本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種跨導(dǎo)放大器及濾波器。

背景技術(shù)：

跨導(dǎo)放大器是一種通用性很強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)器件，應(yīng)用非常廣泛，主要用途可以分為兩方面。一方面，在多種線性和非線性模擬電路和系統(tǒng)中進(jìn)行信號(hào)運(yùn)算和處理；另一方面，在電壓模式信號(hào)系統(tǒng)和電流模式信號(hào)系統(tǒng)之間作為接口電路，將待處理的電壓信號(hào)變換為電流信號(hào)，再送入電流模式系統(tǒng)進(jìn)行處理。

隨著通信技術(shù)，尤其是移動(dòng)通信技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，作為信號(hào)運(yùn)算和處理的一個(gè)關(guān)鍵模塊，跨導(dǎo)放大器在研制高穩(wěn)定度的電壓和電流放大器、濾波器等方面具有重要的作用，其中，線性度是衡量跨導(dǎo)放大器的一個(gè)重要的性能參數(shù)。

如跨導(dǎo)-電容(Gm-C)有源濾波器，用于在混頻器之后進(jìn)行信號(hào)的濾波處理，為后級(jí)的可變?cè)鲆娣糯笃魈峁╇s散頻譜較少的信號(hào)。在處理較大的輸入信號(hào)時(shí)，跨導(dǎo)-電容(Gm-C)有源濾波器需要在功耗很低的情況下保證較高的線性度，而跨導(dǎo)-電容(Gm-C)有源濾波器線性度與跨導(dǎo)放大器的線性度成正比，這就需要跨導(dǎo)放大器在進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)滿足較高的線性度要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種跨導(dǎo)放大器及濾波器，具有較高的線性度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種跨導(dǎo)放大器，其特征在于，包括：輸入級(jí)和與所述輸入級(jí)連接的負(fù)載電路；

所述輸入級(jí)包括：

第一電流源管(PM3a)、第二電流源管(PM3b)、第三電流源管(PM3c)、第四電流源管(PM3d)和第五電流源管(PM3e)；

第一輸入管(PM1a)、第二輸入管(PM1b)、第三輸入管(PM1c)和第四輸入管(PM1d)，其中，所述第一輸入管(PM1a)和所述第二輸入管(PM1b)的尺寸相等，所述第三輸入管(PM1c)和所述第四輸入管(PM1d)的尺寸相等；

第一反饋管(PM2a)、第二反饋管(PM2b)、第三反饋管(PM2c)和第四反饋管(PM2d)，其中，第一反饋管(PM2a)和第二反饋管(PM2b)的尺寸相等，所述第三反饋管(PM2c)和所述第四反饋管(PM2d)的尺寸相等；

所述第一電流源管(PM3a)的柵端、所述第二電流源管(PM3b)的柵端、所述第三電流源管(PM3c)的柵端和所述第四電流源管(PM3d)的柵端連接所述跨導(dǎo)放大器的偏置電流源，源端連接所述跨導(dǎo)放大器的電源電壓；

所述第五電流源管(PM3e)的柵端和漏端連接所述跨導(dǎo)放大器的偏置電流源，源端連接所述跨導(dǎo)放大器的電源電壓；

所述第一輸入管(PM1a)的柵端和所述第四輸入管(PM1d)的柵端與所述垮導(dǎo)放大器的正相輸入端連接；所述第二輸入管(PM1b)的柵端和所述第三輸入管(PM1c)的柵端與所述跨導(dǎo)放大器的負(fù)相輸入端連接；

所述第一輸入管(PM1a)的漏端和所述第三輸入管(PM1c)的漏端連接，且與所述垮導(dǎo)放大器的正相輸出端連接；所述第二輸入管(PM1b)的漏端和所述第四輸入管(PM1d)的漏端連接，且與所述跨導(dǎo)放大器的負(fù)相輸出端連接；

