[发明专利]宽带高增益跨导放大器

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术，特别涉及集成电路。

背景技术

如图1所示，现有技术的整个跨导放大器由两级组成，以满足高增益、高带宽的要求。第一级采用套筒结构，并加入辅助放大器A以提高输出阻抗，从而提高增益；第二级采用共源放大结构以提高输出信号摆幅。第一级输出和第二级输入间加入了密勒补偿Rc、Cc以保证整个放大器有足够的相位裕度。该结构的放大器大量应用在高速、高精度模数转换器中。由于它采用了全差分结构，具有很高的共模抑制比，几乎不受共模噪声的影响。但是需要加入共模反馈电路CMFB以保证输出的共模信号处于稳定，从而稳定放大器的工作点。普通的开关电容型共模反馈是在第一级和第二级输出端分别各加入一个共模反馈电路，这样不仅电路复杂，需要加入两个基准电压，而且响应速度不快。

图2是传统开关电容型共模反馈的具体电路，其中Φ1和Φ2是受互补时钟信号控制的开关。设运放输出端K1、K2共模电压为Vcm；Ks端电压为Vs。在采样相Φ1＝“1”时，Cs被充电到Vb-Vcmf，Cc是采样电容，它采样了运放输出的共模电压VcmK1和K2是运放正负输出端，Vs是共模反馈调节电压，Ks接运放尾电流源管栅上如图1中Mn5和Mn6，Cc被充电到Vs-Vcm。当保持相时，即Φ2＝“1”时，Cc和Cs并联，进行电荷分享。根据电荷守衡，如果Vb-Vcmf≠Vs-Vcm，那么电荷分享后Cs上电压差就不等于Vb-Vcmf，再到下一个Φ1＝“1”的时，Cs又被充电到Vb-Vcmf，直到Cc两端电压差等于Vb-Vcmf为止。这样便达到共模反馈调节的作用。该共模反馈结构收敛需要多个时钟周期，响应不够快。另外，图1中每个“CMFB”需要两个基准信号Vb、Vcmf，整个运放就需要4个精确的基准电压，提高了电路设计的复杂度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有更快的响应速度、更高的增益和压摆率的跨导放大器。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，宽带高增益跨导放大器，包括第一级电路和第二级电路，第一级电路包含第一连接点、第二连接点、四个辅助放大器和第一尾电流管，第二级电路包含第三连接点、第四连接点和第二尾电流管，第一连接点和第二连接点分别通过第一电容电路连接到第一尾电流管的栅极；第三连接点和第四连接点分别通过第二电容电路连接到第二尾电流管的栅极；第一尾电流管的栅极通过第三开关连接到第二尾电流管的漏极；第三连接点通过第四开关连接到共模反馈放大器的正向输入端，第四连接点通过第五开关连接到共模反馈放大器的正向输入端，共模反馈放大器的输出端通过第六开关连接到第二尾电流管的漏极。

所述第一电容电路由第一电容、第二电容和第一开关构成，第一连接点通过第一电容连接到第一尾电流管的栅极，第二连接点通过第二电容连接到第一尾电流管的栅极，第一连接点和第二连接点通过第一开关连接；所述第二电容电路由第三电容、第四电容和第二开关构成，第三连接点通过第三电容连接到第二尾电流管的栅极，第四连接点通过第四电容连接到第二尾电流管的栅极，第三连接点和第四连接点通过第二开关连接。

所述四个辅助放大器包括两个结构相同的电流输入型单极放大器，每个电流输入型单极放大器由三个NMOS管构成；第一NMOS管的漏极接高电平，源极接第二NMOS管的漏极；第二NMOS管的源极为输入端；第二NMOS管的漏极还接第三NMOS管的栅极，第三NMOS管的源极接地，漏极接电流源，第三NMOS管的漏极还通过电容接地，同时，第三NMOS管的漏极为输出端。

本发明的有益效果是，本发明提出的新的开关电容型共模反馈环路，使得共模反馈得到了简化，响应速度更快。本发明的改进的辅助放大器，不仅使整个跨导放大器增益得到提高，同时提高了压摆率。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是采用传统开关电容共模反馈的宽带高增益运放的电路图。

图2是传统的开关电容型共模反馈电路图。

图3是本发明的电路图。

图4是本发明的反馈回路示意图。

图5是本发明的辅助放大器的电路图。

具体实施方式