一种应用于GainBoost电路的辅助运放电路制造技术

本发明专利技术公开了一种应用于GainBoost电路的辅助运放电路，包括电流镜电路，电流镜电路包括输入端、第一输出端和第二输出端；偏置电路与电流镜电路的两个输出端相连，由电流镜电路为偏置电路中提供直流工作点；折叠输入电路包括三个并联的输入管、串联的第一尾电流管和第二尾电流管，各输入管的漏极与第一尾电流管的源极相连，其中一个输入管的源极与偏置电路相连，另外两个输入管的源极与cascode输出电路的输入端相连；第一尾电流管和第二尾电流管的栅极均与电流镜电路的第一输出端相连；cascode输出电路的电源端分别与电流镜电路的第一输出端和第二输出端相连，由电流镜电路为cascode输出电路中的对应的MOS管提供直流工作点。本发明专利技术能够减小面积和功耗，避免运放失调电压的影响。调电压的影响。调电压的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于GainBoost电路的辅助运放电路


[0001]本专利技术属于领域，具体涉及一种应用于GainBoost电路的辅助运放电路。

技术介绍

[0002]运算放大器是数模混合信号集成电路中十分关键的模块，尤其是在高速高精度模数转换器中，运放的增益、带宽、功耗、共模输出范围、失调电压、转换速率和稳定性直接决定着高速高精度模数转换器的性能，其中运放的增益和带宽更是决定了信号在高速高精度模数转换器中能否精确传递。单级运算放大器有着良好的频率特性，可以满足高速应用的需求，但其增益有限；多级运算放大器虽然有着非常高的增益，但由于带宽的限制，很难应用于高速电路之中。为同时获得高增益与高带宽以满足高性能电路的需求，增益自举(GainBoost)电路是目前最理想的解决方案。
[0003]图1所示是一种传统应用于GainBoost电路的NMOS管作输入管的辅助运放，图2所示是对应传统应用于GainBoost电路的PMOS管作输入管的辅助运放，均采用差分输入、差分输出的折叠共源共栅(cascode)结构。对于PMOS共源共栅管，其栅极偏置电压接近电源电压，因此，为保证辅助电路处于合适的直流工作点，通常选用NMOS管为输入管的辅助放大器。而对于NMOS共源共栅管，与PMOS结构不同的是，其栅极偏置电压接近于电路低电压，因此，通常选用POMS管为输入管的辅助放大器。这种结构的增益提升辅助放大器，优点是即使MOS管使用最小尺寸，也可以获得很高的直流增益。因此可以将主运放的单位增益带宽设计的很高，却不用担心增益的问题。缺点则是会有共模电压漂移问题，而额外增加共模反馈电路就一定会增大功耗或面积。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提出一种应用于GainBoost电路的辅助运放电路，既简化了电路结构，减小了面积和功耗，又可避免运放失调电压的影响。
[0005]为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种应用于GainBoost电路的辅助运放电路，其特征在于，包括：电流镜电路、偏置电路、折叠输入电路和cascode输出电路；
[0007]所述电流镜电路包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述输入端用于外接偏置电流；
[0008]所述偏置电路分别与所述电流镜电路的第一输出端和第二输出端相连，由所述电流镜电路为偏置电路中的对应的MOS管提供直流工作点；
[0009]所述折叠输入电路包括三个并联的输入管，以及串联的第一尾电流管和第二尾电流管，各输入管的漏极均与第一尾电流管的源极相连，其中一个输入管的源极与偏置电路相连，另外两个输入管的源极分别与所述cascode输出电路的输入端相连；所述第一尾电流管和第二尾电流管的栅极均与所述电流镜电路的第一输出端相连；
[0010]所述cascode输出电路的电源端分别与所述电流镜电路的第一输出端和第二输出
端相连，由所述电流镜电路为cascode输出电路中的对应的MOS管提供直流工作点。
[0011]可选地，所述电流镜电路为MOS型电流镜，包括NMOS管M18、NMOS管M19、NMOS管M20、PMOS管M21和PMOS管M22；
[0012]所述NMOS管M18与NMOS管M19串联，二者的栅极相连后与所述NMOS管M20的栅极相连，作为电流镜电路的第一输出端；所述NMOS管M18的源极与栅极相连后用于连接外部输入电流；
[0013]所述PMOS管M21和PMOS管M22串联，二者的栅极相连后与所述PMOS管M22的源极和所述NMOS管M20的源极相连，作为电流镜电路的第二输出端。
[0014]可选地，所述NMOS管M20的栅极设有滤波电容C。
[0015]可选地，所述滤波电容C采用MOS管搭建。
[0016]可选地，所述折叠输入电路包括：MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4和MOS管M5；
[0017]所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3作为输入管依次并联；所述MOS管M1的栅极用于接入外部电压信号，其源极与偏置电路相连；所述MOS管M2、MOS管M3的源极分别与所述cascode输出电路的输入端相连；
[0018]所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3的漏极相连后，与所述MOS管M4的源极相连；
[0019]作为第一尾电流管的MOS管M4与作为第二尾电流管的MOS管M5串联，二者的栅极均与所述电流镜电路的第一输出端相连，所述MOS管M5的漏极接地。