所述第一輸入管(PM1a)的源端和所述第一電流源管(PM3a)的漏端連接，且與所述第一反饋管(PM2a)的漏端和第二反饋管(PM2b)的源端連接；所述第二輸入管(PM1b)的源端和所述第二電流源管(PM3b)的漏端連接，且與所述第一反饋管(PM2a)的源端和第二反饋管(PM2b)的漏端連接；所述第三輸入管(PM1c)的源端和所述第三電流源管(PM3c)的漏端連接，且與所述第三反饋管(PM2c)的漏端和第四反饋管(PM2d)的源端連接；所述第四輸入管(PM1d)的源端和所述第四電流源管(PM3d)的漏端連接，且與所述第三反饋管(PM2c)的源端和第四反饋管(PM2d)的漏端連接；

所述第一反饋管(PM2a)的柵端和第四反饋管(PM2d)的柵端連接所述跨導(dǎo)放大器的正相輸入端；所述第二反饋管(PM2c)的柵端和第三反饋管(PM2d)的柵端連接所述跨導(dǎo)放大器的負(fù)相輸入端。

優(yōu)選的，所述第一電流源管(PM3a)、所述第二電流源管(PM3b)、所述第三電流源管(PM3c)、所述第四電流源管(PM3d)、所述第五電流源管(PM3e)、所述第一輸入管(PM1a)、所述第二輸入管(PM1b)、所述第三輸入管(PM1c)、所述第四輸入管(PM1d)、所述第一反饋管(PM2a)、所述第二反饋管(PM2b)、所述第三反饋管(PM2c)和所述第四反饋管(PM2d)均為PMOS管。

優(yōu)選的，所述負(fù)載電路包括：

第一共源共柵管(NM1a)、第二共源共柵管(NM1b)、第一負(fù)載管(NM2a)、第二負(fù)載管(NM2b)、第三負(fù)載管(NM2c)和第四負(fù)載管(NM2d)，其中，所述第一共源共柵管NM1a和所述第二共源共柵管NM1b的尺寸相等，所述第一負(fù)載管NM2a、第二負(fù)載管NM2b、第三負(fù)載管NM2c和第四負(fù)載管NM2d的尺寸相等；

所述第一共源共柵管(NM1a)的漏端連接所述跨導(dǎo)放大器的負(fù)相輸出端；所述第二共源共柵管(NM1b)的漏端連接所述跨導(dǎo)放大器的正相輸出端；所述第一共源共柵管(NM1a)的柵端和所述第二共源共柵管(NM1b)的柵端連接所述跨導(dǎo)放大器的偏置電壓；

所述第一負(fù)載管(NM2a)的漏端和所述第二負(fù)載管(NM2b)的漏端連接所述第一共源共柵管(NM1a)的源端；所述第三負(fù)載管(NM2c)的漏端和所述第四負(fù)載管(NM2d)的漏端連接所述第二共源共柵管(NM1b)的源端；

所述第一負(fù)載管(NM2a)的柵端和所述第三負(fù)載管(NM2c)的柵端連接所述跨導(dǎo)放大器的負(fù)相輸出端；第二負(fù)載管(NM2b)的柵端和第四負(fù)載管(NM2d)的柵端連接所述跨導(dǎo)放大器的正相輸出端；

所述第一負(fù)載管(NM2a)的源端、所述第二負(fù)載管(NM2b)的源端、所述第三負(fù)載管(NM2c)的源端和所述第四負(fù)載管(NM2d)的源端接地。

優(yōu)選的，所述第一共源共柵管(NM1a)、第二共源共柵管(NM1b)、第一負(fù)載管(NM2a)、第二負(fù)載管(NM2b)、第三負(fù)載管(NM2c)和第四負(fù)載管(NM2d)均為NMOS管。

優(yōu)選的，還包括：為所述跨導(dǎo)放大器提供偏置電壓的偏置電路；

所述偏置電路包括：第一偏置晶體管(MB1a)、第二偏置晶體管(MB1b)、第三偏置晶體管(MB2a)、第四偏置晶體管(MB2b)、第五偏置晶體管(MB3a)、第六偏置晶體管(MB3b)、第七偏置晶體管(MB4a)、第八偏置晶體管(MB4b)和第九偏置晶體管(PM3e)；

其中，第一偏置晶體管(MB1a)和第二偏置晶體管(MB1b)的尺寸相等，第三偏置晶體管(MB2a)和第四偏置晶體管(MB2b)的尺寸相等，第五偏置晶體管(MB3a)和第六偏置晶體管(MB3b)的尺寸相等，第七偏置晶體管(MB4a)和第八偏置晶體管(MB4b)的尺寸相等；

