[发明专利]用于获得跨导放大器的增益线性变化的驱动方法和相对应的驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于获得跨导放大器的线性增益变化的驱动方法。

本发明进一步涉及一种用于跨导放大器的驱动电路，该跨导放大器为包括至少一个晶体管差分单元的类型，并且仅为简化本发明的描述而参考应用领域进行以下描述。

背景技术

如已知的，为了进行例如电流驱动，跨导放大器被广泛使用，这是能够接收输入电压并且提供实质上与所接收的输入电压成比例的输出电流的设备。

跨导放大器本质上包括具有镜像负载和适当偏置的差分对，特别是双极或场效应晶体管(JFET和MOSFET)。

图1中示出了跨导放大器的简化视图，其总体上以附图标记1所指示。

特别地，放大器1包括第一晶体管T1和第二晶体管T2，在该示例中为双极晶体管，插入在镜像负载块2和偏置块3之间，该镜像负载块2进而连接至第一电压参考，特别是正电源VDD，偏置块3进而连接至第二电压参考，特别是负电源VSS。

更特别地，第一双极晶体管T1插入在第一镜像电路节点XS1和第一负反馈电路节点XD1之间，并且具有连接到输入端子IN的控制端子或基极，而第二双极晶体管T2插入在第二镜像电路节点XS2和第二负反馈电路节点XD2之间，并且具有连接到特别为接地GND的又一电压参考的控制端子或基极，第二镜像电路节点XS2进一步连接到放大器1的输出端子OUT。

此外，镜像负载块2包括第一镜像晶体管MS1，其插入在第一正电源电压参考VDD和第一镜像电路节点XS1之间并且具有控制端子或栅极，该第一镜像晶体管MS1二极管连接(diode-connected)到第一镜像电路节点XS1以及第二镜像晶体管MS2的控制端子或栅极，该第二镜像晶体管MS2插入在第一正电源电压参考VDD和第二镜像电路节点XS2之间，也就是说，至放大器1的输出端子OUT。

此外，偏置块3包括第一偏置晶体管MB1，其插入在第一负反馈电路节点XD1和第二负电源电压参考VSS之间并且具有连接到偏置端子XB并连接到第二偏置晶体管MB2的控制端子或栅极的控制端子或栅极，第一偏置晶体管MB1从该偏置端子XB接收偏置电压Vbias，上述第二偏置晶体管MB2进而插入在第二负反馈电路节点XD2和第二负电源电压参考VSS之间。该偏置电压Vbias施加在偏置晶体管MB1和MB2中流动的期望电流，并且该电流取决于放大器1意在的应用类型。

放大器1进一步包括插入在第一负反馈电路节点XD1和第二负反馈电路节点XD2之间的负反馈电阻Rdeg，以及与负反馈电阻Rdeg并联插入在第一负反馈电路节点XD1和第二负反馈电路节点XD2之间的负反馈驱动晶体管MD，并且负反馈驱动晶体管MD具有连接到栅极驱动端子XG并且从那里接收栅极驱动电压Vtgc的控制端子或栅极。

特别地，负反馈驱动晶体管MD允许修改放大器1的等效电阻或负反馈电阻并且相应地改变跨导增益。

更具体地，当负反馈驱动晶体管MD加电时，其电阻值Ron相对于与之并联的负反馈电阻Rdeg占据优势。特别地，驱动晶体管MD的导通电阻值Ron通常等于负反馈电阻Rdeg的值的1/100，它们的并联连接允许在负反馈驱动晶体管MD导通时获得放大器1的高跨导增益。另一方面，当负反馈驱动晶体管MD截止时，负反馈电阻Rdeg占据优势并且建立了放大器1的跨导增益。

然而，虽然图1所示的放大器结构由栅极驱动电压Vtgc所控制，其通过修改负反馈驱动晶体管MD的等效电阻来修改其负反馈电阻，但是这在栅极驱动电压Vtgc和放大器1的跨导增益gm之间表现出高度非线性的联系。实际上，线性地移动栅极驱动电压Vtgc，负反馈驱动晶体管MD的等效电阻以非线性的方式变化，并且因此放大器1的跨导增益存在整体非线性的变化。

本发明的技术问题在于提供一种具有如下功能和结构特征的跨导放大器的驱动方法，这种功能和结构允许在控制电压和放大器自身的跨导增益之间获得线性联系，因此克服仍然对根据现有技术所制造的放大器有所影响的限制和缺陷。

发明内容

基于本发明的解决方案的思想是使用放大器自身的基本差分单元的拷贝来向要施加至跨导放大器的负反馈晶体管的控制电压提供一种控制回路，以便生成与这样的跨导成比例的电流，由此对放大器自身的跨导增益的非线性变化进行补偿。

基于该解决方案的思想，该技术问题通过一种利用跨导放大器的负反馈驱动晶体管的驱动电压值的调整获得所述跨导放大器的线性增益变化的驱动方法而得以解决，该跨导放大器为包括至少一个差分晶体管单元的类型，其特征在于，其包括以下步骤：