一种提高差分对线性度的辅助电路和方法技术

本发明专利技术属于信号链以及放大器技术领域，本发明专利技术提供了一种提高差分对线性度的辅助电路，包括：电流补偿子电路，用于产生补偿电流；电流镜像子电路，与所述电流补偿子电路、差分子电路连接，用于镜像所述补偿电流叠加加入所述差分子电路的差分电流中，对所述差分子电路的差分电流进行补偿。本发明专利技术提出一种产生补偿电流的辅助电路，对差分对的尾电流的电流调节，通过额外产生一路电流去补偿差分对不产生谐波所缺失的电流，在差分对管工作在饱和区时可以抵消谐波分量，即使差分对管工作在亚阈值区也可以有效的提高线性度。可以有效的提高线性度。可以有效的提高线性度。

【技术实现步骤摘要】
一种提高差分对线性度的辅助电路和方法


[0001]本专利技术涉及信号链以及放大器
，特别是涉及一种提高差分对线性度的辅助电路和方法。

技术介绍

[0002]理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。谐波电流和谐波电压的出现，对公用电网是一种污染，它使用电设备所处的环境恶化，也对周围的能耐电力电子设备广泛应用以前，人们对谐波及其危害就进行过一些研究，并有一定认识，但那时谐波污染还没有引起足够的重视。近三四十年来，各种电力电子装置的迅速发展使得公用电网的谐波污染日趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发生，谐波危害的严重性才引起人们高度的关注。
[0003]传统差分对的输出差分电流会产生三阶、五阶等谐波分量，如何消除谐波分量成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种提高差分对线性度的辅助电路，能够解决上述问题。
[0005]本专利技术提供的技术方案如下：
[0006]在一些实施方式中，本专利技术提供一种提高差分对线性度的辅助电路，包括：
[0007]电流补偿子电路，用于产生补偿电流；
[0008]电流镜像子电路，与所述电流补偿子电路、差分子电路连接，用于镜像所述补偿电流叠加加入所述差分子电路的差分电流中，对所述差分子电路的差分电流进行补偿。
[0009]在一些实施方式中，所述差分子电路，包括：第一NMOS管、第二NMOS管、尾电流源；
[0010]所述第一NMOS管的源极与所述第二NMOS管的源极、所述尾电流源连接，所述第一NMOS管的漏极接入第一工作电流，所述第一NMOS管的栅极接入第一工作电压；
[0011]所述第二NMOS管的源极与所述第一NMOS管的源极、所述尾电流源连接，所述第二NMOS管的漏极接入第二工作电流，所述第二NMOS管的栅极接入第二工作电压；
[0012]所述尾电流源与所述电流补偿子电路、所述电流镜像子电路连接。
[0013]在一些实施方式中，所述电流补偿子电路，包括：第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、补偿电流源；
[0014]所述第三NMOS管的源极与所述第四NMOS管的源极、所述第五NMOS管的源极、所述补偿电流源连接；所述第三NMOS管的漏极与所述第四NMOS管的漏极、所述电流镜像子电路连接；所述第三NMOS管的栅极接入第一工作电压；
[0015]所述第四NMOS管的源极与所述第五NMOS管的源极、所述补偿电流源连接；所述第四NMOS管的漏极与所述电流镜像子电路连接；所述第四NMOS管的栅极接入第二工作电压；
[0016]所述第五NMOS管的源极与所述补偿电流源连接；所述第五NMOS管的漏极与所述电流镜像子电路连接；所述第五NMOS管的栅极接入第三工作电压；
[0017]其中，所述第三工作电压＝(第一工作电压+第二工作电压)/2。
[0018]在一些实施方式中，所述电流镜像子电路包括第一镜像单元，所述第一镜像单元包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管；
[0019]所述第一PMOS管的源极与所述第二PMOS管的源极、所述第三PMOS管的源极连接；所述第一PMOS管的漏极与所述第三NMOS管的漏极、所述第四NMOS管的漏极、所述第一PMOS管的栅极连接，所述第一PMOS管的栅极与所述第三PMOS管的栅极连接；
[0020]所述第二PMOS管的源极与所述第一PMOS管的源极、所述第三PMOS管的源极连接，所述第二PMOS管的漏极与所述第五NMOS管的漏极、所述第二PMOS管的栅极连接，所述第二PMOS管的栅极与所述第五NMOS管的漏极连接；
[0021]所述第三PMOS管的源极与所述第一PMOS管的源极、所述第二PMOS管的源极连接，所述第三PMOS管的漏极与第六NMOS管的栅极连接。
[0022]在一些实施方式中，所述电流镜像子电路包括第二镜像单元，所述第二镜像单元包括第六NMOS管、第七NMOS管；
[0023]所述第六NMOS管的源极与所述补偿电流源、所述差分子电路、所述第七NMOS管的源极连接；所述第六NMOS管的漏极与所述差分子电路连接；所述第六NMOS管的栅极与所述第七NMOS管的栅极、所述第三PMOS管的漏极连接；
[0024]所述第七NMOS管的源极还与所述补偿电流源连接；所述第七NMOS管的漏极与所述第三PMOS管的漏极连接。
[0025]在一些实施方式中，包括：
[0026]所述第三NMOS管的电流为I
MN3
：：
[0027]所述第四NMOS管的电流为I
MN4
：：
[0028]所述第五NMOS管的电流为I
MN5
：I
MN5
＝k*β*(Vcm
‑
Vth
‑
VS2)2；
[0029]得