所述第九偏置晶體管(PM3e)的柵端和漏端連接所述跨導(dǎo)放大器的偏置電流源，源端連接所述跨導(dǎo)放大器的電源電壓；

所述第一偏置晶體管(MB1a)的柵端和所述第二偏置晶體管(MB1b)的柵端與所述第九偏置晶體管(PM3e)的柵端連接；所述第一偏置晶體管(MB1a)的源端和所述第二偏置晶體管(MB1b)的源端與所述跨導(dǎo)放大器的電源電壓；所述第一偏置晶體管(MB1a)的漏端連接所述第三偏置晶體管(MB2a)的源端；所述第二偏置晶體管(MB1b)的漏端連接所述第四偏置晶體管(MB2b)的源端；

所述第三偏置晶體管(MB2a)的柵端和所述第四偏置晶體管(MB2b)的柵端與所述跨導(dǎo)放大器的外接電壓；所述第三偏置晶體管(MB2a)的漏端連接所述第五偏置晶體管(MB3a)的柵端和漏端，且與所述偏置電路的輸出端相連；所述第四偏置晶體管(MB2b)的漏端連接所述第六偏置晶體管(MB3b)的柵端和漏端，且與所述偏置電路的輸出端相連；所述輸出端輸出偏置電壓；

所述第五偏置晶體管(MB3a)的源端連接所述第七偏置晶體管(MB4a)的漏端；所述第六偏置晶體管(MB3b)的源端連接所述第八偏置晶體管(MB4b)的漏端；

所述第七偏置晶體管(MB4a)的柵端和所述第八偏置晶體管(MB4b)的柵端與所述跨導(dǎo)放大器的外接電壓；所述第七偏置晶體管(MB4a)的源端和所述第八偏置晶體管(MB4b)的源端接地。

優(yōu)選的，所述第五電流源管復(fù)用為所述第九偏置晶體管(PM3e)。

優(yōu)選的，所述第一偏置晶體管(MB1a)、第二偏置晶體管(MB1b)、第三偏置晶體管(MB2a)、第四偏置晶體管(MB2b)和第九偏置晶體管(PM3e)為PMOS管；

所述第五偏置晶體管(MB3a)、第六偏置晶體管(MB3b)、第七偏置晶體管(MB4a)和第八偏置晶體管(MB4b)為NMOS管。

優(yōu)選的，所述第一偏置晶體管(MB1a)的尺寸等于所述第一電流源管(PM3a)的尺寸和所述第三電流源管(PM3c)的尺寸之和，所述第二偏置晶體管(MB2a)的尺寸等于所述第一輸入管(PM1a)的尺寸和所述第三輸入管(PM1c)的尺寸之和，所述第三偏置晶體管(MB3a)的尺寸等于所述第一共源共柵管(NM1a)的尺寸，所述第四偏置晶體管(MB4a)的尺寸等于所述第一負(fù)載管(NM2a)的尺寸和所述第三負(fù)載管(NM2c)的尺寸之和。

一種濾波器，包括上述方案所述的跨導(dǎo)放大器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

通過(guò)上述描述可知，本申請(qǐng)?zhí)峁┑目鐚?dǎo)放大器及濾波器，其輸入級(jí)中包括由第一輸入管、第二輸入管、第三輸入管和第四輸入管構(gòu)成的雙差分對(duì)結(jié)構(gòu)，和，由第一反饋管、第二反饋管、第三反饋管和第四反饋管構(gòu)成的源極負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，通過(guò)雙差分對(duì)結(jié)構(gòu)抵消電流三次非線性項(xiàng)，通過(guò)源極負(fù)反饋結(jié)構(gòu)抑制因?yàn)槭浜碗娮舆w移率退化等原因引起的非線性，從而具有較高的線性度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的跨導(dǎo)放大器的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的偏置電路的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中跨導(dǎo)放大器的三次諧波抑制比的仿真結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。

其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表示器件結(jié)構(gòu)的示意圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。

如背景技術(shù)所述，作為信號(hào)運(yùn)算和處理的一個(gè)關(guān)鍵模塊，跨導(dǎo)放大器的線形度直接影響著器件的性能。

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種跨導(dǎo)放大器及濾波器，包括：輸入級(jí)和與所述輸入級(jí)連接的負(fù)載電路；所述輸入級(jí)包括：

