專利名稱：米勒補(bǔ)償放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種頻率補(bǔ)償電路，特別是有關(guān)于一種具有補(bǔ)償電容的電路。
背景技術(shù)：
通過補(bǔ)償增加的相位邊界值(phase margin)可以改善電路回授(circuitfeedback)的穩(wěn)定性。一種眾所皆知用以改善相位邊界值的方法為利用米勒效應(yīng)(Miller Effect)在與增益級(jí)(gain stage)平行處加入米勒補(bǔ)償電容，例如設(shè)置于兩級(jí)放大器電路的輸出級(jí)。在眾所皆知且期望的極點(diǎn)分離現(xiàn)象中(polesplitting phenomenon)的設(shè)定結(jié)果(configuration result)有助于使電路中實(shí)體電容的有效電容值呈倍數(shù)的增加。由R.Gray and Robert G.Meyer于1993年在John Wiley & Sons，Inc.，New York所發(fā)行的“模擬電路的分析與設(shè)計(jì)第三版”的第九章(特別是第607-623頁)中揭露了利用米勒補(bǔ)償電容作為放大器電路的補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)背景。
在美國專利第6084475號(hào)中揭露一補(bǔ)償放大器，用以將施加至輸入節(jié)點(diǎn)的輸入信號(hào)放大而在放大器輸出節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生輸出信號(hào)。如圖1所示，補(bǔ)償放大器100包括第一放大級(jí)110、第二放大級(jí)120、第三放大級(jí)130以及電容C。第一放大級(jí)110具有作為輸入端的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)以及第一級(jí)輸出節(jié)點(diǎn)。第二放大級(jí)120具有作為輸入端的放大器輸入節(jié)點(diǎn)IN以及第二級(jí)輸出節(jié)點(diǎn)。第三放大級(jí)130具有耦接至第一級(jí)輸出節(jié)點(diǎn)以及第二級(jí)輸出節(jié)點(diǎn)的第三級(jí)輸入節(jié)點(diǎn)，并且在放大器輸出節(jié)點(diǎn)OUT輸出一輸出信號(hào)。電容C耦接于放大器輸出節(jié)點(diǎn)OUT與內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間。通過將電容C以這樣的方式電性連接，流經(jīng)電容C的回授電流在到達(dá)高阻抗節(jié)點(diǎn)之前通過第二放大級(jí)120而被放大。在高阻抗節(jié)點(diǎn)處所引起的有效負(fù)載電容也會(huì)被放大。圖1所示的以虛線表示的箭頭為補(bǔ)償放大器的主要信號(hào)路徑。主要信號(hào)是由第二放大級(jí)120接收并通過第三放大級(jí)130而放大。然而，補(bǔ)償放大器的增益與頻寬的乘積隨著電容的放大的增加而降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，為提供一種米勒補(bǔ)償放大器，在增加米勒補(bǔ)償電容使放大器的極點(diǎn)分離，以增加負(fù)回授回路的穩(wěn)定度的同時(shí)，可使放大器的gain-bandwidth product保持不變，而不致造成放大器在頻寬上的犧牲。
有鑒于此，本發(fā)明提供一種米勒補(bǔ)償放大器，具有放大器輸入對(duì)以及放大器輸出端，包括第一增益級(jí)、第二增益級(jí)、第三增益級(jí)以及一電容。第一增益級(jí)具有作為第一增益級(jí)輸入端的放大器輸入端以及第一增益級(jí)輸出端。第二增益級(jí)具有耦接至第一增益級(jí)輸出端的第二增益級(jí)輸入端以及第二增益級(jí)輸出端。第三增益級(jí)具有耦接至第二增益級(jí)輸出端的第三增益級(jí)輸入端，并且在放大器輸出端產(chǎn)生輸出電壓。一電容耦接于放大器輸出端與第二增益級(jí)輸入端之間。第二增益級(jí)是將接收電流的小信號(hào)部分放大第一增益，并將DC部分放大第二增益。
