專利名稱：一種高精度cmos單端輸入到差分輸出轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路中常用的單端輸入到差分輸出轉(zhuǎn)換器，特別指的是一種具有高精度CMOS單端輸入到差分輸出信號轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
集成電路經(jīng)常用到單端輸入信號經(jīng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成差分信號輸出，如圖(1)，現(xiàn)有的單端輸入到差分輸出轉(zhuǎn)換技術(shù)是一對NMOS管M1、M2構(gòu)成差分放大器，兩個相同的電阻Rl 從管Ml和M2漏極耦合到電壓源VCC，Ml、M2柵極通過一對電阻RBl與直流偏壓VBIASl相連接，M2柵極還通過電容C2R接地，單端輸入信號通過電容Cl耦合到Ml柵極，M3控制M1、M2 的工作電流，由于M3漏極端的寄生電容和電流源M3有限的電阻值，使共模輸入信號在高頻沒有得到有效抑制，差分輸出的0UT、0UTB中含有沒有抑制的共模輸入信號，使得0UT、0UTB 偏離差分信號，如圖( ，單端輸入信號VIN等效于差分輸入端加差分信號VIN/2和共模信號VIN/2，此時，Ml柵極信號是VIN/2+VIN/2，M2柵極信號是VIN/2-VIN/2，等效于接地，這樣差分信號VIN/2得到了有效放大，而共模信號VIN/2沒有受到無限抑制，引起輸出信號偏離差分信號。如圖(3)，對于共模輸入信號NIN/2，差分放大器等效于一個單端信號放大器， 其中M1、M2等效于一個MOS器件，源極通過R3，Cp3接地，其中R3是電流源M3的電阻，Cp3 是其漏極寄生電容，Ml、M2漏極通過電阻Rl、R2并聯(lián)接到VCC。由于R3并非無限大，和C3 在高頻時阻值很小，使得共模輸出信號VIN/2在輸出OUTB時沒有無限抑制，這樣，差分放大器放大的共模輸出信號和差分信號混在一起，導(dǎo)致輸出信號的幅值和相位偏離差分信號。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上技術(shù)中存在的問題本發(fā)明提出了以下技術(shù)解決方案。本發(fā)明的技術(shù)原理如圖(4)所示，將共模輸出信號與一個參考共模偏壓比較，如果共模輸出信號偏離參考值，就會產(chǎn)生一個反饋回路來調(diào)節(jié)差分放大器偏置電流M3，使得共模輸出回到參考值，這樣共模輸出信號就得到了有效控制。此外，對于差分輸入信號，差分放大器M1、M2源極等效于接地，因此反饋回路對于差分信號沒有影響。本發(fā)明的完整電路如圖(5)所示，由負(fù)載電阻R1，偏置電阻RBI、MOS晶體管 M1-M8、和耦合電阻RF組成。其中M8為偏置電流源，用來控制反饋回路放大器和輸入差分放大器偏置電流，輸出的共模信號經(jīng)電阻RF耦合到M4柵極，再經(jīng)M7調(diào)節(jié)M3偏置電流，從而達(dá)到有效抑制輸出信號OUT、OUTB中的共模信號。本發(fā)明的有益效果在于能將高達(dá)IGHZ的單端輸入信號有效轉(zhuǎn)換成差分輸出信號，輸出的差分信號其相位差小于0. 02度，幅度差小于0. OlDB0


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖(1)是現(xiàn)有的CMOS單端輸入到差分輸出電路示意圖。
圖( 是差分放大器單端輸入信號在兩個差分輸入端的等效差分和共模輸入信號電路示意圖。圖( 是差分放大器單端輸入信號的共模輸入信號等效電路示意圖。圖(4)是差分放大器的共模輸入信號引起的共模輸出信號可由反饋回路調(diào)節(jié)電流源來保持不變的電路示意圖。圖(5)是本發(fā)明差分放大器單端輸入信號到差分輸出信號的電路示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明由負(fù)載電阻R1，偏置電阻RBI、MOS晶體管管M1-M8、和反饋耦合電阻RF組成。將差分放大器的共模輸出信號與一個參考共模偏壓比較，如果共模輸出信號偏離參考值，就會產(chǎn)生一個反饋信號來調(diào)節(jié)差分放大器偏置電流M3，使得共模輸出回到參考值，這樣共模輸出信號就得到了有效控制。此外，對于差分輸入信號，差分放大器M1、M2源極等效于接地，因此反饋回路對于差分信號沒有影響。這樣本發(fā)明使單端輸入信號有效轉(zhuǎn)換成差分輸出信號，輸出的差分信號其相位差小于0. 02度，幅度差小于0. OlDB0
權(quán)利要求
1.一種高精度CMOS單端輸入到差分輸出轉(zhuǎn)換器，由負(fù)載電阻R1，偏置電阻RB1、M0S晶體管M1-M8、和耦合電阻RF組成，其特征是將共模輸出信號與一個參考共模偏壓比較，如果共模輸出信號偏離參考值，就會產(chǎn)生一個反饋回路來調(diào)節(jié)差分放大器偏置電流M3，使得共模輸出回到參考值，這樣共模輸出信號就得到了有效控制。
2.由權(quán)利要求1所述的一種高精度CMOS單端輸入到差分輸出轉(zhuǎn)換器，其特征是由偏置電流源M8，來控制反饋回路放大器和輸入差分放大器偏置電流，輸出的共模信號經(jīng)電阻RF 耦合到M4柵極，再經(jīng)M7調(diào)節(jié)M3偏置電流，從而達(dá)到有效抑制輸出信號0UT、0UTB中的共模信號。
全文摘要
一種具有高精度CMOS單端輸入到差分輸出信號轉(zhuǎn)換器，如圖(5)所示，由負(fù)載電阻R1，偏置電阻RB1、MOS晶體管M1-M8、和耦合電阻RF組成，其特征是將共模輸出信號與一個參考共模偏壓比較，如果共模輸出信號偏離參考值，就會產(chǎn)生一個反饋回路來調(diào)節(jié)差分放大器偏置電流M3，使得共模輸出回到參考值，這樣共模輸出信號就得到了有效控制。
文檔編號H03F3/45GK102403967SQ20101028311
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者孫茂友 申請人:孫茂友