第一電流源管PM3a、第二電流源管PM3b、第三電流源管PM3c、第四電流源管PM3d和第五電流源管PM3e；第一輸入管PM1a、第二輸入管PM1b、第三輸入管PM1c和第四輸入管PM1d，其中，所述第一輸入管PM1a和所述第二輸入管PM1b的尺寸相等，所述第三輸入管PM1c和所述第四輸入管PM1d的尺寸相等；第一反饋管PM2a、第二反饋管PM2b、第三反饋管PM2c和第四反饋管PM2d，其中，第一反饋管PM2a和第二反饋管PM2b的尺寸相等，所述第三反饋管PM2c和所述第四反饋管PM2d的尺寸相等；

所述第一電流源管PM3a的柵端、所述第二電流源管PM3b的柵端、所述第三電流源管PM3c的柵端和所述第四電流源管PM3d的柵端連接所述跨導(dǎo)放大器的偏置電流源，源端連接所述跨導(dǎo)放大器的電源電壓；

所述第五電流源管PM3e的柵端和漏端連接所述跨導(dǎo)放大器的偏置電流源，源端連接所述跨導(dǎo)放大器的電源電壓端；

所述第一輸入管PM1a的柵端和所述第四輸入管PM1d的柵端與所述垮導(dǎo)放大器的正相輸入端連接；所述第二輸入管PM1b的柵端和所述第三輸入管PM1c的柵端與所述跨導(dǎo)放大器的負(fù)相輸入端連接；

所述第一輸入管PM1a的漏端和所述第三輸入管PM1c的漏端連接，且與所述垮導(dǎo)放大器的正相輸出端連接；所述第二輸入管PM1b的漏端和所述第四輸入管PM1d的漏端連接，且與所述跨導(dǎo)放大器的負(fù)相輸出端連接；

所述第一輸入管PM1a的源端和所述第一電流源管PM3a的漏端連接，且與所述第一反饋管PM2a的漏端和第二反饋管PM2b的源端連接；所述第二輸入管PM1b的源端和所述第二電流源管PM3b的漏端連接，且與所述第一反饋管PM2a的源端和第二反饋管PM2b的漏端連接；所述第三輸入管PM1c的源端和所述第三電流源管PM3c的漏端連接，且與所述第三反饋管PM2c的漏端和第四反饋管PM2d的源端連接；所述第四輸入管PM1d的源端和所述第四電流源管PM3d的漏端連接，且與所述第三反饋管PM2c的源端和第四反饋管PM2d的漏端連接；

所述第一反饋管PM2a的柵端和第四反饋管PM2d的柵端連接所述跨導(dǎo)放大器的正相輸入端；所述第二反饋管PM2c的柵端和第三反饋管PM2d的柵端連接所述跨導(dǎo)放大器的負(fù)相輸入端。

可以看出，本申請(qǐng)?zhí)峁┑目鐚?dǎo)放大器及濾波器，其輸入級(jí)中包括由第一輸入管、第二輸入管、第三輸入管和第四輸入管構(gòu)成的雙差分對(duì)結(jié)構(gòu)，和，由第一反饋管、第二反饋管、第三反饋管和第四反饋管構(gòu)成的源極負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，通過(guò)雙差分對(duì)結(jié)構(gòu)抵消電流三次非線性項(xiàng)，通過(guò)源極負(fù)反饋結(jié)構(gòu)抑制因?yàn)槭浜碗娮舆w移率退化等原因引起的非線性，從而具有較高的線性度。

以上是本申請(qǐng)的核心思想，為了使本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案更加清楚，下面對(duì)該跨導(dǎo)放大器進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，以對(duì)本發(fā)明上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述：

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種跨導(dǎo)放大器，如圖1所示，為所述跨導(dǎo)放大器的具體的電路結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施例中，所述跨導(dǎo)放大器包括：輸入級(jí)和與所述輸入級(jí)連接的負(fù)載電路；所述輸入級(jí)包括：