再者，本發(fā)明提供一種米勒補(bǔ)償放大器用以放大差動(dòng)輸入信號(hào)而產(chǎn)生輸出信號(hào)，包括差動(dòng)放大器、偏壓電流源、金氧半晶體管對(duì)、第一電流鏡包括第一與第二金氧半晶體管、第二電流鏡包括第三與第四金氧半晶體管、第五與第六金氧半晶體管、第三電流鏡、第七金氧半晶體管、電流源以及電容。差動(dòng)放大器是在其輸出對(duì)處將差動(dòng)輸入信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換為差動(dòng)輸出電流。偏壓電流源是提供偏壓電流至差動(dòng)放大器。金氧半晶體管的漏極是交互耦接至輸出對(duì)。第一與第二電流鏡是耦接至輸出對(duì)。第一與第三金氧半晶體管分別以二極管架構(gòu)連接。第一與第二金氧半晶體管具有共同柵極連接點(diǎn)。第三與第四金氧半晶體管也具有共同柵極連接點(diǎn)。第五與第六金氧半晶體管分別串接至第二與第四金氧半晶體管。第三電流鏡提供電流至第五與第六金氧半晶體管。第七金氧半晶體管具有耦接至第五與第六金氧半晶體管的一者的柵極，以及電性連接至電壓源的源極。電流源提供電流至第七金氧半晶體管的漏極。電容耦接于第七金氧半晶體管的漏極與第一以及第二電流鏡的一者的共同柵極連接點(diǎn)之間。


圖1顯示在美國專利第6,084,475號(hào)中所揭露的補(bǔ)償放大器的方塊圖。
圖2顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的米勒補(bǔ)償放大器的方塊圖。
圖3A顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的米勒補(bǔ)償放大器的示意圖。
圖3B顯示圖3A所示的米勒補(bǔ)償放大器的變形。
圖4A顯示圖3A所示的米勒補(bǔ)償放大器的另一種變形。
圖4B顯示圖4A所示的米勒補(bǔ)償放大器的變形。
圖5顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的具有系數(shù)K為1、2、4以及8的米勒補(bǔ)償放大器的頻率響應(yīng)。
圖6顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的具有系數(shù)K為1、2、4以及8的米勒補(bǔ)償放大器的相位邊界值。
主要組件符號(hào)說明100～補(bǔ)償放大器 110、120、130～放大級(jí)200～米勒補(bǔ)償放大器 CL～負(fù)載電容210、220、230、310、320、330～增益級(jí)301、301’～放大器輸入對(duì) K～系數(shù)C、C’、C1～電容 IN～放大器輸入節(jié)點(diǎn)OUT～放大器輸出節(jié)點(diǎn) RL～負(fù)載電阻I、I’～電流鏡對(duì)B、B’、D、D’～半電路303、303’～放大器輸出端313、313’、321、321’、323、323’、331、331’～輸出對(duì)i1、i1’、i2、i2’、i3、i3’、i4、i4’～電流對(duì)
P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7～PMOS晶體管N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8、N9、N10～NMOS晶體管具體實(shí)施方式
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，詳細(xì)說明如下。
實(shí)施例圖2顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的米勒補(bǔ)償放大器(Miller-compensatedamplifier)。米勒補(bǔ)償放大器200具有放大器輸入端IN以及放大器輸出端OUT，包括第一增益級(jí)210、第二增益級(jí)220、第三增益級(jí)230以及一電容C。第一增益級(jí)210具有作為第一增益級(jí)輸入端的放大器輸入端IN以及第一增益級(jí)輸出端213。第二增益級(jí)220具有耦接至第一增益級(jí)輸出端213的第二增益級(jí)輸入端221以及第二增益級(jí)輸出端223。第三增益級(jí)230具有耦接至第二增益級(jí)輸出端223的第三增益級(jí)輸入端231，并且在放大器輸出端OUT產(chǎn)生輸出端壓。電容C耦接于放大器輸出端OUT與第二增益級(jí)輸入端221之間。第二增益級(jí)220將接收到的部分電流i的小信號(hào)部分放大第一增益，并將第二增益級(jí)220的DC部分放大第二增益。第一增益較佳為大于1，而第二增益較佳為大體(substantially)等于1。圖2中以虛線表示的箭號(hào)為米勒補(bǔ)償放大器的主要信號(hào)路徑。主要信號(hào)是由第一增益級(jí)210接收，并且傳送至第二增益級(jí)220。接下來，第三增益級(jí)230接收來自第二增益級(jí)220的主要信號(hào)，并在放大器輸出端OUT產(chǎn)生輸出信號(hào)。
