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一種高精度高動態(tài)范圍的全差分放大器電路的制作方法

文檔序號:12645230閱讀:465來源:國知局
一種高精度高動態(tài)范圍的全差分放大器電路的制作方法與工藝

本實用新型涉及一種全差分放大器電路,尤其涉及一種高精度高動態(tài)范圍的全差分放大器電路,屬于集成電路領(lǐng)域。



背景技術(shù):

全差分放大器電路是一種差分輸入和差分輸出的電路結(jié)構(gòu),由于P型MOS管和N型MOS管的電流不能完美匹配,容易導致輸出共模電平發(fā)生偏移,所以全差分放大器需要共模反饋模塊來穩(wěn)定輸出共模電平;全差分放大器相比單端輸出放大器雖然增加了功耗,但提高了共模抑制比(CMRR)和輸出電壓擺幅,更加適合應用在一些高精度高線性度的場合。

具體地講,全差分放大器一般包括套筒式共源共柵、折疊式共源共柵兩種結(jié)構(gòu),但是套筒式共源共柵結(jié)構(gòu)存在輸入共模限制和輸入輸出難以短接兩個明顯缺陷,所以大多數(shù)采用折疊式共源共柵結(jié)構(gòu)。如果把折疊式共源共柵算作一級放大器,傳統(tǒng)的折疊式共源共柵放大器需要在輸出加一級共源放大器用來提高增益,這種電路可以稱作運算跨導放大器(operation transconductance amplifier,OTA),但是由于輸出端是高阻節(jié)點,所以此類放大器的電流驅(qū)動能力很弱。為了提高放大器的驅(qū)動能力,具有低功耗強驅(qū)動能力的AB類推挽電路結(jié)構(gòu)被廣泛應用。另一方面,為了進一步提高電路的精度,斬波技術(shù)越來越被人們關(guān)注;斬波技術(shù)是一種調(diào)制解調(diào)技術(shù),可以在不改變原始信號的情況下,將不希望有的失調(diào)電壓和1/f噪聲調(diào)制到帶寬以外,實現(xiàn)降低失調(diào)電壓和噪聲的效果;較為常見的情況是,將斬波開關(guān)放在折疊式共源共柵放大器的輸入對管處和折疊式共源共柵放大器共源共柵級的電流源處。

所以,如果在差分放大器電路中結(jié)合運用斬波技術(shù)和AB類推挽結(jié)構(gòu)的話,既可以提高電路精度,也可以提高電路的驅(qū)動能力。但是,由于AB類推挽電路需要浮動電壓源偏置,如果和帶有斬波技術(shù)的傳統(tǒng)折疊式共源共柵放大器結(jié)合使用時會導致電壓裕度受到限制。另外,即使將每個MOS管調(diào)到了正常工作區(qū),由于管子的工作范圍比較極限,極易受斬波開關(guān)切換或者其他因素產(chǎn)生的電壓尖峰的影響,比如:共源共柵電流鏡一個管子的漏端電壓在某個極限范圍才能處于飽和區(qū),一個瞬時脈沖使這個管子的漏端電壓跳出了這個極限范圍,導致管子工作狀態(tài)不正常,進而導致電流鏡的電流失配,最終降低電路精度;而且,要使管子工作區(qū)恢復正常,受限于放大器建立時間,間接消弱了整個放大器電路的速度。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本實用新型的目的是克服和解決上述問題,提供一種高精度高動態(tài)范圍的全差分放大器電路,結(jié)合使用了斬波技術(shù)和AB類推挽電路結(jié)構(gòu),在保證提高電路精度和驅(qū)動能力的前提下,把共源共柵形式的電流源變換成兩個管子自級聯(lián)形式的電流源來增大電路的電壓裕度。