第一電流源管PM3a、第二電流源管PM3b、第三電流源管PM3c、第四電流源管PM3d和第五電流源管PM3e；第一輸入管PM1a、第二輸入管PM1b、第三輸入管PM1c和第四輸入管PM1d，其中，所述第一輸入管PM1a和所述第二輸入管PM1b的尺寸相等，所述第三輸入管PM1c和所述第四輸入管PM1d的尺寸相等；第一反饋管PM2a、第二反饋管PM2b、第三反饋管PM2c和第四反饋管PM2d，其中，第一反饋管PM2a和第二反饋管PM2b的尺寸相等，所述第三反饋管PM2c和所述第四反饋管PM2d的尺寸相等。

在本申請(qǐng)中，所有管器件，如第一輸入管、第一反饋管等，均是指晶體管，所述尺寸，指的是晶體管的寬長(zhǎng)比。尺寸相等，指的是晶體管的寬長(zhǎng)比相等。具體的，在本實(shí)施例中，所有晶體管的長(zhǎng)度相等，因此，尺寸相等的晶體管，其寬度也相等。

其中，第一電流源管～第五電流源管，用于為跨導(dǎo)放大器提供直流電流，第一輸入管～第四輸入管，用于形成兩個(gè)交叉耦合的差分對(duì)，第一反饋管～第四反饋管用于形成源極負(fù)反饋結(jié)構(gòu)。

所述第一電流源管PM3a的柵端、所述第二電流源管PM3b的柵端、所述第三電流源管PM3c的柵端和所述第四電流源管PM3d的柵端連接所述跨導(dǎo)放大器的偏置電流源，源端連接所述跨導(dǎo)放大器的電源電壓；所述第五電流源管PM3e的柵端和漏端連接所述跨導(dǎo)放大器的偏置電流源Ibiss，源端連接所述跨導(dǎo)放大器的電源電壓端Vdd。

具體的，本實(shí)施例中的第一電流源管～第五電流源管中，第一電流源管PM3a和第二電流源管PM3b的尺寸相等，第三電流源管PM3c和第四電流源管PM3d的尺寸相等，且第一電流源管PM3a、第二電流源管PM3b、第三電流源管PM3c和第四電流源管PM3d的尺寸是第五電流源管PM3e尺寸的整數(shù)倍。

具體的，所述晶體管尺寸的整數(shù)倍，指的是晶體管的寬長(zhǎng)比的整數(shù)倍。在本實(shí)施例在晶體管長(zhǎng)度均相同的情況下，晶體管尺寸的整數(shù)倍即代表晶體管寬度的整數(shù)倍。

所述第一輸入管PM1a的柵端和所述第四輸入管PM1d的柵端與所述垮導(dǎo)放大器的正相輸入端連接VIP；所述第二輸入管PM1b的柵端和所述第三輸入管PM1c的柵端與所述跨導(dǎo)放大器的負(fù)相輸入端連接VIN；

所述第一輸入管PM1a的漏端和所述第三輸入管PM1c的漏端連接，且與所述垮導(dǎo)放大器的正相輸出端IOP連接；所述第二輸入管PM1b的漏端和所述第四輸入管PM1d的漏端連接，且與所述跨導(dǎo)放大器的負(fù)相輸出端ION連接；

所述第一輸入管PM1a的源端和所述第一電流源管PM3a的漏端連接，且與所述第一反饋管PM2a的漏端和第二反饋管PM2b的源端連接；所述第二輸入管PM1b的源端和所述第二電流源管PM3b的漏端連接，且與所述第一反饋管PM2a的源端和第二反饋管PM2b的漏端連接；所述第三輸入管PM1c的源端和所述第三電流源管PM3c的漏端連接，且與所述第三反饋管PM2c的漏端和第四反饋管PM2d的源端連接；所述第四輸入管PM1d的源端和所述第四電流源管PM3d的漏端連接，且與所述第三反饋管PM2c的源端和第四反饋管PM2d的漏端連接。

所述第一反饋管PM2a的柵端和第四反饋管PM2d的柵端連接所述跨導(dǎo)放大器的正相輸入端VIP；所述第二反饋管PM2c的柵端和第三反饋管PM2d的柵端連接所述跨導(dǎo)放大器的負(fù)相輸入端VIN。