圖3A顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的米勒補(bǔ)償放大器的示意圖。米勒補(bǔ)償放大器具有放大器輸入對(duì)301與301’以及放大器輸出303，包括第一增益級(jí)310、第二增益級(jí)320、第三增益級(jí)330以及電容C。如圖3A所示，第一增益級(jí)310為共源差動(dòng)放大器(common-source differential amplifier)，包括PMOS晶體管P1與P2，其電流源電性連接至電壓源。PMOS晶體管P1與P2具有共源連接點(diǎn)。電流源本身是PMOS晶體管P3。PMOS晶體管P3的源極與漏極分別電性連接至電壓源以及共源連接點(diǎn)。放大器輸入對(duì)301與301’也為第一增益級(jí)310的第一輸入對(duì)。第一增益級(jí)310接收輸入電壓對(duì)，并將其于第一輸出對(duì)313與313’處轉(zhuǎn)換為第一電流對(duì)i1與i1’。
在圖3A中，第二增益級(jí)320包括電流鏡對(duì)(current mirror pair)，而電流鏡對(duì)包括分別耦接至第一輸出對(duì)313與313’的一者的第一與第二電流鏡。第一電流鏡包括NMOS晶體管N1與N2。第二電流鏡包括NMOS晶體管N3與N4。NMOS晶體管N1與N3為具有漏極與柵極接在一起的二極管形式的晶體管(diode-connected transistor)。NMOS晶體管N1與N3的漏極作為電性連接至第一輸出對(duì)313與313’的第二輸入對(duì)321與321’。NMOS晶體管N2與N4分別具有與第一以及第三NMOS晶體管N1與N3共柵的連接點(diǎn)。流經(jīng)NMOS晶體管N1與N3的第二電流對(duì)i2與i2’被映射而于NMOS晶體管N2與N4的漏極處產(chǎn)生第三電流對(duì)i3與i3’，其也可視為第二輸出對(duì)323與323’。再者，第二增益級(jí)320還可包括分別耦接至第二輸入對(duì)321與321’的電流源對(duì)I與I’，該電流源對(duì)將電流流出(source from)上述第二增益級(jí)，或者提供電流流入(sink to)上述第二增益級(jí)。第二增益級(jí)320將第二電流對(duì)i2與i2’的小信號(hào)部分放大第一增益而產(chǎn)生第三電流對(duì)i3與i3’的小信號(hào)部分，且第二電流對(duì)i2與i2’的DC部分被放大第二增益而產(chǎn)生第三電流對(duì)i3與i3’的DC部分。第一增益較佳為大于1，而第二增益較佳為大體等于1。
在圖3A中，第三增益級(jí)330包括NMOS晶體管N5與N6、PMOS晶體管P6以及NMOS晶體管N7。NMOS晶體管N5與N6分別串接至NMOS晶體管N2與N4。流經(jīng)NMOS晶體管N2與N4的第三電流對(duì)i3與i3’也流經(jīng)NMOS晶體管N5與N6。NMOS晶體管N5與N6的源極被視為第三輸入對(duì)331與331’。第三電流鏡耦接并且提供電流至NMOS晶體管N5與N6的漏極。第三電流鏡包括PMOS晶體管P4與P5，其中PMOS晶體管P4與P5具有耦接至電壓源的源極，彼此電性連接的柵極以及電性連接至NMOS晶體管N5與N6的漏極。第三電流鏡也可以為一串聯(lián)電流鏡或是其它種類的電流鏡。PMOS晶體管P6與NMOS晶體管N7的源極分別電性連接至電壓源與接地點(diǎn)。PMOS晶體管P6與NMOS晶體管N7的漏極為電性連接并且作為放大器輸出端303。PMOS晶體管P6的柵極耦接至NMOS晶體管N5與N6的漏極之一者。第三增益級(jí)330將第三電流對(duì)i3與i3’轉(zhuǎn)換為輸出電壓。電容C耦接于放大器輸出端303與第二增益級(jí)輸入對(duì)321與321’之一者之間。在此實(shí)施例中，第二電流對(duì)i2與i2’的一者為第一電流對(duì)i1與i1’的一者與第四電流i4(i2＝i1+i4)之和，第二電流對(duì)i2與i2’的另一者相當(dāng)于第一電流對(duì)i1與i1’(i2’＝i1’)的另一者，其中第四電流i4是流經(jīng)電容C。
