專利名稱：差動(dòng)放大器的制作方法
差動(dòng)放大器技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明為差動(dòng)放大器，尤其是一種全向差動(dòng)放大器。
技術(shù)背景
通常使用運(yùn)算放大器時(shí)，會(huì)將其輸出端與其反相輸入端(inverting input node) 連接，形成負(fù)反饋(negative feedback)組態(tài)。原因是運(yùn)算放大器的電壓增益非常大，范圍從數(shù)百至數(shù)萬(wàn)倍不等，使用負(fù)反饋才能保證電路的穩(wěn)定運(yùn)作。
運(yùn)算放大器11作為模擬系統(tǒng)和混合信號(hào)系統(tǒng)中的一個(gè)重要電路單元，廣泛應(yīng)用于數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(ADC converter)、有源濾波器(一種含有運(yùn)算放大器的濾波器，優(yōu)點(diǎn)為體積小、效率高、頻率特性好)、波形產(chǎn)生器(產(chǎn)生一定頻率、振幅的波形)和視頻放大器等各種電路中。伴隨著每一代CMOS工藝的發(fā)展，電源電壓(voltage source)和晶體管溝道(transistor channel)長(zhǎng)度的持續(xù)減小，不斷為運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)提出了復(fù)雜的課題。在A/D轉(zhuǎn)換器中，運(yùn)算放大器是最關(guān)鍵的部件。比如，有限增益、帶寬(bandwidth)和有限轉(zhuǎn)換速率(slew rate)等運(yùn)算放大器的非理想特性都會(huì)造成積分器中的電荷轉(zhuǎn)移不完全，從而引起A/D轉(zhuǎn)換器的非線性(nonlinearity)。與單端輸出的運(yùn)算放大器相比，全差動(dòng)運(yùn)算放大器如圖1所示，能提供更大的輸出電壓擺幅，并具有不易受共模(common mode) 噪聲影響、更高的線性度、減少偶次諧波(even hormonics)干擾以及偏置電路更簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。然而，圖1的全差動(dòng)運(yùn)算放大器雖有上述優(yōu)點(diǎn)，但其低頻寬的特性與需要一個(gè)共模反饋 (common mode feedback)電路12，使得其應(yīng)用范圍并未被廣泛采用。
差動(dòng)放大器也叫差分放大器，是一種將兩個(gè)輸入端電壓的差以固定增益放大的電子放大器，有時(shí)簡(jiǎn)稱為“差放”。差動(dòng)放大器通常被用作功率放大器和發(fā)射極耦合邏輯電路 (ECL,Emitter Coupled Logic)的輸入級(jí)。差動(dòng)放大器具有下列三項(xiàng)特點(diǎn)(1)高輸入阻抗， 低輸出阻抗。( 輸出信號(hào)大小與兩輸入信號(hào)的差值成比例。( 頻率響應(yīng)較一般放大器寬廣。晶體管差動(dòng)放大器20，如圖2所示，為使用晶體管而不用運(yùn)算放大器的簡(jiǎn)單方法，其特性為不易受晶體管柵極與源極間電壓的影響，及擁有放大倍率為fein ^ R22/(R21+1/Gffl)， 其中Gm為輸入端PMOS的跨導(dǎo)值(transconductance)，由于跨導(dǎo)值Gm并非定值且隨制造的不同而變動(dòng)。如果我們需要該放大倍率不會(huì)隨著跨導(dǎo)值Gm的改變與不確定性而變動(dòng)，則應(yīng)該選擇電阻R21 >> 1/Gm，若Gm的值無(wú)法大幅提高，則電阻R21勢(shì)必選擇較大的值，此限制條件進(jìn)一步影響其適用于不同電路設(shè)計(jì)的需求。
由圖2得知，當(dāng)我們將電阻值Ii21與電阻值Ii22增加相同的K倍，則全部的該放大倍率受跨導(dǎo)值GmW影響比較小。然而，為了保持乂㈤與乂皿在相同的操作點(diǎn)與操作動(dòng)態(tài)范圍， 通過(guò)電阻4*R32的電流必須減少為1/K倍，所以，(1-1/K) I的電流降低效應(yīng)必須加到V。p與 V。n，如圖3所示為晶體管差動(dòng)放大器加入電流源30，其中在此例子上K = 4。