在本實(shí)施例中，第一輸入管PM1a和第二輸入管PM1b的尺寸相等，第三輸入管PM1c和第四輸入管PM1d的尺寸相等，以形成差分結(jié)構(gòu)。第一反饋管PM2a和第二反饋管PM2b的尺寸相等，所述第三反饋管PM2c和所述第四反饋管PM2d的尺寸相等，以形成源極負(fù)反饋結(jié)構(gòu)。

通過(guò)計(jì)算得出OTA的左邊和右邊差分對(duì)的差分輸出電流為：

其中，v_i表示差分輸入電壓，j取值1或2。當(dāng)j＝1時(shí)，g_m1表示PM1a或PM1b的跨導(dǎo)，R_on1表示PM2a或PM2b的導(dǎo)通電阻，V_dsat1表示PM1a或PM1b的過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓。當(dāng)j＝2時(shí)，g_m2表示PM1c或PM1d的跨導(dǎo)，R_on2表示PM2c或PM2d的導(dǎo)通電阻，V_dsat2表示PM1c或PM1d的過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓。把i_oj用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)并取前三項(xiàng)得到：

由于：

i_o＝i_op-i_on＝i_o1-i_o2

當(dāng)滿足：

時(shí)，i_o中將不再包含三次非線性項(xiàng)，由此極大地提高了整個(gè)OTA的線性度。根據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)28nm的CMOS工藝下的OTA的仿真結(jié)果，如圖3所示，其中，橫坐標(biāo)代表輸入信號(hào)的頻率，豎坐標(biāo)代表輸出信號(hào)中基波和高次諧波的頻率分量，在30MHz的輸入信號(hào)頻率下，HD3為M4的峰值-106.7dB減去M3的峰值-30.2dB，即-76.5dB，這是其他結(jié)構(gòu)很難達(dá)到的。

可以看出，本實(shí)施例的跨導(dǎo)放大器，輸入級(jí)中包括由第一輸入管、第二輸入管、第三輸入管和第四輸入管構(gòu)成的雙差分對(duì)結(jié)構(gòu)，和，由第一反饋管、第二反饋管、第三反饋管和第四反饋管構(gòu)成的源極負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，通過(guò)雙差分對(duì)結(jié)構(gòu)抵消電流三次非線性項(xiàng)，通過(guò)源極負(fù)反饋結(jié)構(gòu)抑制因?yàn)槭浜碗娮舆w移率退化等原因引起的非線性，從而具有較高的線性度。

并且，本實(shí)施例中采用用一級(jí)OTA結(jié)構(gòu)，相對(duì)于普通的二級(jí)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且功耗較低。

并且，在本實(shí)施例中，所述第一電流源管PM3a、第二電流源管PM3b、第三電流源管PM3c、第四電流源管PM3d、第五電流源管PM3e、第一輸入管PM1a、第二輸入管PM1b、第三輸入管PM1c、第四輸入管PM1d、第一反饋管PM2a、第二反饋管PM2b、第三反饋管PM2c和第四反饋管PM2d均為PMOS管。采用PMOS管作為輸入管，可以在普通工藝下消除輸入管的襯偏效應(yīng)，進(jìn)而消除由于襯偏效應(yīng)帶來(lái)的失配，從而有助于線性度的提高。

另外，本實(shí)施例進(jìn)一步提供了跨導(dǎo)放大器的負(fù)載電路。具體的，如圖1所示，所述負(fù)載電路包括：

第一共源共柵管NM1a、第二共源共柵管NM1b、第一負(fù)載管NM2a、第二負(fù)載管NM2b、第三負(fù)載管NM2c和第四負(fù)載管NM2d，其中，第一共源共柵管NM1a和第二共源共柵管NM1b的尺寸相等，第一負(fù)載管NM2a、第二負(fù)載管NM2b、第三負(fù)載管NM2c和第四負(fù)載管NM2d的尺寸相等。

其中，第一共源共柵管NM1a、第二共源共柵管NM1b、第一負(fù)載管NM2a、第二負(fù)載管NM2b、第三負(fù)載管NM2c和第四負(fù)載管NM2d用于形成交叉耦合連接的Cascode結(jié)構(gòu)。

所述第一共源共柵管NM1a的漏端連接所述跨導(dǎo)放大器的負(fù)相輸出端ION；所述第二共源共柵管NM1b的漏端連接所述跨導(dǎo)放大器的正相輸出端IOP；所述第一共源共柵管NM1a的柵端和所述第二共源共柵管NM1b的柵端連接所述跨導(dǎo)放大器的偏置電壓Vbiss。