為實現(xiàn)以上目的,本實用新型的技術(shù)方案如下:所述整體電路包括了運放輸入級、運放中間級、運放輸出級、共模反饋模塊、第一至第二電阻和第一至第二電容;其中,運放輸入級的第一輸入端、第二輸入端分別作為運放輸入級的同相輸入端、反相輸入端,運放輸入級的第一輸出端、運放中間級的第一輸入端與共模反饋模塊的第一輸出端相互連接,運放輸入級的第二輸出端、運放中間級的第二輸入端與共模反饋模塊的第二輸出端相互連接;運放中間級的第一、第二、第三、第四輸出端分別與運放輸出級的第一、第二、第三、第四輸入端連接;運放輸出級的第一輸出端、第二輸出端分別作為運放輸出級的反相輸入端、同相輸入端;第一電阻的一端、第一電容的一端與運放輸出級的反相輸出端連接,第二電阻的一端、第二電容的一端與運放輸出級的同相輸出端連接,第一電阻、第一電容、第二電阻、第二電容的另一端與共模反饋模塊的第一輸入端相互連接;共模反饋模塊的第二輸入端外接參考電壓Vref。

所述運放輸入級包括第一至第六P型MOS管、第一斬波開關(guān)組;第一斬波開關(guān)組包含第十一至第十四N型MOS管,第十二、第十四N型MOS管的漏極相互連接作為第一斬波開關(guān)組的第一輸入端,第十一、第十三N型MOS管的漏極相互連接作為第一斬波開關(guān)組的第二輸入端,第十三、第十四N型MOS管的源極相互連接作為第一斬波開關(guān)組的第一輸出端,第十一、第十二N型MOS管的源極相互連接作為第一斬波開關(guān)組的第二輸出端,第十二、第十三N型MOS管的柵極外接斬波時鐘信號O1,第十一、第十四N型MOS管的柵極外接斬波時鐘信號O2;

運放輸入級電路按以下方式連接:

第一斬波開關(guān)組的第一輸入端與運放輸入級的同相輸入端相連接;第一斬波開關(guān)組的第二輸入端與運放輸入級的反相輸入端相連接;第一P型MOS管的源極與電源相連接,第一P型MOS管的漏極與第二P型MOS管的源極相連接,第一、第二P型MOS管的柵極與電壓偏置VP1相連接,則第一P型MOS管和第二P型MOS管構(gòu)成一個自級聯(lián)式電流源,下文提及的類似結(jié)構(gòu)亦然;第三、第四P型MOS管的源極第二P型MOS管的漏極相連接,第三P型MOS管的漏極與第五P型MOS管的源極相連接,第三P型MOS管的柵極、第五P型MOS管的柵極與第一斬波開關(guān)組的第一輸出端相連接,第四P型MOS管的漏極與第六P型MOS管的源極相連接,第四P型MOS管的柵極、第六P型MOS管的柵極與第一斬波開關(guān)組的第二輸出端相連接,第五P型MOS管的漏極作為運放輸入級的第一輸出端,第六P型MOS管漏極作為運放輸入級的第二輸出端。

所述運放中間級包括第一至第六N型MOS管、第七至第十二P型MOS管、第二至第三斬波開關(guān)組;第二斬波開關(guān)組包含第十五至第十八N型MOS管,第十五、第十六N型MOS管的源極相互連接作為第二斬波開關(guān)組的第一輸入端,第十七、第十八N型MOS管的源極相互連接作為第二斬波開關(guān)組的第二輸入端,第十五、第十七N型MOS管的漏極相互連接作為第二斬波開關(guān)組的第一輸出端,第十六、第十八N型MOS管的漏極相互連接作為第二斬波開關(guān)組的第二輸出端,第十五、第十八N型MOS管的柵極外接斬波時鐘信號O3,第十六、第十七N型MOS管的柵極外接斬波時鐘信號O4;第三斬波開關(guān)組包含第十五至第十八P型MOS管,第十五、第十七P型MOS管的源極相互連接作為第三斬波開關(guān)組的第一輸入端,第十六、第十八P型MOS管的源極相互連接作為第三斬波開關(guān)組的第二輸入端,第十五、第十六P型MOS管的漏極相互連接作為第三斬波開關(guān)組的第一輸出端,第十七、第十八P型MOS管的漏極相互連接作為第三斬波開關(guān)組的第二輸出端,第十五、第十八P型MOS管的柵極外接斬波時鐘信號O5,第十六、第十七P型MOS管的柵極外接斬波時鐘信號O6;

