專利名稱：共模反饋電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種反饋電路，尤指一種共模反饋電路。
背景技術(shù)：
共模反饋電路通常用來穩(wěn)定全差分模擬電路的共模電壓。兩個差分輸出電壓的平 均電壓與共模參考電壓相比較產(chǎn)生的差分電流反饋調(diào)整共模電壓。請參閱圖1，圖1為現(xiàn)有的共模反饋電路。其包括一電源端VDD、一接地端GND、兩 輸入端Vin+與Vin-、兩輸出端Voutl與Vout2、兩電阻R、五個場效應(yīng)管M11、M12、M13、M14、 M15及一運算放大器。該電路通過兩個電阻R檢測一輸出共模電壓Vcm，并將其與一輸入的參考電壓 Vref通過該運算放大器進行比較，強制Vcm等于Vref，該運算放大器輸出反饋至該電流偏 置M13，調(diào)節(jié)該M13的電流等于該Mil及M12的電流之和，從而實現(xiàn)共模反饋。使用該電路實現(xiàn)共模反饋所占的硅片面積很大，不利于集成，另外將使輸出的負 載增大降低了增益。
發(fā)明內(nèi)容鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡單的共模反饋電路。—種共模反饋電路，包括一放大電路、一連接所述放大電路的偏置電路及一連接 所述放大電路與所述偏置電路的反饋回路，所述反饋回路包括一第一場效應(yīng)管Ml、連接所 述第一場效應(yīng)管Ml的一第八場效應(yīng)管M1B、一第十場效應(yīng)管M2B及一連接所述第八場效應(yīng) 管M1B及所述第十場效應(yīng)管M2B的第十一場效應(yīng)管MFB，所述共模反饋電路的一共模電壓值 通過所述第十一場效應(yīng)管MFB進行調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，所述第一場效應(yīng)管Ml的柵極連接所述第十一場效應(yīng)管MFB的源級，其漏 極連接所述第八場效應(yīng)管M1B及所述第十場效應(yīng)管M2B的源級，其源級接地。優(yōu)選地，所述第八場效應(yīng)管M1B與所述第十場效應(yīng)管M2B的柵極分別連接兩輸入 端，所述第八場效應(yīng)管M1B與所述第十場效應(yīng)管M2B的漏極連接所述第十一場效應(yīng)管MFB 的柵極及漏極。優(yōu)選地，所述放大電路包括所述第一場效應(yīng)管Ml、一第四場效應(yīng)管M4、一連接所 述第四場效應(yīng)管M4的第六場效應(yīng)管M6、一連接所述第四場效應(yīng)管M4的第七場效應(yīng)管M1A 及一連接所述第六場效應(yīng)管M6的第九場效應(yīng)管M2A。 優(yōu)選地，所述第七場效應(yīng)管M1A的柵極與所述第八場效應(yīng)管M1B的柵極相連，并共 同連接至一輸入端，所述第九場效應(yīng)管M2A的柵極與所述第十場效應(yīng)管M2B的柵極相連，并 共同連接至另一輸入端。 優(yōu)選地，所述第七場效應(yīng)管M1A的源級及所述第九場效應(yīng)管M2A的源級連接所述 第一場效應(yīng)管Ml的漏極及所述第八場效應(yīng)管M1B、所述第十場效應(yīng)管M2B的源級，所述第七 場效應(yīng)管M1A的漏極及所述第九場效應(yīng)管M2A的漏極分別連接兩輸出端。[0013]優(yōu)選地，所述偏置電路包括所述第一場效應(yīng)管Ml、一連接所述第一場效應(yīng)管Ml的 第二場效應(yīng)管M2、一連接所述第二場效應(yīng)管M2的第三場效應(yīng)管M3、連接所述第三場效應(yīng)管 M3的一第四場效應(yīng)管M4、一第五場效應(yīng)管M5及一第六場效應(yīng)管M6。優(yōu)選地，所述第一場效應(yīng)管Ml的柵極與所述第二場效應(yīng)管M2的漏極相連，所述第 一場效應(yīng)管Ml的源極與第二場效應(yīng)管M2的源極相連，所述第二場效應(yīng)管M2的柵極輸入一 偏置電壓。