所述第一負(fù)載管NM2a的漏端和所述第二負(fù)載管NM2b的漏端連接所述第一共源共柵管NM1a的源端；所述第三負(fù)載管NM2c的漏端和所述第四負(fù)載管NM2d的漏端連接所述第二共源共柵管NM1b的源端；所述第一負(fù)載管NM2a的柵端和所述第三負(fù)載管NM2c的柵端連接所述跨導(dǎo)放大器的負(fù)相輸出端ION；第二負(fù)載管NM2b的柵端和第四負(fù)載管NM2d的柵端連接所述跨導(dǎo)放大器的正相輸出端IOP；所述第一負(fù)載管NM2a的源端、所述第二負(fù)載管NM2b的源端、所述第三負(fù)載管NM2c的源端和所述第四負(fù)載管NM2d的源端接地。

其中，所述第一共源共柵管NM1a、第二共源共柵管NM1b、第一負(fù)載管NM2a、第二負(fù)載管NM2b、第三負(fù)載管NM2c和第四負(fù)載管NM2d均為NMOS管。

在本實(shí)施例中，第一負(fù)載管NM2a、第二負(fù)載管NM2b、第三負(fù)載管NM2c和第四負(fù)載管NM2d工作在線性區(qū)。第一負(fù)載管NM2a和第四負(fù)載管NM2d可以看做一個(gè)差分對(duì)負(fù)載，這個(gè)差分對(duì)通過(guò)二極管連接的Cascode結(jié)構(gòu)提供的負(fù)反饋來(lái)穩(wěn)定輸出共模電壓。第二負(fù)載管NM2b和第三負(fù)載管NM2c可以看做另一個(gè)差分對(duì)負(fù)載，這個(gè)差分對(duì)可以通過(guò)交叉耦合連接的Cascode結(jié)構(gòu)提供一個(gè)負(fù)阻來(lái)提高輸出阻抗。

可以看出，本實(shí)施例中，采用交叉耦合的負(fù)載管構(gòu)成的正負(fù)電阻的并聯(lián)結(jié)構(gòu)提高了輸出阻抗，同時(shí)用Cascode結(jié)構(gòu)對(duì)阻抗進(jìn)一步放大得到一個(gè)近乎理想的輸出阻抗。

需要說(shuō)明的是，在本申請(qǐng)公開(kāi)的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)置其他類型的負(fù)載電路，而不僅限于本申請(qǐng)公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，本實(shí)施例還提供了一種為所述跨導(dǎo)放大器提供偏置電壓的偏置電路，如圖2所示，為所述偏置電路的電路結(jié)構(gòu)圖；

所述偏置電路包括：第一偏置晶體管MB1a、第二偏置晶體管MB1b、第三偏置晶體管MB2a、第四偏置晶體管MB2b、第五偏置晶體管MB3a、第六偏置晶體管MB3b、第七偏置晶體管MB4a、第八偏置晶體管MB4b和第九偏置晶體管PM3e；

其中，第一偏置晶體管MB1a和第二偏置晶體管MB1b的尺寸相等，第三偏置晶體管MB2a和第四偏置晶體管MB2b的尺寸相等，第五偏置晶體管MB3a和第六偏置晶體管MB3b的尺寸相等，第七偏置晶體管MB4a和第八偏置晶體管MB4b的尺寸相等。

所述第九偏置晶體管PM3e的柵端和漏端連接所述跨導(dǎo)放大器的偏置電流源，源端連接所述跨導(dǎo)放大器的電源電壓。在實(shí)施例中，將第五電流源管復(fù)用為所述第九偏置晶體管PM3e，在本申請(qǐng)的其他實(shí)施例中，還可以單獨(dú)設(shè)置一個(gè)第九偏置晶體管，該第九偏置晶體管的尺寸與所述第五電流源管的尺寸相等。

所述第一偏置晶體管MB1a的柵端和所述第二偏置晶體管MB1b的柵端與所述第九偏置晶體管PM3e的柵端連接；所述第一偏置晶體管MB1a的源端和所述第二偏置晶體管MB1b的源端與所述跨導(dǎo)放大器的電源電壓；所述第一偏置晶體管MB1a的漏端連接所述第三偏置晶體管MB2a的源端；所述第二偏置晶體管MB1b的漏端連接所述第四偏置晶體管MB2b的源端；