本發(fā)明申請(qǐng)人鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的不足，經(jīng)過(guò)悉心試驗(yàn)與研究，并本著鍥而不舍的精神，終構(gòu)思出本發(fā)明差動(dòng)放大器的技術(shù)，能有效在低成本考慮下，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足， 以下為本發(fā)明的簡(jiǎn)要說(shuō)明。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明揭露一種采用晶體管的全向差動(dòng)放大器，其具有可變?cè)鲆娴墓δ?，能通過(guò)單純地調(diào)整電阻比值，放大信號(hào)數(shù)倍甚至上千倍。設(shè)計(jì)上加入由NMOS晶體管與電流源 (current source)構(gòu)成的區(qū)域反饋電路，來(lái)增加輸入控制中PMOS或NMOS晶體管的跨導(dǎo)值 Gm，以大幅降低半導(dǎo)體制造元件的漂移特性對(duì)此放大器電路造成的放大倍率的不確定性。
根據(jù)上述構(gòu)想，本發(fā)明提出一種差動(dòng)放大器，包括放大模塊，具有電阻比值，接收輸入電壓，并根據(jù)所述電阻比值而將所述輸入電壓放大為輸出電壓；以及反饋模塊，耦合于所述放大模塊并根據(jù)所述輸入電壓與反饋信號(hào)所產(chǎn)生的負(fù)向電壓位準(zhǔn)調(diào)整所述輸出電壓。
PMOS因邏輯擺幅大，充電放電過(guò)程長(zhǎng)，加之器件跨導(dǎo)Gm小，所以工作速度更低，在 NMOS電路出現(xiàn)之后，多數(shù)已為NMOS電路所取代。只是因PMOS電路工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，有些中規(guī)模和小規(guī)模數(shù)字控制電路仍采用PMOS電路技術(shù)。
本發(fā)明提出一種差動(dòng)放大器的控制方法，其中所述放大器具有電阻比值，且包括具有跨導(dǎo)值的PMOS與耦合于所述PMOS的NM0S，包括使所述PMOS接收輸入電壓并根據(jù)所述電阻比值而將所述輸入電壓放大為輸出電壓；以及使所述NMOS將所述輸出電壓的負(fù)向位準(zhǔn)提供給所述PM0S，并據(jù)以變動(dòng)所述跨導(dǎo)值。
本發(fā)明提出一種差動(dòng)放大器，包括放大模塊，接收輸入電壓，并產(chǎn)生輸出電壓； 以及反饋模塊，接收所述輸出電壓的反饋信號(hào)，以調(diào)整所述輸出電壓至預(yù)定值。
本發(fā)明提出一種差動(dòng)放大器控制方法，包括根據(jù)輸入信號(hào)，產(chǎn)生輸出信號(hào)；根據(jù)所述輸出信號(hào)，產(chǎn)生反饋信號(hào)；以及根據(jù)所述反饋信號(hào)，調(diào)整所述輸出信號(hào)至預(yù)定值。
本發(fā)明為一種設(shè)計(jì)上加入由NMOS晶體管與電流源構(gòu)成的區(qū)域反饋電路，來(lái)增加輸入控制中PMOS或NMOS晶體管的跨導(dǎo)值Gm，以大幅降低半導(dǎo)體元件的漂移特性對(duì)此放大器電路造成的放大倍率的不確定性。該放大倍率為電阻比值R42/(R41/2)，其中須注意的是該電阻比值分母大小為第一電阻R41的一半，且范圍介于單數(shù)倍至上千倍。
本發(fā)明為一種全向差動(dòng)放大器，在現(xiàn)今信號(hào)處理電路的進(jìn)步一日千里的條件下， 具有可變?cè)鲆婕斑m用于高速信號(hào)處理的放大器能產(chǎn)生革命性的演進(jìn)。集成電路已逐漸取代傳統(tǒng)主動(dòng)元件與被動(dòng)元件的架構(gòu)，大功率的機(jī)電系統(tǒng)也有賴于人機(jī)接口的控制方式，如何進(jìn)行穩(wěn)定性的信號(hào)放大，同時(shí)提升產(chǎn)業(yè)利用率，如何對(duì)邁入已發(fā)展國(guó)家應(yīng)具備的機(jī)電基礎(chǔ)設(shè)備開(kāi)發(fā)，具有舉足輕重的影響力。