[0030]其中，其中，Iss为尾电流源电流的两倍；Ix为电流补偿电路中第一PMOS管电流；Vm为差分输入正弦波信号幅度；Vth为NMOS管的阈值电压；Vcm为输入信号公模电压；其中u
n
为NMOS管载流子迁移率，C
ox
为单位面积的栅氧化层电容；W为第一NMOS管与第二NMOS管的宽度；L为第一NMOS管与第二NMOS管的长度；ω为输入差分信号角频率，t为时间，k为第七NMOS管和第六NMOS管的个数比，VS2为第三NMOS管，第四NMOS管，第五NMOS管源极电位；
[0031]所述第六NMOS管和所述第七NMOS管将所述电流补偿子电路产生的补偿电流以1/k倍镜像叠加加入尾电流源。
[0032]在一些实施方式中，包括：
[0033]将所述补偿电流叠加加入尾电流源后，差分子电路的尾电流变为：
[0034][0035]其中，所述第一工作电流Id1为：
[0036][0037]其中，所述第二工作电流Id2为：
[0038][0039]则：
[0040][0041]与所述尾电流和补偿电流之和相同，则得到不产生谐波分量的输出差分电流：
[0042]Id1
‑
Id2＝β*Vm*cosωt*Vdsat；
[0043]其中，Iadd为补偿电流即第六NMOS管的电流；Vs1为第一NMOS管与第二NMOS管源端电位；Vdsat为第一NMOS管与第二NMOS管的过驱动电压。
[0044]在一些实施方式中，本专利技术提供一种提高差分对线性度的方法，应用于所述的提高差分对线性度的辅助电路，包括：
[0045]计算所述辅助电路的差分子电路中差分对工作在饱和区时的工作电流；
[0046]基于所述差分对工作在饱和区时的工作电流，计算出抵消所述差分对产生谐波分量的电流差；
[0047]根据所述抵消所述差分对产生谐波分量的电流差，设计提高差分对线性度的辅助电路。
[0048]在一些实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高差分对线性度的辅助电路，其特征在于，包括：电流补偿子电路，用于产生补偿电流；电流镜像子电路，与所述电流补偿子电路、差分子电路连接，用于镜像所述补偿电流叠加加入所述差分子电路的差分电流中，对所述差分子电路的差分电流进行补偿。2.根据权利要求1所述的一种提高差分对线性度的辅助电路，其特征在于，所述差分子电路，包括：第一NMOS管、第二NMOS管、尾电流源；所述第一NMOS管的源极与所述第二NMOS管的源极、所述尾电流源连接，所述第一NMOS管的漏极接入第一工作电流，所述第一NMOS管的栅极接入第一工作电压；所述第二NMOS管的源极与所述第一NMOS管的源极、所述尾电流源连接，所述第二NMOS管的漏极接入第二工作电流，所述第二NMOS管的栅极接入第二工作电压；所述尾电流源与所述电流补偿子电路、所述电流镜像子电路连接。3.根据权利要求2所述的一种提高差分对线性度的辅助电路，其特征在于，所述电流补偿子电路，包括：第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、补偿电流源；所述第三NMOS管的源极与所述第四NMOS管的源极、所述第五NMOS管的源极、所述补偿电流源连接；所述第三NMOS管的漏极与所述第四NMOS管的漏极、所述电流镜像子电路连接；所述第三NMOS管的栅极接入第一工作电压；所述第四NMOS管的源极与所述第五NMOS管的源极、所述补偿电流源连接；所述第四NMOS管的漏极与所述电流镜像子电路连接；所述第四NMOS管的栅极接入第二工作电压；所述第五NMOS管的源极与所述补偿电流源连接；所述第五NMOS管的漏极与所述电流镜像子电路连接；所述第五NMOS管的栅极接入第三工作电压；其中，所述第三工作电压＝(第一工作电压+第二工作电压)/2。4.根据权利要求3所述的一种提高差分对线性度的辅助电路，其特征在于，所述电流镜像子电路包括第一镜像单元，所述第一镜像单元包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管；所述第一PMOS管的源极与所述第二PMOS管的源极、所述第三PMOS管的源极连接；所述第一PMOS管的漏极与所述第三NMOS管的漏极、所述第四NMOS管的漏极、所述第一PMOS管的栅极连接，所述第一PMOS管的栅极与所述第三PMOS管的栅极连接；所述第二PMOS管的源极与所述第一PMOS管的源极、所述第三PMOS管的源极连接，所述第二PMOS管的漏极与所述第五NMOS管的漏极、所述第二PMOS管的栅极连接，所述第二PMOS管的栅极与所述第五NMOS管的漏极连接；所述第三PMOS管的源极与所述第一PMOS管的源极、所述第二PMOS管的源极连接，所述第三PMOS管的漏极与第六NMOS管的栅极连接。5.根据权利要求4所述的一种提高差分对线性度的辅助电路，其特征在于，所述电流镜像子电路包括第二镜像单元，所述第二镜像单元包括第六NMOS管、第七NMOS管；所述第六NMOS管的源极与所述补偿电流源、所述差分子电路、所述第七NMOS管的源极连接；所述第六NMOS管的漏极与所述差分子电路连接；所述第六NMOS管的栅极与所述第七NMOS管的栅极、所述第三PMOS管的漏极连接；所述第七NMOS管的源极还与所述补偿电流源连接；所述第七NMOS管的漏极与所述第三PMOS管的漏极连接。
6.根据权利要求5所述的一种提高差分对线性度的辅助电路，其特征在于，包括：所述第三NMOS管的电流I
M...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛锐，
申请(专利权)人：荣湃半导体上海有限公司，
类型：发明
国别省市：