圖3A所示的米勒補(bǔ)償放大器的轉(zhuǎn)換函式為v0vi=12gmP1gmN2gmP6+12gmP2gmP6gmN4gmN3(gmN3+sC)-12gmP1sC(1roP5+sC1)(gmN1+sC)(1RL+s(CL+C))(1roP5+sC1)-s2C2(1roP5+sC1)+sCgmN2gmP6.]]>gmN1、gmN2、gmN3、gmN4、gmP1、gmP2以及gmP6分別為NMOS晶體管N1/N2/N3/N4以及PMOS晶體管P1.P2/P6的跨導(dǎo)(trnasconductance)。roP5為PMOS晶體管P5的輸出電阻。C1為位于PMOS晶體管P6的柵極處的寄生電容。RL與CL為分別耦接至放大器輸出端303的負(fù)載電阻與負(fù)載電容。從轉(zhuǎn)換函式中可得知米勒補(bǔ)償放大器為具有三個(gè)極點(diǎn)以及兩個(gè)零點(diǎn)的系統(tǒng)。gmN1通常會(huì)被設(shè)計(jì)為等于gmN3，而gmN2通常會(huì)被設(shè)計(jì)為等于gmN4。當(dāng)電流增益gmN4/gmN3＝K時(shí)，極點(diǎn)與零點(diǎn)表達(dá)為p1=1KgmP6RLCroP5;]]>p2≈KgmP6CC1CL;]]>p3=gmN1C;]]>z1=-KgmP6C1;]]>
z2=2gmN3C.]]>僅通過增加轉(zhuǎn)換函式中的系數(shù)K即可使非主要極點(diǎn)p2與右手系平面(right handed plane，RHP)零點(diǎn)z1增加，因而依次改善米勒補(bǔ)償放大器的穩(wěn)定性。此外，由于DC增益Adc正比于系數(shù)K，且主要極點(diǎn)p1反比于系數(shù)K，DC增益Adc與主要極點(diǎn)p1的乘積并不會(huì)隨著系數(shù)K而改變。換言之，增益頻寬乘積并不會(huì)因穩(wěn)定性的考慮而被犧牲。
事實(shí)上，僅調(diào)整轉(zhuǎn)換函式的系數(shù)K而不改變其它參數(shù)可通過修改gmN1、gmN3、I以及I’而實(shí)現(xiàn)。減少gmN1與gmN3可增加系數(shù)K。然而，流經(jīng)NMOS晶體管N2與N4的DC電流應(yīng)該保持常數(shù)，如此一來有關(guān)于MOS晶體管N2、N4以及P5的小信號(hào)參數(shù)則可維持不變。因此，增加I與I’而使流經(jīng)NMOS晶體管N2與N4的DC電流維持不變。
圖3B顯示圖3A所示的米勒補(bǔ)償放大器的變形，其與圖3A所示的米勒補(bǔ)償放大器的不同處在于原本的第三增益級(jí)被分成兩個(gè)半電路(half circuit)B與B’，并將另一個(gè)半電路D’加入第三增益級(jí)，而電容C’耦接于放大器輸出端303’與第二增益級(jí)輸入對(duì)321與321’的另一者之間。半電路B包括NMOS晶體管N5以及耦接至NMOS晶體管N5的電流源。在圖3B中，電流源為PMOS晶體管P4。半電路B’具有與半電路B相同的架構(gòu)。包括PMOS晶體管P6以及NMOS晶體管N7的半電路D耦接至PMOS晶體管P5的漏極。PMOS晶體管P6與NMOS晶體管N7的源極分別電性連接至電壓源與接地點(diǎn)。PMOS晶體管P6與NMOS晶體管N7的漏極電性連接在一起，并且作為放大器輸出端303。PMOS晶體管P6的柵極耦接至PMOS晶體管P5的漏極。包括PMOS晶體管P7以及NMOS晶體管N8的半電路D’耦接至PMOS晶體管P4的漏極。PMOS晶體管P7與NMOS晶體管N8的源極分別電性連接至電壓源與接地點(diǎn)。PMOS晶體管P7與NMOS晶體管N8的漏極電性連接在一起，并且作為放大器輸出端303’。PMOS晶體管P7的柵極耦接至PMOS晶體管P4的漏極。
圖4A顯示圖3A所示的米勒補(bǔ)償放大器的另一種變形，其與圖3A所示的米勒補(bǔ)償放大器的不同處在于圖3A的電流鏡對(duì)I與I’是以MOS晶體管對(duì)N9與N10來取代。在圖4A中，MOS晶體管對(duì)N9與N10具有與第二增益級(jí)輸入對(duì)321與321’交互耦接的漏極。NMOS晶體管N2與二極管形式的NMOS晶體管N1以及NMOS晶體管N9具有一共同連接點(diǎn)。NMOS晶體管N4與二極管形式的NMOS晶體管N3以及NMOS晶體管N10具有一共同連接點(diǎn)。在此實(shí)施例中，小信號(hào)電流增益K相當(dāng)于(gmN2/(gmN1-gmN9))，且DC電流增益相當(dāng)于(gmN2/(gmN1+gmN9))。因此，改變(gmN1-gmN9)的值并且將(gmN1+gmN9)的值維持為常數(shù)即可將K調(diào)整至目標(biāo)值。