為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為已知的全差動(dòng)運(yùn)算放大器的示意圖2為已知的晶體管差動(dòng)放大器的示意圖3為已知的晶體管差動(dòng)放大器加入電流降低效應(yīng)到V。p與V。n的示意圖4為本發(fā)明的高速全差動(dòng)可變?cè)鲆娣糯笃鞯氖疽鈭D。
主要元件符號(hào)說(shuō)明
10 全差動(dòng)運(yùn)算放大器11 運(yùn)算放大器5
12共模反饋電路(CMFB)20 晶體管差動(dòng)放大器
22第—- PMOS23 第二 NMOS
30差動(dòng)放大器加入電流源32 第二 PMOS
33第--匪OS40 高速全差動(dòng)可變?cè)鲆娣糯笃?br> R4I第--電阻R42 第二電阻
R42,第:三電阻I41 第一電流源
142A-Ap — 弟一二電流源I41,第三電流源
!42’第四電流源Vip 第一輸入信號(hào)
VinΑ-Λ;— 弟—二輸入信號(hào)Vop 第一輸出信號(hào)
V * onΑ-Λ;— 弟一二輸出信號(hào)具體實(shí)施方式
本發(fā)明將可由以下的實(shí)施例說(shuō)明而得到充分了解，使得熟知本技術(shù)領(lǐng)域的人員可以據(jù)以此完成本發(fā)明，然而本發(fā)明的實(shí)施并非可由下列實(shí)施例而被限制其實(shí)施型態(tài)；也就是，本發(fā)明的范圍不受已提出的實(shí)施例的限制，而應(yīng)以本發(fā)明提出的權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
一個(gè)完全差動(dòng)的放大器常用于將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差動(dòng)信號(hào)，這種放大器設(shè)計(jì)有三個(gè)必須特別考慮的地方(1)單端信號(hào)源的阻抗必須匹配(match)差動(dòng)放大器的單端阻抗； (2)放大器的輸入必須保持在共模電壓限值范圍內(nèi)；(3)必須將輸入信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換至位于期望的輸出共模電壓中央的信號(hào)。
差動(dòng)放大電路又叫差分電路，不僅能有效的放大直流信號(hào)，而且能有效的減小由于電源波動(dòng)和晶體管隨溫度變化而引起的零點(diǎn)漂移(zero drift)，因而獲得廣泛的應(yīng)用。 特別是大量的應(yīng)用于集成運(yùn)放(元件參數(shù)的一致性和對(duì)稱性好)電路，它常被用作多級(jí)放大器的前置級(jí)，其中，集成電路是把整個(gè)電路的各個(gè)元件以及相互之間的聯(lián)接同時(shí)制造在一塊半導(dǎo)體上，組成一個(gè)不可分的整體，特點(diǎn)為體積小、重量輕、功耗低、可靠性高及價(jià)格低。差動(dòng)放大電路也稱差分放大電路，是一種對(duì)零點(diǎn)漂移具有很強(qiáng)抑制能力的基本放大電路，其中“零點(diǎn)漂移”現(xiàn)象為當(dāng)直流放大電路輸入端不加信號(hào)時(shí)，由于溫度、電源電壓的變化或其它干擾而引起的各級(jí)工作點(diǎn)電位的緩慢變化，都會(huì)經(jīng)過(guò)各級(jí)放大使末級(jí)輸出電壓偏離零值而上下移動(dòng)。典型差動(dòng)放大器，它是一種特殊的直接耦合(direct coupled)放大電路， 其要求電路兩邊的元件完全對(duì)稱，即兩管型號(hào)相同、特性相同、各對(duì)應(yīng)電阻值與各對(duì)應(yīng)電流源相等。
根據(jù)上述構(gòu)想，本發(fā)明提出一種如圖4所揭示的高速全差動(dòng)可變?cè)鲆娣糯笃?0， 主要包括放大模塊與反饋模塊，其中包括第二電流源I42與第二 NMOS 23被耦合至該放大模塊，以形成區(qū)域反饋回路，如圖4所示，并根據(jù)該輸入電壓與反饋信號(hào)所產(chǎn)生的負(fù)向電壓位準(zhǔn)以調(diào)整該輸出電壓。該差動(dòng)放大器，包括第一 PMOS 22，包括第一柵極、第一源極與第一漏極，其中該第一源極連接于第一電阻R41的第一端，該第一柵極用于接收第一輸入信號(hào) Vip，而該第一漏極連接于第二 NMOS 23的第二柵極與第二電流源I42;以及第一 NMOS 33，包括該第二柵極、第二源極與第二漏極，其中該第二漏極連接于第二 PMOS 32的第三源極與該第一電阻R41的第二端，而該第二源極用于輸出第一輸出信號(hào)V。p并連接于第三電阻R42。