運放中間級電路按以下方式連接:

第一、第二N型MOS管的源極與地相連接,第一、第二、第三、第四N型MOS管的柵極與電壓偏置VN1相連接,第一N型MOS管的漏極與第二斬波開關(guān)組的第一輸入端相互連接作為運放中間級的第一輸入端,第二N型MOS管的漏極與第二斬波開關(guān)組的第二輸入端相互連接作為運放中間級的第二輸入端,第二斬波開關(guān)組的第一輸出端與第三N型MOS管的源極相連接,第二斬波開關(guān)組的第二輸出端與第四N型MOS管的源極相連接;第三N型MOS管的漏極、第五N型MOS管的源極、第七P型MOS管的漏極相互連接作為運放中間級的第一輸出端,第五N型MOS管的漏極、第七P型MOS管的源極、第九P型MOS管的漏極相互連接作為運放中間級的第二輸出端,第四N型MOS管的漏極、第六N型MOS管的源極、第八P型MOS管的漏極相互連接作為運放中間級的第三輸出端,第六N型MOS管的漏極、第八P型MOS管的源極、第十P型MOS管的漏極相互連接作為運放中間級的第四輸出端,第五、第六N型MOS管的柵極與電壓偏置VB2相連接,第七、第八P型MOS管的柵極與電壓偏置VB1相連接;第九P型MOS管的源極與第三斬波開關(guān)組的第一輸出端相連接,第十P型MOS管的源極與第三斬波開關(guān)組的第二輸出端相連接,第三斬波開關(guān)組的第一輸入端與第十一P型MOS管的漏極相連接,第三斬波開關(guān)組的第二輸入端與第十二P型MOS管的漏極相連接,第九、第十、第十一、第十二P型MOS管的柵極與電壓偏置VP1相連接,第十一、第十二P型MOS管的源極與電源相連接;

所述運放輸出級包括第七N型MOS管、第八N型MOS管、第十三P型MOS管、第十四P型MOS管、第三至第六電阻、第三至第六電容;其中,第七、第八N型MOS管的源極與地相連接,第十三、第十四P型MOS管的源極與電源相連接;第七N型MOS管的柵極、第三電阻的一端與運放中間級的第三輸出端相互連接,第十三P型MOS管的柵極、第四電阻的一端與運放中間級的第四輸出端相互連接,第七N型MOS管的漏極、第三電容的一端、第四電容的一端、第十三P型MOS管的漏極相互連接作為運放輸出級反相輸出端,第三電阻與第三電容的另一端相互連接,第四電阻與第四電容的另一端相互連接;第八N型MOS管的柵極、第五電阻的一端與運放中間級的第一輸出端相互連接,第十四P型MOS管的柵極、第六電阻的一端與運放中間級的第二輸出端相互連接,第八N型MOS管的漏極、第五電容的一端、第六電容的一端、第十四P型MOS管的漏極相互連接作為運放輸出級同相輸出端,第五電阻與第五電容的另一端相互連接,第六電阻與第六電容的另一端相互連接;

所述共模反饋模塊包括誤差放大器A1、第九N型MOS管、第十N型MOS管;其中,誤差放大器A1的反相輸入端、同相輸入端分別作為共模反饋模塊的第一輸入端、第二輸入端,誤差放大器A1的輸出端、第九N型MOS管的柵極、第十N型MOS管的柵極相連接,第九、第十N型MOS管的源極與地相連接,第九N型MOS管的漏極作為共模反饋模塊(4)的第二輸出端,第十N型MOS管的漏極作為共模反饋模塊(4)的第一輸出端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型具有以下效果:

(1)本實用新型中的運放輸入級和運放中間級都加入了斬波開關(guān)組,既能將輸入端的失調(diào)和1/f噪聲調(diào)制到高頻,也能將共源共柵結(jié)構(gòu)的N型電流源負載和P型電流源負載中存在的失調(diào)和1/f噪聲調(diào)制到高頻,盡可能多的消除電路中存在的失調(diào)和1/f噪聲;

(2)本實用新型中的運放輸出級采用AB類推挽電路結(jié)構(gòu),大大增強電路的驅(qū)動能力,而且輸出級靜態(tài)功耗也降低了;

(3)本實用新型中輸入級中的P型MOS管電流源負載、P型MOS管差分對管以及中間級中的電流源均采用兩管自級聯(lián)形式,相比cascode結(jié)構(gòu)提高了電壓裕度,而且間接增加了電路的精度;

(4)本實用新型中共模反饋模塊中的誤差放大器A1的輸出端先連接在第九、第十N型MOS管的柵極上,用來調(diào)節(jié)第九、第十N型MOS管電流大小,間接調(diào)節(jié)運放輸入級的第二、第一輸出端電壓的大小,降低了反饋誤差,更有利于輸出共模電平的穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本實施例中全差分放大器電路的整體框架圖;

圖2是本實施例中全差分放大器電路的整體電路圖;

圖3(a)是本實施例中第一斬波開關(guān)組電路圖;

圖3(b)是本實施例中第二斬波開關(guān)組電路圖;

圖3(c)是本實施例中第三斬波開關(guān)組電路圖;

圖4是本實施例中斬波技術(shù)原理框圖;

圖5是本實施例中自級聯(lián)結(jié)構(gòu)圖;

圖6是本實施例中斬波時鐘信號時序圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作詳細地描述。

本實施例中的一種高精度高動態(tài)范圍的全差分放大器電路,其整體框架圖如圖1所示,包括運放輸入級1、運放中間級2、運放輸出級3、共模反饋模塊4、第一電阻R1、第二電阻R2和第一電容C1、第二電容C2;其中,運放輸入級1的第一輸入端、第二輸入端分別作為運放輸入級的同相輸入端、反相輸入端,運放輸入級1的第一輸出端、運放中間級2的第一輸入端與共模反饋模塊4的第一輸出端相互連接,運放輸入級1的第二輸出端、運放中間級2的第二輸入端與共模反饋模塊4的第二輸出端相互連接;運放中間級2的第一、第二、第三、第四輸出端分別與運放輸出級3的第一、第二、第三、第四輸入端連接;運放輸出級3的第一輸出端、第二輸出端分別作為運放輸出級的反相輸入端、同相輸入端;第一電阻R1的一端、第一電容C1的一端與運放輸出級的反相輸出端連接,第二電阻R2的一端、第二電容C2的一端與運放輸出級的同相輸出端連接,第一電阻R1、第一電容C1、第二電阻R2、第二電容C2的另一端與共模反饋模塊4的第一輸入端相互連接;共模反饋模塊4的第二輸入端外接參考電壓Vref。

如圖2所示,所述運放輸入級1包括第一至第六P型MOS管、第一斬波開關(guān)組;如圖3(a)所示,第一斬波開關(guān)組包含第十一至第十四N型MOS管,第十二、第十四N型MOS管的漏極相互連接作為第一斬波開關(guān)組的第一輸入端,第十一、第十三N型MOS管的漏極相互連接作為第一斬波開關(guān)組的第二輸入端,第十三、第十四N型MOS管的源極相互連接作為第一斬波開關(guān)組的第一輸出端,第十一、第十二N型MOS管的源極相互連接作為第一斬波開關(guān)組的第二輸出端,第十二、第十三N型MOS管的柵極外接斬波時鐘信號O1,第十一、第十四N型MOS管的柵極外接斬波時鐘信號O2。

運放輸入級電路按以下方式連接:

第一斬波開關(guān)組的第一輸入端與運放輸入級的同相輸入端相連接;第一斬波開關(guān)組的第二輸入端與運放輸入級的反相輸入端相連接;第一P型MOS管的源極與電源相連接,第一P型MOS管的漏極與第二P型MOS管的源極相連接,第一、第二P型MOS管的柵極與電壓偏置VP1相連接,則第一P型MOS管和第二P型MOS管構(gòu)成一個自級聯(lián)式電流源,以圖5所示的兩個N型MOS管自級聯(lián)結(jié)構(gòu)為例,一個寬長比為W/L的管子與一個寬長比為m*(W/L)的管子串聯(lián),可以等效得到一個m*W/(m+1)*L的管子,可見等效管子的寬和長都呈倍增加,大大增加了等效面積,下文提及的類似結(jié)構(gòu)亦然;第三、第四P型MOS管的源極第二P型MOS管的漏極相連接,第三P型MOS管的漏極與第五P型MOS管的源極相連接,第三P型MOS管的柵極、第五P型MOS管的柵極與第一斬波開關(guān)組的第一輸出端相連接,第四P型MOS管的漏極與第六P型MOS管的源極相連接,第四P型MOS管的柵極、第六P型MOS管的柵極與第一斬波開關(guān)組的第二輸出端相連接,第五P型MOS管的漏極作為運放輸入級的第一輸出端,第六P型MOS管漏極作為運放輸入級的第二輸出端。

如圖2所示,所述運放中間級2包括第一至第六N型MOS管、第七至第十二P型MOS管、第二至第三斬波開關(guān)組;如圖3(b)所示,第二斬波開關(guān)組包含第十五至第十八N型MOS管,第十五、第十六N型MOS管的源極相互連接作為第二斬波開關(guān)組的第一輸入端,第十七、第十八N型MOS管的源極相互連接作為第二斬波開關(guān)組的第二輸入端,第十五、第十七N型MOS管的漏極相互連接作為第二斬波開關(guān)組的第一輸出端,第十六、第十八N型MOS管的漏極相互連接作為第二斬波開關(guān)組的第二輸出端,第十五、第十八N型MOS管的柵極外接斬波時鐘信號O3,第十六、第十七N型MOS管的柵極外接斬波時鐘信號O4;如圖3(c)所示,第三斬波開關(guān)組包含第十五至第十八P型MOS管,第十五、第十七P型MOS管的源極相互連接作為第三斬波開關(guān)組的第一輸入端,第十六、第十八P型MOS管的源極相互連接作為第三斬波開關(guān)組的第二輸入端,第十五、第十六P型MOS管的漏極相互連接作為第三斬波開關(guān)組的第一輸出端,第十七、第十八P型MOS管的漏極相互連接作為第三斬波開關(guān)組的第二輸出端,第十五、第十八P型MOS管的柵極外接斬波時鐘信號O5,第十六、第十七P型MOS管的柵極外接斬波時鐘信號O6。

運放中間級電路按以下方式連接:

第一、第二N型MOS管的源極與地相連接,第一、第二、第三、第四N型MOS管的柵極與電壓偏置VN1相連接,第一N型MOS管的漏極與第二斬波開關(guān)組的第一輸入端相互連接作為運放中間級的第一輸入端,第二N型MOS管的漏極與第二斬波開關(guān)組的第二輸入端相互連接作為運放中間級的第二輸入端,第二斬波開關(guān)組的第一輸出端與第三N型MOS管的源極相連接,第二斬波開關(guān)組的第二輸出端與第四N型MOS管的源極相連接;第三N型MOS管的漏極、第五N型MOS管的源極、第七P型MOS管的漏極相互連接作為運放中間級的第一輸出端,第五N型MOS管的漏極、第七P型MOS管的源極、第九P型MOS管的漏極相互連接作為運放中間級的第二輸出端,第四N型MOS管的漏極、第六N型MOS管的源極、第八P型MOS管的漏極相互連接作為運放中間級的第三輸出端,第六N型MOS管的漏極、第八P型MOS管的源極、第十P型MOS管的漏極相互連接作為運放中間級的第四輸出端,第五、第六N型MOS管的柵極與電壓偏置VB2相連接,第七、第八P型MOS管的柵極與電壓偏置VB1相連接;第九P型MOS管的源極與第三斬波開關(guān)組的第一輸出端相連接,第十P型MOS管的源極與第三斬波開關(guān)組的第二輸出端相連接,第三斬波開關(guān)組的第一輸入端與第十一P型MOS管的漏極相連接,第三斬波開關(guān)組的第二輸入端與第十二P型MOS管的漏極相連接,第九、第十、第十一、第十二P型MOS管的柵極與電壓偏置VP1相連接,第十一、第十二P型MOS管的源極與電源相連接。

