的源极均连接电源端，
[0031]所述第十三开关管的漏极分别连接所述第十五开关管的源极和第一放大器的反向输入端，所述第十三开关管的栅极分别连接所述第十五开关管的漏极、第十七开关管的
漏极以及第二十一开关管的栅极，
[0032]所述第十四开关管的漏极分别连接所述第十六开关管的源极和所述第一放大器的正向输入端，所述第十四开关管的栅极分别连接所述第十六开关管的漏极、第十八开关管的漏极和第二十二开关管的栅极，
[0033]所述第十五开关管的栅极连接所述第一放大器的正向输出端，所述第十六开关管的栅极连接所述第一放大器的反向输出端，
[0034]所述第十七开关管的栅极连接所述第二放大器的正向输出端，所述第十七开关管的源极分别连接所述第十九开关管的漏极和第二放大器的反向输入端，
[0035]所述第十八开关管的栅极连接所述第二放大器的反向输出端，所述第十八开关管的源极分别连接所述第二十开关管的漏极和第二放大器的正向输入端，
[0036]所述第十九开关管的栅极和所述第二十开关管的栅极连接，并均与第三外部偏置电压连接，用于输入第三偏置电压，所述第十九开关管的源极和所述第二十开关管的源极均连接电源地，
[0037]所述第二十一开关管的漏极分别连接第三放大器的反向输入端和第二十三开关管的源极，
[0038]所述第二十二开关管的漏极分别连接第三放大器的正向输入端和第二十本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种前置增益放大器，其特征在于，包括：电流源电路、跨导放大器模块和差分运算放大器模块，所述电流源电路与所述跨导放大器模块连接，所述跨导放大器模块与所述差分运算放大器模块连接；所述电流源电路能够向所述跨导放大器模块输出电流；所述跨导放大器模块能够根据输入的电流产生跨导，且所述跨导放大器模块能够对输入的温度信号进行放大，所述跨导与温度信号、电源电压以及工艺参数均无关，所述跨导能够调节所述前置增益放大器的倍数；所述差分运算放大器模块能够对所述跨导放大器模块放大后的温度信号进行处理后输出。2.根据权利要求1所述的前置增益放大器，其特征在于，所述电流源电路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管及第一电阻，所述第一电阻的一端连接电源端，所述第一电阻的另一端连接所述第一开关管的源极，所述第八开关管的源极连接所述电源端，所述第七开关管的栅极与所述第八开关管的栅极连接，且所述第七开关管的栅极和所述第八开关管的栅极均连接至所述第六开关管的漏极；所述第六开关管的栅极和第五开关管的栅极连接，且所述第六开关管的栅极和第五开关管的栅极均连接第一外部偏置电压，用于输入第一偏置电压，所述第六开关管的源极连接所述第八开关管的漏极，所述第五开关管的源极连接所述第七开关管的漏极；所述第三开关管的栅极和所述第四开关管的栅极连接，且所述第三开关管的栅极和所述第四开关管的栅极均连接第二外部偏置电压，用于输入第二偏置电压，所述第一开关管的栅极和所述第二开关管的栅极连接，且所述第一开关管的栅极和所述第二开关管的栅极均连接所述第三开关管的漏极，所述第三开关管的漏极与所述第五开关管的漏极连接，所述第三开关管的源极与所述第一开关管的漏极连接，所述第三开关管的漏极和所述第五开关管的漏极均连接输出端，用于输出电流，所述第四开关管的漏极与所述第六开关管的漏极连接，所述第四开关管的源极与所述第二开关管的漏极连接，所述第一开关管的源极和所述第二开关管的源极均连接电源地。3.根据权利要求2所述的前置增益放大器，其特征在于，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管均包括N型开关管，所述第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管均包括P型开关管。4.根据权利要求1所述的前置增益放大器，其特征在于，所述跨导放大器模块包括：电流源、第二电阻、第三电阻、第一开关、第二开关、第九开关管、第十开关管、第十一开关管和第十二开关管，所述电流源的一端连接电源端，所述电流源的另一端分别连接所述第二电阻的一端和第三电阻的一端，所述第一开关与所述第二电阻并联，所述第二开关与所述第三电阻并联，所述第二电阻的另一端连接所述第九开关管的源极，所述第三电阻的另一端连接所述
第十开关管的源极，所述第九开关管的栅极连接输入电压正极，所述第九开关管的漏极连接所述第十一开关管的漏极，所述第十开关管的栅极连接输入电压负极，所述第十开关管的漏极连接所述第十二开关管的漏极，所述第十一开关管的栅极和所述第十二开关管的栅极连接，且所述第十一开关管的栅极和所述第十二开关管的栅极均连接第三外部偏置...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾美庆，黄伟，冯忠河，
申请(专利权)人：无锡中科微电子工业技术研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：