[发明专利]具有高速共模反馈的差分放大器

说明书

技术领域

本发明涉及差分放大器，且更特定地说涉及一种具有高速共模反馈的差分放大器。

背景技术

差分放大器是放大差分输入信号的熟知电路。差分放大器用于许多应用且具有多种优点，例如与单端放大器相比，对电源噪声具有免疫力，且动态范围是单端放大器的两倍高。在一个应用中，差分放大器用于开关电容器电路中。

放大开关电容器电路的输出的一个问题是，许多开关断开及闭合，且此类断开及闭合的开关可在输出中造成强而突然的短脉冲干扰(glitch)，其中例如逻辑高信号瞬间下降到逻辑低信号。短脉冲干扰将共模分量引入到自开关电容器电路输出的信号中，所述短脉冲干扰可实质上限制差分放大器的性能。结果，需要一种可减小短脉冲干扰对自开关电容器电路输出的信号的影响的差分放大器。

发明内容

本发明提供一种减小共模波动的影响的差分放大器。本发明的差分放大器包含：差分对级，其用于接收一对输入差分信号且放大所述对输入差分信号以在一对放大器级输出处形成一对经放大差分信号。差分放大器还包含驱动器级，其响应于所述对经放大差分信号而驱动一对输出差分信号。驱动器级连接到差分对级。此外，差分放大器包含连接到差分对级及驱动器级的共模反馈级。共模反馈级包含RC感测电路，其响应于所述对输出差分信号而产生经测量共模电压。共模反馈级还包含差分对电路，其响应于经测量共模电压的量值与参考共模电压的量值之间的差而改变第一差分对电流及第二差分对电流。差分对电路连接到RC感测电路。此外，共模反馈级包含控制电路，其用于汲取差分对电流的第一部分且响应于第一差分对电流的第一部分的量值而改变所述对输出差分信号。控制电路连接到驱动器级及差分对电路的。此外，共模反馈电路包含下拉电路，其在经测量共模电压及参考共模电压的量值相等时汲取第一差分对电流的第二部分。下拉电路用于在经测量共模电压的量值大于参考共模电压的量值时减小由控制电路汲取的第一差分对电流的第一部分且增加由下拉电路汲取的第一差分对电流的第二部分。下拉电路连接到控制电路。

本发明的替代实施例的差分放大器包含差分对级，其具有第一输入晶体管、第二输入晶体管及连接到第一及第二输入晶体管的尾电流晶体管。第一及第二输入晶体管用于接收一对输入差分信号且放大所述对输入差分信号以在一对放大器级输出处形成一对经放大差分信号。差分放大器还包含共模反馈电路，其响应于由所述对输入差分信号的共模分量引起的经放大差分信号的增加而上拉输入到尾电流晶体管的电压，且响应于由所述对输入差分信号的共模分量引起的经放大差分信号的降低而下拉输入到尾电流晶体管的电压。共模反馈电路连接到尾电流晶体管及所述对放大器级输出。差分放大器进一步包含驱动器级，其响应于所述对经放大差分信号而驱动一对输出差分信号。驱动器级连接到差分对级。此外，差分放大器包含连接到差分对级及驱动器级的共模反馈级。共模反馈级包含RC感测电路，其响应于所述对输出差分信号而产生经测量共模电压。共模反馈级还包含差分对电路，其响应于经测量共模电压的量值与参考共模电压的量值之间的差而改变第一差分对电流及第二差分对电流。差分对电路连接到RC感测电路。此外，共模反馈级包含控制电路，其响应于第一差分对电流的量值而改变所述对输出差分信号。控制电路连接到驱动器级及差分对电路。

本发明还包含一种操作差分放大器的方法。所述方法包含接收一对输入差分信号且放大所述对输入差分信号以在一对放大器级输出处形成一对经放大差分信号。所述方法还包含响应于所述对经放大差分信号而驱动一对输出差分信号。此外，所述方法包含响应于所述对输出差分信号而产生经测量共模电压，及响应于经测量共模电压的量值与参考共模电压的量值之间的差而改变第一差分对电流及第二差分对电流。此外，所述方法包含当经测量共模电压及参考共模电压的量值相等时汲取第一差分对电流的第一部分及第二部分。所述方法还包含当经测量共模电压的量值大于参考共模电压的量值时增加所汲取的第一差分对电流的第一部分且减小所汲取的第一差分对电流的第二部分。所述方法进一步包含响应于第一差分对电流的第一部分的量值而改变所述对输出差分信号。

通过参考以下详述及陈述其中使用本发明的原理的说明性实施例的附图，将获得对本发明的特征及优点的更好理解。

附图说明

图1是说明根据本发明的差分放大器100的实例的示意图。

具体实施方式