優(yōu)選地，所述第三場效應(yīng)管M3的柵極與漏極連接所述第十一場效應(yīng)管MFB的漏 極，所述第三場效應(yīng)管M3的柵極連接所述第四場效應(yīng)管M4、第五場效應(yīng)管M5及第六場效應(yīng) 管M6的柵極，所述第三場效應(yīng)管M3的源級連接所述第四場效應(yīng)管M4、第五場效應(yīng)管M5及 第六場效應(yīng)管M6的源級，并共同連接一電源端。優(yōu)選地，所述第十一場效應(yīng)管MFB的柵極與所述第五場效應(yīng)管M5的漏極相連，所 述第十一場效應(yīng)管MFB的源級與所述第二場效應(yīng)管M2的漏極相連。相對現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型共模反饋電路結(jié)構(gòu)簡單，無需外圍反饋電路，且無需輸 入的參考電壓即可實現(xiàn)共模反饋。

圖1為傳統(tǒng)的共模反饋電路的電路圖。圖2為本實用新型共模反饋電路較佳實施方式的電路圖。
具體實施方式
請參閱圖2，本實用新型共模反饋電路較佳實施方式包括一第一場效應(yīng)管Ml、第 二場效應(yīng)管M2、第三場效應(yīng)管M3、第四場效應(yīng)管M4、第五場效應(yīng)管M5、第六場效應(yīng)管M6、第 七場效應(yīng)管M1A、第八場效應(yīng)管M1B、第九場效應(yīng)管M2A、第十場效應(yīng)管M2B、第十一場效應(yīng)管 MFB，兩輸入端Vin+與Vin-及兩輸出端0UTA與0UTB。其中，第一場效應(yīng)管Ml、第四場效應(yīng) 管M4、第六場效應(yīng)管M6、第七場效應(yīng)管M1A及第九場效應(yīng)管M2A構(gòu)成一放大電路；第一場效 應(yīng)管Ml、第二場效應(yīng)管M2、第三場效應(yīng)管M3、第四場效應(yīng)管M4、第五場效應(yīng)管M5及第六場 效應(yīng)管M6構(gòu)成一偏置電路，用于設(shè)置工作環(huán)境；第一場效應(yīng)管Ml、第八場效應(yīng)管M1B、第十 場效應(yīng)管M2B及第十一場效應(yīng)管MFB構(gòu)成一反饋回路。該電路的具體連接關(guān)系如下第一場效應(yīng)管Ml的柵極與第二場效應(yīng)管M2的漏極 相連，第一場效應(yīng)管Ml的源極與第二場效應(yīng)管M2的源極相連，并共同連接至一接地端GND， 第一場效應(yīng)管Ml的漏極與第八場效應(yīng)管M1B、第十場效應(yīng)管M2B、第七場效應(yīng)管M1A及第九 場效應(yīng)管M2A的源級相連，第八場效應(yīng)管M1B、第十場效應(yīng)管M2B的柵極分別連接兩輸入端 Vin+與Vin-，第七場效應(yīng)管M1A、第九場效應(yīng)管M2A的柵極分別連接兩輸入端Vin+與Vin-， 第八場效應(yīng)管M1B、第十場效應(yīng)管M2B的漏極與第五場效應(yīng)管M5的漏極相連，第七場效應(yīng) 管M1A、第九場效應(yīng)管M2A的漏級分別連接兩輸出端0UTA與0UTB，第十一場效應(yīng)管MFB的 柵極與第五場效應(yīng)管M5的漏極相連，第十一場效應(yīng)管MFB的源級與第二場效應(yīng)管M2的漏 極相連，第十一場效應(yīng)管MFB的漏極與第三場效應(yīng)管M3的漏極相連，第三場效應(yīng)管M3的源 級與第四場效應(yīng)管M4、第五場效應(yīng)管M5、第六場效應(yīng)管M6的源級相連，并共同連接至一電 源端VDD，第三場效應(yīng)管M3的柵極與第四場效應(yīng)管M4、第五場效應(yīng)管M5、第六場效應(yīng)管M6的柵極相連，第四場效應(yīng)管M4的漏極連接輸出端0UTA，第六場效應(yīng)管M6的漏極連接輸出端 0UTB，第二場效應(yīng)管M2的柵極輸入一偏置電壓VBIAS。該電路中的場效應(yīng)管的類型如圖中所示第一場效應(yīng)管Ml、第二場效應(yīng)管M2、第 七場效應(yīng)管M1A、第八場效應(yīng)管M1B、第九場效應(yīng)管M2A、第十場效應(yīng)管M2B、第i^一場效應(yīng) 管MFB為N型場效應(yīng)管(NM0S)，第三場效應(yīng)管M3、第四場效應(yīng)管M4、第五場效應(yīng)管M5、第六 場效應(yīng)管M6為P型場效應(yīng)管(PM0S)。