所述第三偏置晶體管MB2a的柵端和所述第四偏置晶體管MB2b的柵端與所述跨導(dǎo)放大器的外接電壓Vcm；所述第三偏置晶體管MB2a的漏端連接所述第五偏置晶體管MB3a的柵端和漏端，且與所述偏置電路的輸出端相連；所述第四偏置晶體管MB2b的漏端連接所述第六偏置晶體管MB3b的柵端和漏端，且與所述偏置電路的輸出端相連；所述輸出端輸出偏置電壓；

所述第五偏置晶體管MB3a的源端連接所述第七偏置晶體管MB4a的漏端；所述第六偏置晶體管MB3b的源端連接所述第八偏置晶體管MB4b的漏端；

所述第七偏置晶體管MB4a的柵端和所述第八偏置晶體管MB4b的柵端與所述跨導(dǎo)放大器的外接電壓Vcm；所述第七偏置晶體管MB4a的源端和所述第八偏置晶體管MB4b的源端接地。

并且，本實(shí)施例中，所述第一偏置晶體管MB1a、第二偏置晶體管MB1b、第三偏置晶體管MB2a、第四偏置晶體管MB2b和第九偏置晶體管PM3e為PMOS管；所述第五偏置晶體管MB3a、第六偏置晶體管MB3b、第七偏置晶體管MB4a和第八偏置晶體管MB4b為NMOS管。

其中，Ibias作為外接的偏置電流源，可以通過(guò)改變其值的大小控制跨導(dǎo)輸出電流的大小。Vcm是外接電壓，也稱為偏置電壓，用于同時(shí)給兩對(duì)對(duì)稱偏置管提供電壓偏置，從而控制輸入共模電壓和輸出共模電壓的大小。

在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以設(shè)置偏置電路中的晶體管的尺寸與跨導(dǎo)放大器的其他部分的晶體管的尺寸對(duì)應(yīng)，以得到更優(yōu)的效果。

在本實(shí)施例中，可以設(shè)置第一偏置晶體管MB1a的尺寸等于第一電流源管PM3a的尺寸和第三電流源管PM3c的尺寸之和，第二偏置晶體管MB2a的尺寸等于第一輸入管PM1a的尺寸和第三輸入管PM1c的尺寸之和，第三偏置晶體管MB3a的尺寸等于第一共源共柵管NM1a的尺寸，第四偏置晶體管MB4a的尺寸等于第一負(fù)載管NM2a的尺寸和第三負(fù)載管NM2c的尺寸之和。

其中，所述尺寸，指的是晶體管的寬長(zhǎng)比。

可以看出，本實(shí)施例提供的跨導(dǎo)放大器，其輸入級(jí)中包括由第一輸入管、第二輸入管、第三輸入管和第四輸入管構(gòu)成的雙差分對(duì)結(jié)構(gòu)，和，由第一反饋管、第二反饋管、第三反饋管和第四反饋管構(gòu)成的源極負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，通過(guò)雙差分對(duì)結(jié)構(gòu)抵消電流三次非線性項(xiàng)，通過(guò)源極負(fù)反饋結(jié)構(gòu)抑制因?yàn)槭浜碗娮舆w移率退化等原因引起的非線性，從而具有較高的線性度。

在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，提供了一種包括上述實(shí)施例所述的跨導(dǎo)放大器的濾波器，由于跨導(dǎo)放大器的輸入級(jí)中包括由第一輸入管、第二輸入管、第三輸入管和第四輸入管構(gòu)成的雙差分對(duì)結(jié)構(gòu)，和，由第一反饋管、第二反饋管、第三反饋管和第四反饋管構(gòu)成的源極負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，通過(guò)雙差分對(duì)結(jié)構(gòu)抵消電流三次非線性項(xiàng)，通過(guò)源極負(fù)反饋結(jié)構(gòu)抑制因?yàn)槭浜碗娮舆w移率退化等原因引起的非線性，從而具有較高的線性度。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)部分采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)部分重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他部分的不同之處，各個(gè)部分之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。