圖4B顯示圖4A所示的米勒補(bǔ)償放大器的另一種變形，其與圖4A所示的米勒補(bǔ)償放大器的不同處在于第三增益級(jí)被分成兩個(gè)半電路B與B’，并將另一個(gè)半電路D’加入第三增益級(jí)，而電容C’耦接于放大器輸出端303’與第二增益級(jí)輸入對(duì)321與321’的另一個(gè)之間。半電路B包括NMOS晶體管N5以及耦接至NMOS晶體管N5的電流源。在圖4B中的電流源為PMOS晶體管P4。半電路D耦接至PMOS晶體管P5的漏極。半電路D’具有與半電路D相同的架構(gòu)并且耦接至PMOS晶體管P4的漏極。
圖5顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的具有K值為1、2、4以及8的米勒補(bǔ)償放大器的頻率響應(yīng)。在圖5中，DC增益隨著K值而增加。再者，DC增益與頻寬的乘積并不會(huì)隨著K值而改變，其顯示為具有斜率為-20(dB/decade)的曲線的部分重疊。再者，其顯示非主要極點(diǎn)隨著K值而增加。圖6顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的具有K值為1、2、4以及8的米勒補(bǔ)償放大器的相位邊界值。在圖6中，相位邊界值隨著K值而增加。
本發(fā)明雖以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟習(xí)此項(xiàng)技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種米勒補(bǔ)償放大器，具有一放大器輸入對(duì)以及一放大器輸出端，包括一第一增益級(jí)，具有一第一輸入對(duì)用以接收一輸入電壓對(duì)，并作為上述放大器輸入對(duì)，以及用以輸出一第一電流對(duì)(i1與i1’)的一第一輸出對(duì)；一第二增益級(jí)，具有用以接收一第二電流對(duì)(i2與i2’)的一第二輸入對(duì)，用以輸出一第三電流對(duì)(i3與i3’)的一第二輸出對(duì)，上述第二增益級(jí)是將上述第二電流對(duì)的小信號(hào)部分放大一第一增益而形成上述第三電流對(duì)的小信號(hào)部分，并且將上述第二電流對(duì)的一DC部分放大一第二增益而形成上述第三電流對(duì)的一DC部分；一第三增益級(jí)，具有用以接收上述第三電流對(duì)(i3與i3’)的一第三輸入對(duì)，并且將上述第三電流對(duì)(i3與i3’)轉(zhuǎn)換而于上述放大器輸出端產(chǎn)生一輸出電壓；以及一電容，耦接于上述放大器輸出端與上述第二增益級(jí)輸入對(duì)的一個(gè)之間；其中上述第二電流對(duì)的一個(gè)為上述第一電流對(duì)的一個(gè)與第四電流之和(i2＝i1+i4)，且上述第二電流對(duì)的另一個(gè)相當(dāng)于上述第一電流對(duì)的另一個(gè)(i2’＝i1’)，其中上述第四電流i4流經(jīng)上述電容。
2.如權(quán)利要求1所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述第一增益大于1。
3.如權(quán)利要求1所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述第二增益大體上等于1。
4.如權(quán)利要求1所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述第二增益級(jí)還包括耦接至上述第二輸入對(duì)的一電流源對(duì)。
5.如權(quán)利要求4所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述電流源對(duì)將電流流出上述第二增益級(jí)。
6.如權(quán)利要求4所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述電流源對(duì)提供電流流入上述第二增益級(jí)。
7.如權(quán)利要求1所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述第二增益級(jí)還包括一金氧半晶體管對(duì)，上述金氧半晶體管對(duì)具有交互耦接至上述第二輸入對(duì)的漏極。
8.如權(quán)利要求1所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述第一增益級(jí)包括一差動(dòng)放大器，用以轉(zhuǎn)換上述輸入電壓對(duì)，以產(chǎn)生上述第一電流對(duì)在上述第一輸出對(duì)處；以及一第一電流源，用以提供一偏壓電流至上述差動(dòng)放大器。