其中，N型場效應(yīng)管(NM0S)可更換為P型場效應(yīng)管 (PM0S), P型場效應(yīng)管(PM0S)可更換為N型場效應(yīng)管(NM0S)進行工作。且這些場效應(yīng)管 可根據(jù)需要變更為能夠?qū)崿F(xiàn)同樣功能的開關(guān)元件或電路。該電路與傳統(tǒng)共模反饋電路相比，其特點是無需外圍反饋電路即可實現(xiàn)共模反 饋，其反饋環(huán)路為MFB、Ml、M1B、M2B，其共模電壓值可以通過場效應(yīng)管MFB進行調(diào)節(jié)?，F(xiàn)分 析如下1)共模電壓假設(shè)流過場效應(yīng)管M2的電流為I，場效應(yīng)管M4、M5、M6的鏡像電流為21，MIA (M2A) 的寬長比為M1B(M2B)的2倍，以此保證輸入管的靜態(tài)工作點相同。由于流過場效應(yīng)管Ml 的電流為61，可以得到其柵極電壓Vgl = Vthn+sqrt (61/( u nCox (ff/L) 1))由于流過場效應(yīng)管MFB的電流為I，其柵極電壓Vmfb = Vthn‘ +Vgl+sqrt(1/(u nCox(ff/L)fb))= Vthn' +Vthn+sqrt(61/(u nCox(ff/L)1))+sqrt(1/(u nCox(ff/L)fb))一般我們選擇(ff/L) fb > > (ff/L) 1所以sqrt(61/(u nCox(ff/L)1)) > > sqrt(1/(u nCox(ff/L)fb))貝 ljVmfb ^ Vthn' +Vthn+sqrt (61/(u nCox (ff/L) 1))其中Vthn'考慮了襯偏效應(yīng)的閾值，此時的共模電壓較高，若采用PM0S為輸入 管，則可以將其降低為 2Vthn+sqrt (61/( u pCox (ff/L) 1))。由于Vthn'與Vthn受工藝影響，P nCox也隨工藝變化，兩者會為Vmfb的靜態(tài)工 作電壓值和溫度系數(shù)提供一定的自補償作用，此外，我們選擇適當?shù)碾娏髌茫軌蛱峁└?好的補償，使得Vmfb隨溫度和工藝的變化更小。由此可知，本電路結(jié)構(gòu)可以得到穩(wěn)定的共 模電壓值。其中，Vthn代表NM0S的閾值電壓，U n代表電子遷移率，Cox代表柵氧化層單位面 積電容，(W/L)l代表第一場效應(yīng)管Ml的寬長比，Vthn'代表帶有襯偏效應(yīng)的NM0S的閾值 電壓，(W/L)fb代表第十一場效應(yīng)管MFB的寬長比。2)共模反饋增益其反饋環(huán)路為M1B，M2B, MFB, Ml，其增益可表示成Acm = gml*ro5*gmfb*ro2/(1+(gmfb+gmfbb)ro2) ^ gml*ro5其中，gml代表第一場效應(yīng)管Ml的跨導，ro5代表第五場效應(yīng)管M5的小信號電阻， gmfb代表第i^一場效應(yīng)管MFB的跨導，ro2代表第二場效應(yīng)管M2的小信號電阻，gmfbb代表第十一場效應(yīng)管MFB的襯偏效應(yīng)的跨導。 該共模反饋電路結(jié)構(gòu)簡單，無需外圍反饋電路，且無需輸入的參考電壓即可實現(xiàn) 共模反饋。
權(quán)利要求一種共模反饋電路，其特征在于所述共模反饋電路包括一放大電路、一連接所述放大電路的偏置電路及一連接所述放大電路與所述偏置電路的反饋回路，所述反饋回路包括一第一場效應(yīng)管M1、連接所述第一場效應(yīng)管M1的一第八場效應(yīng)管M1B、一第十場效應(yīng)管M2B及一連接所述第八場效應(yīng)管M1B及所述第十場效應(yīng)管M2B的第十一場效應(yīng)管MFB，所述共模反饋電路的一共模電壓值通過所述第十一場效應(yīng)管MFB進行調(diào)節(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的共模反饋電路，其特征在于所述第一場效應(yīng)管Ml的柵極連接 所述第十一場效應(yīng)管MFB的源級，其漏極連接所述第八場效應(yīng)管MlB及所述第十場效應(yīng)管 M2B的源級，其源級接地。