如圖2所示,所述運放輸出級3包括第七N型MOS管、第八N型MOS管、第十三P型MOS管、第十四P型MOS管、第三至第六電阻、第三至第六電容;其中,第七、第八N型MOS管的源極與地相連接,第十三、第十四P型MOS管的源極與電源相連接;第七N型MOS管的柵極、第三電阻的一端與運放中間級的第三輸出端相互連接,第十三P型MOS管的柵極、第四電阻的一端與運放中間級的第四輸出端相互連接,第七N型MOS管的漏極、第三電容的一端、第四電容的一端、第十三P型MOS管的漏極相互連接作為運放輸出級反相輸出端,第三電阻與第三電容的另一端相互連接,第四電阻與第四電容的另一端相互連接;第八N型MOS管的柵極、第五電阻的一端與運放中間級的第一輸出端相互連接,第十四P型MOS管的柵極、第六電阻的一端與運放中間級的第二輸出端相互連接,第八N型MOS管的漏極、第五電容的一端、第六電容的一端、第十四P型MOS管的漏極相互連接作為運放輸出級同相輸出端,第五電阻與第五電容的另一端相互連接,第六電阻與第六電容的另一端相互連接。

如圖2所示,所述共模反饋模塊4包括誤差放大器A1、第九N型MOS管、第十N型MOS管;其中,誤差放大器A1的反相輸入端、同相輸入端分別作為共模反饋模塊的第一輸入端、第二輸入端,誤差放大器A1的輸出端、第九N型MOS管的柵極、第十N型MOS管的柵極相連接,第九、第十N型MOS管的源極與地相連接,第九N型MOS管的漏極作為共模反饋模塊4的第二輸出端,第十N型MOS管的漏極作為共模反饋模塊4的第一輸出端。

為了方便描述,第一至第十八N型MOS管用NM1至NM18代替,第一至第十八P型MOS管用PM1至PM18代替,第一至第六電阻用R1至R6代替,第一至第六電容用C1至C6代替,第一至第三斬波開關(guān)組用chopper1至chopper3代替;本實施例的電路工作原理如下:

a. 兩管自級聯(lián)結(jié)構(gòu)原理及作用:

如圖4所示,以兩個N型MOS管N1、N2自級聯(lián)為例,可以使等效成一個N型MOS管N3,N2的寬長比是N1的m倍,可以使N3的寬等效為N1的寬的m倍,使N3的長等效為N1的寬的m+1倍,大大增加了管子的等效面積,有利于降低MOS管的1/f噪聲和失配;如圖2所示,差分輸入對管及其電流源負載、共源共柵結(jié)構(gòu)中的N型MOS管電流源和P型MOS管電流源都是采用兩管自級聯(lián)技術(shù),有效降低了電路的失配和噪聲;另外,N1必然處于線性區(qū),相對于共源共柵式電流源來說,提高了電壓裕度;

b. 斬波技術(shù)的實現(xiàn)方式:

可從圖5(a)、(b)、(c)、(d)看出斬波技術(shù)的原理,即輸入信號vin經(jīng)一組斬波開關(guān)將其頻譜被搬移到斬波頻率的奇次諧波分量上,通過增益為A(f)的放大器后再經(jīng)一組斬波開關(guān)將其頻譜搬移至斬波頻率的偶次諧波分量上,最后用濾波器濾除高頻部分;失調(diào)和噪聲只經(jīng)過一組斬波開關(guān),其頻譜被搬移到斬波頻率的奇次諧波分量上,再外接濾波器將其濾除。如圖2所示,chopper1的斬波時鐘信號為O1、O2,chopper2的斬波時鐘信號為O3、O4,chopper3的斬波時鐘信號為O5、O6;為了確保整體電路輸入輸出端可以處于正確的正負極性,O1、O2、O3、O4、O5、O6采用如圖6所示的斬波時鐘信號時序圖,本實用新型中的六個斬波時鐘信號都是頻率為fchop的占空比為50%的方波信號,且O1與O2、O3與O4、O5與O6的相位是相反的;如圖2所示,chopper1將輸入信號調(diào)制到斬波頻率的奇次諧波上后再經(jīng)chopper2解調(diào)到基帶和偶次諧波上;chopper2將PM3、PM4、PM5、PM6、NM1、NM2的失調(diào)和1/f噪聲調(diào)制到斬波頻率的奇次諧波上;chopper3將PM11、PM12的失調(diào)和1/f噪聲調(diào)制到斬波頻率的奇次諧波上;最后在輸出端可接一個現(xiàn)有的稍大于輸入信號截止頻率的低通濾波器,將大于輸入信號截止頻率的高頻部分濾除,實現(xiàn)降噪降失調(diào)效果;

c. AB類推挽電路的原理:

如圖2所示,輸出級是一種共源型class-AB推挽結(jié)構(gòu),也有驅(qū)動能力更大的共漏型class-AB推挽結(jié)構(gòu),但輸出電壓必須大于一個MOS管的柵源電壓,限制了輸出擺幅,所以選用共源型class-AB推挽結(jié)構(gòu);R3至R6和C3至C6被用來作MILLER補償用來提高電路頻率特性,NM5、NM6的偏置電壓由VB2提供,PM7、PM8的偏置電壓由VB1提供, NM5、NM6、PM7、PM8是浮動電壓源,分別為NM8、NM7、PM14、PM13提供偏置;合理設(shè)置偏置電壓VB1、VB2,可以使NM8、NM7、PM14、PM13所在支路靜態(tài)電流做的很小,由于class-AB具有push-pull功能,即使靜態(tài)電流小,輸出支路的動態(tài)特性仍然很強;

d. 共模反饋模塊原理:

共模反饋的基本過程為:檢測輸出共模電平、和一個參考電壓比較、將誤差送回偏置網(wǎng)絡(luò);如圖2所示,R1和R2用來檢測輸出共模電平,C1和C2用于濾波共模電壓上的紋波;檢測到的輸出共模電平通過誤差放大器A1與參考電壓Vref進行比較,會改變輸出端電壓的大小,從而改變NM9、NM10的電流的大??;NM2、NM1漏極的電壓會隨NM9、NM10的電流的大小改變而改變;實現(xiàn)了V-I-V的轉(zhuǎn)換,相比誤差放大器A1的輸出端直接與電流源負載NM1、NM2的柵極連接的方式(V-I),降低了反饋誤差,從而提高輸出共模電平的準確性,使輸出共模電平處于動態(tài)平衡狀態(tài);

通過對上述四種技術(shù)的工作原理進行了分析,并實現(xiàn)了上述功能。但是本實用新型在提高電路精度和驅(qū)動能力的同時,也存在一些問題,斬波頻率越高可以使1/f噪聲降低越低,但是斬波開關(guān)切換時,有電子注入、時鐘饋通效應,會導致殘余失調(diào)越大,因此需要在1/f噪聲和殘余失調(diào)之間做折衷。

以上實施例僅為本實用新型的基本實施例,但并非本實用新型覆蓋內(nèi)容的全部,一切在本實用新型精神范圍以內(nèi)所做的等同變換,都將在本實用新型保護范圍以內(nèi)。

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