上述的差動(dòng)放大器，還包括該第二 PMOS 32，包括第三柵極、該第三源極與第三漏極，其中該第三源極連接于該第一電阻R41的該第二端，第三柵極用于接收第二輸入信號(hào) Vin，該第三漏極連接于該第一 NMOS 33的該第二柵極與相同于該第二電流源的第四電流源 I42;以及第二 NMOS 23，包括第四柵極、第四源極與第四漏極，其中該第四漏極連接于該第一PMOS 22的該第一源極與該第一電阻R41的該第一端，該第四源極用于輸出第二輸出信號(hào) V。n并連接于第二電阻R42。
該反饋回路會(huì)產(chǎn)生增加PMOS 22,23晶體管中的等效跨導(dǎo)值Gm的效果，從而降低該跨導(dǎo)值Gm對(duì)該放大倍率的影響，使該放大倍率幾乎趨近于電阻比值R42/(R41/2)，其中須注意的是該電阻比值分母大小為該第一電阻R41的一半。另外，其可在輸入端用第三NMOS 與第四NMOS分別取代上述該第一 PMOS 22與該第二 PMOS 32而有相同的放大功能。
直接耦合晶體管電路中，常用差動(dòng)放大器來(lái)控制工作點(diǎn)因溫度效應(yīng)產(chǎn)生的漂移問(wèn)題。另外在電子醫(yī)學(xué)方面、物理測(cè)量方面，都不斷地借助于差動(dòng)放大器。
雖然本發(fā)明已揭露了如上的較佳實(shí)施例，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的變更和潤(rùn)飾。 因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書(shū)的界定為準(zhǔn)。
實(shí)施例
1、一種差動(dòng)放大器，包括
放大模塊，具有電阻比值，接收輸入電壓，并根據(jù)該電阻比值而將該輸入電壓放大為輸出電壓；以及
反饋模塊，耦合于該放大模塊并根據(jù)該輸入電壓與反饋信號(hào)所產(chǎn)生的負(fù)向電壓位準(zhǔn)以調(diào)整該輸出電壓。
2、如第1實(shí)施例所述的差動(dòng)放大器，其包括
第一 PM0S，包括第一柵極、第一源極與第一漏極，其中該第一源極連接于第一電阻的第一端，該第一柵極用于接收第一輸入信號(hào)，而該第一漏極連接于第二 NMOS的第二柵極與第二電流源；以及
第一 NM0S，包括該第二柵極、第二源極與第二漏極，其中該第二漏極連接于第二 PMOS的第三源極與該第一電阻的第二端，而該第二源極用于輸出第一輸出信號(hào)并連接于第三電阻。
3、如第2實(shí)施例所述的差動(dòng)放大器，還包括
該第二 PM0S，包括第三柵極、該第三源極與第三漏極，其中該第三源極連接于該第一電阻的該第二端，第三柵極用于接收第二輸入信號(hào)，該第三漏極連接于該第一 NMOS的該第二柵極與相同于該第二電流源的第四電流源；以及
第二 NM0S，包括第四柵極、第四源極與第四漏極，其中該第四漏極連接于該第一 PMOS的該第一源極與該第一電阻的該第一端，該第四源極用于輸出第二輸出信號(hào)并連接于第二電阻。
4、如第2或3實(shí)施例所述的差動(dòng)放大器，其中該第二電流源與該第二 NMOS構(gòu)成該反饋模塊，相同結(jié)構(gòu)發(fā)生于該第四電流源與該第一 NM0S。
5、如第2或3實(shí)施例所述的差動(dòng)放大器，其中該第二電流源與該第四電流源，可保持該第二輸出信號(hào)與該第一輸出信號(hào)在相同的操作點(diǎn)與相同的操作動(dòng)態(tài)范圍，其中該操作動(dòng)態(tài)范圍為電路能接受輸入信號(hào)以產(chǎn)生輸出信號(hào)的工作范圍。7CN 102545806 A
6、如第5實(shí)施例所述的差動(dòng)放大器，其中該第二電阻或該第三電阻與該第一電阻的一半的比值定義為放大倍率。
7、如第6實(shí)施例所述的差動(dòng)放大器，其中該放大倍率會(huì)在該操作點(diǎn)與該動(dòng)態(tài)范圍作線性變化。
8、如第2或3實(shí)施例所述的差動(dòng)放大器，其可在輸入端用第三NMOS與第四NMOS 分別取代上述該第一 PMOS與該第二 PMOS而有相同的放大功能。
