差动放大器电路以及控制差动放大器电路的方法技术

本发明专利技术是关于一种差动放大器电路及控制差动放大器电路的方法，其中通过使用基底偏压来控制Ｎ沟道差动输入晶体管的阈值电压，以便允许较宽范围的输入信号电平。差动放大器能够低压操作之外，进一步公开一种基于放大器的输出电平，来控制差动放大器的输入晶体管的基底偏压的技术，其中引入一个附加的偏压电流，该电流能够使得上拉电流增加而不增加下拉电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种差动放大器领域，特别是涉及一种特别适用于低压操作以及一种能够调节增加范围的。
技术介绍
差动放大器用于放大，并且产生一作为两个差动或互补的输入信号之间差值的函数的输出信号，从而本身可拒绝差动输入线上一般的噪声，而能够感测相对弱的信号电平。在这点上，传统的集成电路差动放大器设计包括提供具有电流镜(current mirror)负载的输入晶体管的差动对，该输入晶体管的差动对耦接到电流源以便提供一个单一输出信号响应。然而，当晶体管尺寸和电源电平趋向减少时，就不能获得所述传统电路设计的理想的操作特性，并且电路的功能性对晶体管参数、温度以及工作电压的依赖性趋于增加以致于达到非常重要的程度。由此可见，上述现有的差动放大器电路在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决差动放大器电路存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。有鉴于上述现有的差动放大器电路存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的，能够改进一般现有的差动放大器电路，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有的差动放大器电路存在的缺陷，而提供一种新的差动放大器电路，所要解决的技术问题是使其在输出端提供基本对称的电压转换以响应于提供于此的差动输入信号。所述放大器包括一耦接到电源电压源的电流镜；一差动对，用于接收耦接到电流镜的差动输入信号并且限定其间的输出；一电流源，用于将差动对耦接到参考电压源；以及一电路路径，耦接于电流镜和参考电压源之间，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。本专利技术的另一目的在于，提供一种差动放大器电路，该差动放大器包括一电流镜，该电流镜包括具有第一、第二以及控制端的第一和第二晶体管，其中电流镜耦接到电源电压源；一差动对，该差动对包括具有第一、第二、控制以及基底端的第三和第四晶体管，所述差动对耦接到电流镜；一电流源，包括具有第一、第二以及控制端的第五晶体管，所述电流源耦接到差动对和参考电压源；以及一个控制电路，其耦接到第三和第四晶体管的基底端以用于控制它们的阈值电压。特别是，在此公开一种特别适合于低压操作的差动放大器，该放大器使用基底偏压来控制N沟道差动输入晶体管的阈值电压以便允许更宽范围的输入电平。更进一步，在此公开一种其中引入附加偏流(bias current)而特别适合于低压操作的差动放大器，该差动放大器使得输出上拉(pull-up)电流增加而不增加下拉(pull-down)电流，从而更加适于实用。本专利技术的再一目的在于，提供一种用于产生和控制差动放大器的基底偏压的方法，所述差动放大器包括一个与其基底偏压被控制的差动放大器相同的差动放大器。将所述相同的放大器的一个输入设置为固定的偏压并且另一输入连接到其基底偏压被控制的差动放大器的输入之一。所述相同的差动放大器的输出与第二固定的偏压进行比较，以及根据该比较来产生控制信号，所述控制信号依次控制所有差动放大器的基底偏压，从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种低压差动放大器电路，在其输出提供基本对称的电压转换以便响应提供于此的差动输入信号，其包括电流镜，耦接到电源电压源；差动对，用于接收耦接到所述电流镜的所述差动输入信号并且定义其之间的所述输出；电流源，用于将所述差动对耦接到参考电压源；以及电流路径，耦接在所述电流镜的公共控制节点和所述参考电压源之间。