[发明专利]差分放大器及其信号放大方法

权利要求书

1.一种差分放大器，包括：

第一放大器级，用于根据差分输入信号产生第一级差分输出信号；

偏置电路，耦接于所述第一放大器级和接地端之间，包括一偏置电流源和第一、第二控制晶体管，所述偏置电路用于通过所述偏置电流源提供的具有所需的静态电流电平的偏置电流，分别产生第一和第二电流，其中，所述第一控制晶体管和所述第二控制晶体管分别与所述偏置电流源中的第一晶体管和所述偏置电流源中的第二晶体管并联，并且所述第一控制晶体管和所述第二控制晶体管接地，所述偏置电流源中的第一晶体管和第二晶体管接地，所述第一和第二控制晶体管形成一差分对，所述差分对接收所述第一级差分输出信号；以及

第二放大器级，耦接于所述偏置电路，包括用于输出第二级差分输出信号的第一和第二输出放大器级，所述第一和第二输出放大器级的每一个包括推挽式晶体管以及镜像晶体管，所述推挽式晶体管包括相互串联且互补的一个推晶体管和一个挽晶体管，所述镜像晶体管耦接于所述推晶体管，所述镜像晶体管将所述第一和第二电流的其中一个镜像到所述推晶体管，且所述镜像后的电流用于偏置所述挽晶体管。

2.如权利要求1所述的差分放大器，进一步包括：

一电压共模反馈电路，耦接于所述第二放大器级和所述第一放大器级，用于通过将所述第二级差分输出信号的平均值与基准电压之间的差值反馈到所述第一放大器级，而调整所述第二级差分输出信号以匹配于所述基准电压；以及包括：

一基准电压产生电路，耦接于所述电压共模反馈电路，所述基准电压产生电路包括一复制电路，所述复制电路复制部分所述第一和第二放大器级，所述复制电路用于产生一复制的固定电压到所述电压共模反馈电路以作为所述基准电压。

3.如权利要求1所述的差分放大器，进一步包括：

一电压共模反馈电路，耦接于所述第二放大器级和所述第一放大器级，用于通过将所述第二级差分输出信号的平均值与基准电压之间的差值反馈到所述第一放大器级，来调整所述第二级差分输出信号以匹配于所述基准电压；以及包括：

一基准电压产生电路，耦接于所述电压共模反馈电路，所述基准电压产生电路包括一第三晶体管、一第一环馈(feed around)放大器以及一基准电流源，所述第一环馈放大器将所述第三晶体管的一第三漏极电压设置为一外部供应基准电压，所述基准电流源提供所述所需的静态电流到所述第三晶体管的第三漏极。

4.如权利要求3所述的差分放大器，其特征在于，所述偏置电路具体包括：

一第一电流反馈放大器，用于将所述第一和第二控制晶体管的漏极电压设置为所述第三晶体管的第三栅极电压，并输出一个电流共模控制信号；

一偏置晶体管，耦接于所述第一电流反馈放大器，用于根据所述电流共模控制信号提供电流偏置至所述第一和第二控制晶体管；以及

所述第一控制晶体管和所述第二控制晶体管；

其中，所述偏置晶体管包括所述第一晶体管和所述第二晶体管。

5.如权利要求1所述的差分放大器，其特征在于，所述第一晶体管和第二晶体管，分别用于输送所述所需的静态电流，以提供电流偏置到所述第一控制晶体管和第二控制晶体管。

6.如权利要求1所述的差分放大器，其特征在于，所述镜像晶体管与所述推晶体管的第一尺寸比为2:n，其中n是整数；和/或

所述第一和第二控制晶体管的其中一个与所述挽晶体管的第二尺寸比是1:n。