9、一種差動(dòng)放大器的控制方法，其中該放大器具有電阻比值，且包括具有跨導(dǎo)值的PMOS與耦合于該P(yáng)MOS的NMOS，包括
使該P(yáng)MOS接收輸入電壓并根據(jù)該電阻比值而將該輸入電壓放大為輸出電壓；以及
使該NMOS將該輸出電壓的負(fù)向位準(zhǔn)提供給該P(yáng)M0S，并據(jù)以變動(dòng)該跨導(dǎo)值。
10、如第9實(shí)施例所述的方法，其中第二電流源與第四電流源，可保持第二輸出信號(hào)與第一輸出信號(hào)在相同的操作點(diǎn)與相同的操作動(dòng)態(tài)范圍，其中該操作動(dòng)態(tài)范圍為電路能接受輸入信號(hào)以產(chǎn)生輸出信號(hào)的工作范圍。
11、如第10實(shí)施例所述的方法，其中第二電阻或第三電阻與第一電阻的一半的比值定義為放大倍率。
12、如第11實(shí)施例所述的方法，其中該放大倍率會(huì)在該操作點(diǎn)與該動(dòng)態(tài)范圍作線性變化。
13、如第9實(shí)施例所述的方法，其可在輸入端用第三NMOS與第四NMOS分別取代第一 PMOS與第二 PMOS而有相同的放大功能。
14、一種差動(dòng)放大器，包括
放大模塊，接收輸入電壓，并產(chǎn)生輸出電壓；以及
反饋模塊，接收該輸出電壓的反饋信號(hào)，以調(diào)整該輸出電壓至預(yù)定值。
15、如第14實(shí)施例所述的差動(dòng)放大器，其中第二電流源與第四電流源，可保持第二輸出信號(hào)與第一輸出信號(hào)在相同的操作點(diǎn)與相同的操作動(dòng)態(tài)范圍，其中該操作動(dòng)態(tài)范圍為電路能接受輸入信號(hào)以產(chǎn)生輸出信號(hào)的工作范圍。
16、如第15實(shí)施例所述的差動(dòng)放大器，其中第二電阻或第三電阻與第一電阻一半的比值定義為放大倍率。
17、如第16實(shí)施例所述的差動(dòng)放大器，其中該放大倍率會(huì)在該操作點(diǎn)與該動(dòng)態(tài)范圍作線性變化。
18、如第14實(shí)施例所述的差動(dòng)放大器，其可在輸入端用第三NMOS與第四NMOS分別取代第一 PMOS與第二 PMOS而有相同的放大功能。
19、一種差動(dòng)放大器控制方法，包括
根據(jù)輸入信號(hào)，產(chǎn)生輸出信號(hào)；
根據(jù)該輸出信號(hào)，產(chǎn)生反饋信號(hào)；以及
根據(jù)該反饋信號(hào)，調(diào)整該輸出信號(hào)至預(yù)定值。
20、如第19實(shí)施例所述的方法，其中第二電流源與第四電流源，可保持第二輸出信號(hào)與第一輸出信號(hào)在相同的操作點(diǎn)與相同的操作動(dòng)態(tài)范圍，其中該操作動(dòng)態(tài)范圍為電路能接受輸入信號(hào)以產(chǎn)生輸出信號(hào)的工作范圍。
21、如第20實(shí)施例所述的方法，其中第二電阻或第三電阻與第一電阻一半的比值定義為放大倍率。
22、如第21實(shí)施例所述的方法，其中該放大倍率會(huì)在該操作點(diǎn)與該動(dòng)態(tài)范圍作線性變化。
23、如第19實(shí)施例所述的方法，其可在輸入端用第三NMOS與第四NMOS分別取代第一 PMOS與第二 PMOS而有相同的放大功能。
以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書(shū)的范圍及其均等領(lǐng)域而定，即凡是依本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)的范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種差動(dòng)放大器，包括放大模塊，具有電阻比值，接收輸入電壓，并根據(jù)所述電阻比值而將所述輸入電壓放大為輸出電壓；以及反饋模塊，耦合于所述放大模塊并根據(jù)所述輸入電壓與反饋信號(hào)所產(chǎn)生的負(fù)向電壓位準(zhǔn)以調(diào)整所述輸出電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的差動(dòng)放大器，還包括第一 PM0S，包括第一柵極、第一源極與第一漏極，其中所述第一源極連接于第一電阻的第一端，所述第一柵極用于接收第一輸入信號(hào)，而所述第一漏極連接于第二 NMOS的第二柵極與第二電流源；以及第一 NM0S，包括所述第二柵極、第二源極與第二漏極，其中所述第二漏極連接于第二 PMOS的第三源極與所述第一電阻的第二端，而所述第二源極用于輸出第一輸出信號(hào)并連接于第三電阻，其中所述放大模塊還包括所述第一 PM0S、所述第一電阻、所述第三電阻與所述第一 NM0S，所述反饋模塊包括所述第二 NMOS與第二電阻。
