[发明专利]一种基于薄膜晶体管的自举结构放大器及芯片

说明书

本发明公开了一种基于薄膜晶体管的自举结构放大器及芯片，包括：输入电路、输出缓冲器以及若干个自举结构单元，自举结构单元包含薄膜晶体管和电容，薄膜晶体管的漏极和栅极均与同一电压节点连接，薄膜晶体管的源极与电容的一端连接，电容的另一端与输出信号节点连接，输出缓冲器由若干个薄膜晶体管的源极与漏极串联组成，输出缓冲器的两端分别连接输入电压节点和输出信号节点，每个自举结构单元中的薄膜晶体管的源极连接一个输出缓冲器中的薄膜晶体管的栅极，输入电路包括输入信号节点、输出信号节点和接地节点。本发明可以提高电路增益，结构简单，制造成本低。本发明可以广泛应用于集成电路领域。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种基于薄膜晶体管的自举结构放大器及芯片。

背景技术

TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)，制造成本低、透明性好以及可制作于柔性衬底上等优点，基于TFT工艺的高增益放大器在可穿戴电子设备、射频标签、以及生物传感器等领域具有广阔的应用前景。

TFT由于缺乏如CMOS商业化的器件模型以及完善的工艺库，使得TFT电路的设计和仿真迎来不小的挑战。此外，金属氧化物薄膜晶体管工艺通常只能制造n型器件，互补器件p型TFT的缺失，使得TFT电路在稳态时通常会存在较大的漏电流，进一步导致高增益宽带放大器电路的设计面临挑战。现有的基于TFT工艺放大器增益普遍不高，难以满足各领域不同场合下的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种基于薄膜晶体管的自举结构放大器及芯片。该发明电路结构简单，可以实现高增益。

第一方面，本发明提供一种基于薄膜晶体管的自举结构放大器，包括：输入电路、输出缓冲器以及若干个自举结构单元；所述自举结构单元包含薄膜晶体管和电容，所述薄膜晶体管的漏极和栅极均与同一电压节点连接，所述薄膜晶体管的源极与所述电容的一端连接，所述电容的另一端与输出信号节点连接；所述输出缓冲器由若干个薄膜晶体管串联组成，所述输出缓冲器的两端分别连接输入电压节点和输出信号节点；每个所述自举结构单元中的薄膜晶体管的源极连接一个所述输出缓冲器中的薄膜晶体管的栅极；所述输入电路包括输入信号节点、输出信号节点和接地节点。

优选地，所述薄膜晶体管均为n型薄膜晶体管。

优选地，所述自举结构单元中的薄膜晶体管工作时处于截止状态。

优选地，所述输入电路由共源共栅电路构成。

优选地，所述输入电路包含两个n型薄膜晶体管。

优选地，所述输入电路的两个n型薄膜晶体管工作时均处于饱和区。

优选地，所述放大器包含第一至第四自举结构单元；所述输出缓冲器包括4个薄膜晶体管。

优选地，基于薄膜晶体管的自举结构放大器的具体电路如下：

所述输入电路由第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管构成，所述第一薄膜晶体管的源极与接地节点连接，所述第一薄膜晶体管的漏极连接第二薄膜晶体管的源极，所述第二薄膜晶体管的漏连接所述输出信号节点，所述第一薄膜晶体管的栅极连接所述输入信号节点，所述第二薄膜晶体管的栅极连接偏置电压节点；

所述输出缓冲器由第三薄膜晶体管、第四薄膜晶体管、第五薄膜晶体管、第六薄膜晶体管构成，所述第六薄膜晶体管的漏接连接所述输入电压节点，所述第六薄膜晶体管的源极连接第五薄膜晶体管的漏极，所述第五薄膜晶体管的源极连接第四薄膜晶体管的漏极，所述的第四薄膜晶体管的源极连接第三薄膜晶体管的漏极，所述第三薄膜晶体管的源极连接所述输出信号节点；

第一自举结构单元由第七薄膜晶体管和第一电容构成；所述第七薄膜晶体管的漏极及栅极均连接第一偏置电压节点，所述第七薄膜晶体管的源极连接所述第三薄膜晶体管的栅极及第一电容的一端，所述第一电容的另一端连接所述输出信号节点；