[发明专利]一种用于传感器的电流电压转换电路

说明书

一种用于传感器的电流电压转换电路，包括电流电压转换电路的输出端V_OUT和输入端I_IN；所述的输出端V_OUT和输入端I_IN之间连接有共源共栅输入级和源极跟随器；所述的共源共栅输入级偏置电路为辅助电压放大器；所述的共源共栅输入级共源晶体管漏极注入电流源。本发明由于共源共栅输入级的高增益，源极跟随器噪声可以忽略，使得放大器的噪声主要由第一级的共源共栅输入级的噪声决定。反馈跨阻的设计，电路可以实现高带宽；使得电路在同样带宽下，可以使用更大的电阻，有助于降低噪声；辅助电压放大器的设计，增大了共源共栅级中的共栅晶体管的等效跨导，降低了输入级的米勒效应；注入电流源的设计，增大了共源共栅级中的共源晶体管的跨导，降低了输入端噪声。

技术领域

本发明属于电流电压转换电路技术领域，涉及一种用于传感器的电流电压转换电路；具体涉及一种用于气体参数检测传感器的电流电压转换应用电路。

背景技术

常用的传感器系统中电流电压转换电路经常采用共栅放大电路实现，共栅放大电路具有输入阻抗小的优点，可以提高放大器速率。如图1所示为MOSFET实现的共栅前置放大器。忽略沟道长度调制、体效应等二次非理想效应的影响，等效输入阻抗在1/gm量级，gm为输入管的等效跨导，选择合适的偏置电流源，容易实现输入带宽的最大化。然而，这是以牺牲输出的电压摆幅为代价的，使得放大器的动态范围性能受限。

常见的气体参数检测传感器，其输出电流较小，所以对传感器应用电路的噪声性能要求较高。因此，传感器检测系统中的电流电压转换电路，采用共栅放大电路时，噪声性能都较差，不能达到高性能电流电压转换电路的低噪声性能要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种用于传感器的电流电压转换电路，能有效的解决上述问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种用于传感器的电流电压转换电路，包括电流电压转换电路的输出端V_OUT和输入端I_IN；所述的输出端V_OUT和输入端I_IN之间连接有共源共栅输入级和源极跟随器；所述的共源共栅输入级偏置电路,所述的偏置电路为一种辅助电压放大器,辅助电压放大器由晶体管M5和电阻R3构成。

进一步的，所述的共源共栅输入级由晶体管M1、M2和电阻R1组成；所述的源极跟随器由晶体管M3、M4和负载电阻R2组成。

进一步的，所述的晶体管M2和电阻R1并联有固定的直流电流源I₀，固定的直流电流源I₀与晶体管M1的漏极连接，将直流电流源I₀注入到晶体管M1中。

进一步的，所述晶体管M1的跨导大于晶体管M2的跨导，晶体管M1的尺寸为晶体管M2的50-55倍。

进一步的，所述的电流电压转换电路的输出端V_OUT和输入端I_IN之间并联有反馈跨阻R_F。

(三)有益效果

本发明提出的一种用于传感器的电流电压转换电路，与现有技术相比较，其具有以下有益效果：

(1)由于共源共栅输入级的高增益，源极跟随器噪声可以忽略，使得放大器的噪声主要由第一级的共源共栅输入级的噪声决定。

(2)反馈跨阻的设计，电路可以实现高带宽；使得电路在同样带宽下，可以使用更大的电阻，有助于降低噪声。