9.如權(quán)利要求1所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述第二增益級(jí)包括一電流源對(duì)，耦接至上述第二輸入對(duì)；以及第一以及第二電流鏡，耦接至上述第二輸入對(duì)，上述第一電流鏡包括以二極管架構(gòu)連接的一第一金氧半晶體管以及一第二金氧半晶體管，與上述第一金氧半晶體管具有共同柵極連接點(diǎn)，上述共同柵極連接點(diǎn)更連接至電流源對(duì)的一個(gè)，且上述第二電流鏡包括以二極管架構(gòu)連接的一第三金氧半晶體管以及一第四金氧半晶體管，與上述第三金氧半晶體管具有共同柵極連接點(diǎn)，上述共同柵極連接點(diǎn)更連接至上述電流源對(duì)的另一個(gè)。
10.如權(quán)利要求1所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述第二增益級(jí)包括一金氧半晶體管對(duì)，具有交互耦接至上述第二輸入對(duì)的漏極；以及第一以及第二電流鏡，耦接至上述第二輸入對(duì)，上述第一電流鏡包括以二極管架構(gòu)連接中的一第一金氧半晶體管以及一第二金氧半晶體管，與上述第一金氧半晶體管具有共同柵極連接點(diǎn)，上述共同柵極連接點(diǎn)更連接至金氧半晶體管對(duì)的一個(gè)，且上述第二電流鏡包括以二極管架構(gòu)連接中的一第三金氧半晶體管以及一第四金氧半晶體管，與上述第三金氧半晶體管具有共同柵極連接點(diǎn)，上述共同柵極連接點(diǎn)更連接至上述金氧半晶體管對(duì)的另一個(gè)。
11.如權(quán)利要求1所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述第三增益級(jí)包括一第五以及第六金氧半晶體管，耦接至上述第三輸入對(duì)；一第三電流鏡，耦接至上述第五與第六金氧半晶體管；一第七金氧半晶體管，具有耦接至上述第五與第六金氧半晶體管的一個(gè)的一柵極，以及電性連接至一電壓源的一源極；以及一第二電流源，用以提供電流至上述第七金氧半晶體管的一漏極，其中位于上述第七金氧半晶體管的漏極的電壓作為上述輸出電壓。
12.一種米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，具有一放大器輸入對(duì)以及一放大器輸出對(duì)，包括一第一增益級(jí)，具有一第一輸入對(duì)用以接收一輸入電壓對(duì)，并作為上述放大器輸入對(duì)，以及用以輸出一第一電流對(duì)(i1與i1’)的一第一輸出對(duì)；一第二增益級(jí)，具有用以接收一第二電流對(duì)(i2與i2’)的一第二輸入對(duì)，用以輸出一第三電流對(duì)(i3與i3’)的一第二輸出對(duì)，上述第二增益級(jí)將上述第二電流對(duì)的小信號(hào)部分放大一第一增益而形成上述第三電流對(duì)的小信號(hào)部分，并且將上述第二電流對(duì)的一DC部分放大一第二增益而形成上述第三電流對(duì)的一DC部分；一第三增益級(jí)，具有用以接收上述第三電流對(duì)(i3與i3’)的一第三輸入對(duì)，并且將上述第三電流對(duì)(i3與i3’)轉(zhuǎn)換而在上述放大器輸出對(duì)產(chǎn)生一輸出電壓對(duì)；以及兩電容，分別耦接于上述放大器輸出對(duì)的一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的一第二增益級(jí)輸入對(duì)的一個(gè)之間；其中上述第二電流對(duì)的一個(gè)為上述第一電流對(duì)的一個(gè)與一第四電流對(duì)的一個(gè)的一第一總和(i2＝i1+i4)，且上述第二電流對(duì)的另一個(gè)為上述第一電流對(duì)的另一個(gè)與上述第四電流對(duì)的另一個(gè)的一第二總和(i2’＝i1’+i4’)，其中上述第四電流對(duì)分別流經(jīng)上述兩電容。
13.如權(quán)利要求12所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述第一增益大于1。
14.如權(quán)利要求12所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述第二增益大體等于1。
15.如權(quán)利要求12所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述第二增益級(jí)還包括分別耦接至上述第二輸入對(duì)的一電流源對(duì)。
16.如權(quán)利要求15所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述電流源對(duì)將電流流出上述第二增益級(jí)。