3.如權(quán)利要求2所述的共模反饋電路，其特征在于所述第八場效應(yīng)管MlB與所述第 十場效應(yīng)管M2B的柵極分別連接兩輸入端，所述第八場效應(yīng)管MlB與所述第十場效應(yīng)管M2B 的漏極連接所述第十一場效應(yīng)管MFB的柵極及漏極。
4.如權(quán)利要求1所述的共模反饋電路，其特征在于所述放大電路包括所述第一場效 應(yīng)管Ml、一第四場效應(yīng)管M4、一連接所述第四場效應(yīng)管M4的第六場效應(yīng)管M6、一連接所述 第四場效應(yīng)管M4的第七場效應(yīng)管MlA及一連接所述第六場效應(yīng)管M6的第九場效應(yīng)管M2A。
5.如權(quán)利要求4所述的共模反饋電路，其特征在于所述第七場效應(yīng)管MlA的柵極與 所述第八場效應(yīng)管MlB的柵極相連，并共同連接至一輸入端，所述第九場效應(yīng)管M2A的柵極 與所述第十場效應(yīng)管M2B的柵極相連，并共同連接至另一輸入端。
6.如權(quán)利要求5所述的共模反饋電路，其特征在于所述第七場效應(yīng)管MlA的源級及 所述第九場效應(yīng)管M2A的源級連接所述第一場效應(yīng)管Ml的漏極及所述第八場效應(yīng)管M1B、 所述第十場效應(yīng)管M2B的源級，所述第七場效應(yīng)管MlA的漏極及所述第九場效應(yīng)管M2A的 漏極分別連接兩輸出端。
7.如權(quán)利要求1所述的共模反饋電路，其特征在于所述偏置電路包括所述第一場效 應(yīng)管Ml、一連接所述第一場效應(yīng)管Ml的第二場效應(yīng)管M2、一連接所述第二場效應(yīng)管M2的 第三場效應(yīng)管M3、連接所述第三場效應(yīng)管M3的一第四場效應(yīng)管M4、一第五場效應(yīng)管M5及 一第六場效應(yīng)管M6。
8.如權(quán)利要求7所述的共模反饋電路，其特征在于所述第一場效應(yīng)管Ml的柵極與所 述第二場效應(yīng)管M2的漏極相連，所述第一場效應(yīng)管Ml的源極與第二場效應(yīng)管M2的源極相 連，所述第二場效應(yīng)管M2的柵極輸入一偏置電壓。
9.如權(quán)利要求8所述的共模反饋電路，其特征在于所述第三場效應(yīng)管M3的柵極與漏 極連接所述第十一場效應(yīng)管MFB的漏極，所述第三場效應(yīng)管M3的柵極連接所述第四場效應(yīng) 管M4、第五場效應(yīng)管M5及第六場效應(yīng)管M6的柵極，所述第三場效應(yīng)管M3的源級連接所述 第四場效應(yīng)管M4、第五場效應(yīng)管M5及第六場效應(yīng)管M6的源級，并共同連接一電源端。
10.如權(quán)利要求9所述的共模反饋電路，其特征在于所述第十一場效應(yīng)管MFB的柵極 與所述第五場效應(yīng)管M5的漏極相連，所述第十一場效應(yīng)管MFB的源級與所述第二場效應(yīng)管 M2的漏極相連。
專利摘要一種共模反饋電路，包括一放大電路、一連接所述放大電路的偏置電路及一連接所述放大電路與所述偏置電路的反饋回路，所述反饋回路包括一第一場效應(yīng)管M1、連接所述第一場效應(yīng)管M1的一第八場效應(yīng)管M1B、一第十場效應(yīng)管M2B及一連接所述第八場效應(yīng)管M1B及所述第十場效應(yīng)管M2B的第十一場效應(yīng)管MFB，所述共模反饋電路的一共模電壓值通過所述第十一場效應(yīng)管MFB進行調(diào)節(jié)。該電路結(jié)構(gòu)簡單，無需外圍反饋電路，且無需輸入的參考電壓即可實現(xiàn)共模反饋。
文檔編號H03F3/45GK201690419SQ20102018807
公開日2010年12月29日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者范方平 申請人:四川和芯微電子股份有限公司