3.如權(quán)利要求2所述的差動(dòng)放大器，還包括所述第二 PM0S，包括第三柵極、所述第三源極與第三漏極，其中所述第三源極連接于所述第一電阻的所述第二端，所述第三柵極用于接收第二輸入信號(hào)，所述第三漏極連接于所述第一 NMOS的所述第二柵極與相同于所述第二電流源的第四電流源；以及第二 NM0S，包括第四柵極、第四源極與第四漏極，其中所述第四漏極連接于所述第一 PMOS的所述第一源極與所述第一電阻的所述第一端，所述第四源極用于輸出第二輸出信號(hào)并連接于所述第二電阻，其中所述放大模塊還包括所述第二 PM0S、所述第一電阻、所述第二電阻與所述第二 NM0S，所述反饋模塊包括所述第一 NMOS與所述第三電阻。
4.如權(quán)利要求2或3所述的差動(dòng)放大器，其中所述第二電流源與所述第二NMOS構(gòu)成所述反饋模塊，相同結(jié)構(gòu)發(fā)生于所述第四電流源與所述第一 NM0S。
5.如權(quán)利要求2或3所述的差動(dòng)放大器，其中所述第二電流源與所述第四電流源，保持所述第二輸出信號(hào)與所述第一輸出信號(hào)在相同的操作點(diǎn)與相同的操作動(dòng)態(tài)范圍，其中所述操作動(dòng)態(tài)范圍為電路能接受輸入信號(hào)以產(chǎn)生輸出信號(hào)的工作范圍。
6.如權(quán)利要求5所述的差動(dòng)放大器，其中所述第二電阻或所述第三電阻與所述第一電阻的一半的比值定義為放大倍率，而所述放大倍率在所述操作點(diǎn)與所述動(dòng)態(tài)范圍作線性變化。
7.如權(quán)利要求2或3所述的差動(dòng)放大器，其在輸入端用第三NMOS與第四NMOS分別取代所述第一 PMOS與所述第二 PMOS而有相同的放大功能。
8.一種差動(dòng)放大器的控制方法，其中所述放大器具有電阻比值，且包括具有跨導(dǎo)值的 PMOS與耦合于所述PMOS的NMOS，包括使所述PMOS接收輸入電壓并根據(jù)所述電阻比值而將所述輸入電壓放大為輸出電壓；以及使所述NMOS將所述輸出電壓的負(fù)向位準(zhǔn)提供給所述PM0S，并據(jù)以變動(dòng)所述跨導(dǎo)值。
9.一種差動(dòng)放大器，包括放大模塊，接收輸入電壓，并產(chǎn)生輸出電壓；以及反饋模塊，接收所述輸出電壓的反饋信號(hào)，以調(diào)整所述輸出電壓至預(yù)定值。
10. 一種差動(dòng)放大器控制方法，包括根據(jù)輸入信號(hào)，產(chǎn)生輸出信號(hào)；根據(jù)所述輸出信號(hào)，產(chǎn)生反饋信號(hào)；以及根據(jù)所述反饋信號(hào)，調(diào)整所述輸出信號(hào)至預(yù)定值。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種采用晶體管的全向差動(dòng)放大器，其具有可變?cè)鲆娴墓δ?，能通過(guò)單純地調(diào)整電阻比值，放大信號(hào)數(shù)倍甚至上千倍。設(shè)計(jì)上加入由NMOS與電流源構(gòu)成的區(qū)域反饋電路，來(lái)增加輸入控制中PMOS或NMOS晶體管的跨導(dǎo)值Gm，以大幅降低半導(dǎo)體制造元件的漂移特性對(duì)此放大器電路造成放大倍率的不確定性。另外，電路的體積微小化與其良好的放大線性度，使此技術(shù)的應(yīng)用層面，可涵蓋電源、通信與微機(jī)電的領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H03F3/45GK102545806SQ20111029522
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者張榮璋, 張欽奇 申請(qǐng)人:漢能科技股份有限公司