17.如權(quán)利要求15所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述電流源對(duì)提供電流流入上述第二增益級(jí)。
18.如權(quán)利要求12所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述第二增益級(jí)還包括一金氧半晶體管對(duì)，上述金氧半晶體管對(duì)具有交互耦接至上述第二輸入對(duì)的漏極。
19.如權(quán)利要求12所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述第一增益級(jí)包括一差動(dòng)放大器，用以將上述差動(dòng)輸入信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生差動(dòng)輸出電流于第一輸出對(duì)處；以及一第一電流源，用以提供一偏壓電流至上述差動(dòng)放大器。
20.如權(quán)利要求12所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述第二增益級(jí)包括一電流源對(duì)，分別耦接至上述第二輸入對(duì)；以及第一以及第二電流鏡，耦接至上述第二輸入對(duì)，上述第一電流鏡包括以二極管架構(gòu)連接的一第一金氧半晶體管以及一第二金氧半晶體管，與上述第一金氧半晶體管具有共同柵極連接點(diǎn)，上述共同柵極連接點(diǎn)更連接至電流源對(duì)的一個(gè)，且上述第二電流鏡包括以二極管架構(gòu)連接的一第三金氧半晶體管以及一第四金氧半晶體管，與上述第三金氧半晶體管具有共同柵極連接點(diǎn)，上述共同柵極連接點(diǎn)更連接至上述電流源對(duì)的另一個(gè)。
21.如權(quán)利要求12所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述第二增益級(jí)包括一金氧半晶體管對(duì)，具有交互耦接至上述第二輸入對(duì)的漏極；以及第一以及第二電流鏡，耦接至上述第二輸入對(duì)，上述第一電流鏡包括二極管連接架構(gòu)的一第一金氧半晶體管以及一第二金氧半晶體管，與上述第一金氧半晶體管具有共同柵極連接點(diǎn)，上述共同柵極連接點(diǎn)更連接至金氧半晶體管對(duì)的一個(gè)，且上述第二電流鏡包括以二極管架構(gòu)連接的一第三金氧半晶體管以及一第四金氧半晶體管，與上述第三金氧半晶體管具有共同柵極連接點(diǎn)，上述共同柵極連接點(diǎn)還連接至上述金氧半晶體管對(duì)的另一個(gè)。
22.如權(quán)利要求12所述的米勒補(bǔ)償放大器，其特征在于，上述第三增益級(jí)包括一第五以及一第六金氧半晶體管，耦接至上述第三輸入對(duì)；一第二以及一第三電流源，分別耦接至上述第五以及第六金氧半晶體管；一第七金氧半晶體管，具有耦接至上述第六金氧半晶體管的一柵極，以及電性連接至一電壓源的一源極；一第四電流源，提供一電流至上述第七金氧半晶體管的一漏極；一第八金氧半晶體管，具有耦接至上述第五金氧半晶體管的一柵極，以及電性連接至一電壓源的一源極；以及一第五電流源，用以提供電流至上述第八金氧半晶體管的漏極，其中位于上述第七與第八金氧半晶體管的漏極的電壓作為上述輸出電壓對(duì)。
全文摘要
一種米勒補(bǔ)償放大器，具有放大器輸入端以及放大器輸出端，包括第一增益級(jí)、第二增益級(jí)、第三增益級(jí)以及一電容。第一增益級(jí)具有作為第一增益級(jí)輸入端的放大器輸入端，以及第一增益級(jí)輸出端。第二增益級(jí)具有耦接至第一增益級(jí)輸出端的第二增益級(jí)輸入端，以及第二增益級(jí)輸出端。第三增益級(jí)具有耦接至第二增益級(jí)輸出端的第三增益級(jí)輸入端，并在放大器輸出端產(chǎn)生輸出電壓。電容耦接于放大器輸出端與第二增益級(jí)輸入端之間。本發(fā)明提供的米勒補(bǔ)償放大器，在增加米勒補(bǔ)償電容使放大器的極點(diǎn)分離，以增加負(fù)回授回路的穩(wěn)定度的同時(shí)，可使放大器的gain－bandwidth product保持不變，而不致造成放大器在頻寬上的犧牲。
文檔編號(hào)H03F1/08GK1893260SQ20061009578
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月7日
發(fā)明者陳弘易, 樓志宏 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司