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的低压差动放大器电路，其中所述的电流镜包括第一和第二晶体管。前述的低压差动放大器电路，其中所述的第一和第二晶体管包括P沟道晶体管。前述的低压差动放大器电路，其中所述的差动对包括第三和第四晶体管。前述的低压差动放大器电路，其中所述的第三和第四晶体管包括N沟道晶体管。前述的低压差动放大器电路，其中所述的第三和第四晶体管都包括基底接点，所述基底接点耦接到偏压信号输入。前述的低压差动放大器电路，其中所述的电流源包括第五晶体管。前述的低压差动放大器电路，其中所述的第五晶体管包括一个N沟道晶体管，其闸极耦接于所述电源电压源。前述的低压差动放大器电路，其中所述的电流路径包括与附加电流源串联的一个第六晶体管。前述的低压差动放大器电路，其中所述的第六晶体管包括一个N沟道晶体管。前述的低压差动放大器电路，其中所述的第六晶体管包括基底接点，该基底接点耦接到所述偏压信号输入。前述的低压差动放大器电路，其中所述的第六晶体管包括一个闸极端，该闸极端耦接以便接收至少一个所述差动输入信号。前述的低压差动放大器电路，其中所述的附加电流源包括一个N沟道晶体管，该N沟道晶体管具有耦接到所述电源电压源的闸极端。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种低压差动放大器电路，其包括电流镜，包括具有第一、第二以及控制端的第一和第二晶体管，所述电流镜耦接到电源电压源；差动对，包括具有第一、第二、控制以及基底端的第三和第四晶体管，所述差动对耦接于所述电流镜；电流源，包括具有第一、第二以及控制端的第五晶体管，所述电流源耦接于所述差动对和参考电压源；电流路径，耦接于所述电流镜的公共控制节点和所述参考电压源之间；以及控制电路，耦接到所述第三和第四晶体管的所述基底端以便控制其阈值电压。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的低压差动放大器电路，其中所述的第一和第二晶体管包括P沟道晶体管并且所述两个晶体管的所述第一端耦接到所述电源电压源。前述的低压差动放大器电路，其中所述的第一和第二晶体管的所述控制端耦接到所述第二晶体管的第二端。前述的低压差动放大器电路，其中所述的第三和第四晶体管的所述控制端耦接到所述差动放大器的各自的第一和第二差动输入端。前述的低压差动放大器电路，其中所述的第一和第二晶体管的所述第二端分别耦接到所述第三和第四晶体管的所述第二端。前述的低压差动放大器电路，其中所述的第三和第四晶体管包括N沟道晶体管。前述的低压差动放大器电路，其中所述的第五晶体管的第二端耦接到所述第三和第四晶体管的所述第一端。前述的低压差动放大器电路，其中所述的第五晶体管包括一个N沟道晶体管，并且其所述的控制端耦接到所述电源电压线。前述的低压差动放大器电路，其中所述的电流路径包括耦接到所述第四晶体管的所述第二端的第六晶体管，其具有第一、第二控制端以及基底端；以及附加电流源，将所述第六晶体管耦接到所述参考电压源。前述的低压差动放大器电路，其中包括一个偏压信号输入，其耦接到所述第三、第四以及第六晶体管的基底接点。前述的低压差动放大器电路，其中所述的第六晶体管包括一个N沟道晶体管。前述的低压差动放大器电路，其中所述的附加电流源包括一个N沟道晶体管，该N沟道晶体管具有耦接到所述电源电压源的控制端。前述的低压差动放大器电路，其中所述的第六晶体管的所述控制端耦接到所述第四晶体管的所述控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压差动放大器电路，在其输出提供基本对称的电压转换以便响应提供于此的差动输入信号，其特征在于其包括：电流镜，耦接到电源电压源；差动对，用于接收耦接到所述电流镜的所述差动输入信号并且定义其之间的所述输出；电流源，用 于将所述差动对耦接到参考电压源；以及电流路径，耦接在所述电流镜的公共控制节点和所述参考电压源之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约翰D亥特利，
申请(专利权)人：茂德科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]