[0020]可选地，当输入端MOS管M2、MOS管M3栅极端的接入电压Vin
‑
、Vin+增大时，则流过MOS管M1的电流增大，流过MOS管M2、MOS管M3的电流减小。
[0021]可选地，所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、MOS管M5为PMOS管。
[0022]可选地，所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、MOS管M5为NMOS管。
[0023]可选地，所述偏置电路包括：PMOS管M6、PMOS管M7、NMOS管M8和NMOS管M9；
[0024]所述PMOS管M6、PMOS管M7串联，二者的栅极与所述电流镜电路的第二输出端相连；所述PMOS管M6的源极与PMOS管M7的漏极相连后与所述MOS管M1的源极相连；
[0025]所述PMOS管M6的漏极用于连接电源，所述PMOS管M7的源极与所述NMOS管M8的源极相连；
[0026]所述NMOS管M8的漏极与所述NMOS管M9的源极相连，所述NMOS管M9的漏极接地；所述NMOS管M8的栅极与所述电流镜电路的第一输出端相连；所述NMOS管M9的栅极与所述NMOS管M8的源极相连。
[0027]可选地，所述cascode输出电路包括：PMOS管M10、PMOS管M11、NMOS管M12、NMOS管M13、PMOS管M14、PMOS管M15、NMOS管M16和NMOS管M17；
[0028]所述PMOS管M10、PMOS管M11、NMOS管M12、NMOS管M13依次串联；
[0029]所述PMOS管M14、PMOS管M15、NMOS管M16和NMOS管M17依次串联；
[0030]所述PMOS管M10和PMOS管M14的栅极相连后与所述电流镜电路的第二输出端相连；
[0031]所述PMOS管M11和PMOS管M15的栅极相连后分别与所述电流镜电路的第二输出端和NMOS管M16、PMOS管M7的栅极相连；
[0032]所述NMOS管M12和NMOS管M16的栅极相连后与所述电流镜电路的第一输出端相连；
[0033]所述NMOS管M13和NMOS管M17的栅极相连后与所述NMOS管M9的栅极相连。
[0034]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0035]本专利技术中设计了电流镜电路，以实现对外部基准电流的精确复制和为偏置电路、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于GainBoost电路的辅助运放电路，其特征在于，包括：电流镜电路、偏置电路、折叠输入电路和cascode输出电路；所述电流镜电路包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述输入端用于外接偏置电流；所述偏置电路分别与所述电流镜电路的第一输出端和第二输出端相连，由所述电流镜电路为偏置电路中的对应的MOS管提供直流工作点；所述折叠输入电路包括三个并联的输入管，以及串联的第一尾电流管和第二尾电流管，各输入管的漏极均与第一尾电流管的源极相连，其中一个输入管的源极与偏置电路相连，另外两个输入管的源极分别与所述cascode输出电路的输入端相连；所述第一尾电流管和第二尾电流管的栅极均与所述电流镜电路的第一输出端相连；所述cascode输出电路的电源端分别与所述电流镜电路的第一输出端和第二输出端相连，由所述电流镜电路为cascode输出电路中的对应的MOS管提供直流工作点。2.根据权利要求1所述的一种应用于GainBoost电路的辅助运放电路，其特征在于：所述电流镜电路为MOS型电流镜，包括NMOS管M18、NMOS管M19、NMOS管M20、PMOS管M21和PMOS管M22；所述NMOS管M18与NMOS管M19串联，二者的栅极相连后与所述NMOS管M20的栅极相连，作为电流镜电路的第一输出端；所述NMOS管M18的源极与栅极相连后用于连接外部输入电流；所述PMOS管M21和PMOS管M22串联，二者的栅极相连后与所述PMOS管M22的源极和所述NMOS管M20的源极相连，作为电流镜电路的第二输出端。3.根据权利要求1所述的一种应用于GainBoost电路的辅助运放电路，其特征在于：所述NMOS管M20的栅极设有滤波电容C。4.根据权利要求3所述的一种应用于GainBoost电路的辅助运放电路，其特征在于：所述滤波电容C采用MOS管搭建。5.根据权利要求2所述的一种应用于GainBoost电路的辅助运放电路，其特征在于：所述折叠输入电路包括：MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4和MOS管M5；所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3作为输入管依次并联；所述MOS管M1的栅极用于接入外部电压信号，其源极与偏置电路相连；所述MOS管M2、MOS管M3的源极分别与所述cascode输出电路的输入端相连；所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3的漏极相连后，与所述MOS管M4的源极相连；作为第一尾电流管的MOS管M4与作为第二尾电流管的MOS管M5串联，二者的栅极均与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孟窈，龙善丽，唐兴刚，张紫乾，吴传奇，武凤芹，童紫平，贺克军，周健，
申请(专利权)人：中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心，
类型：发明
国别省市：