放大器輸入級和放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及一種放大器，以及例如涉及放大器輸入級。
【背景技術(shù)】
[0002]理想地，如果運(yùn)算放大器(op-amp)的兩個(gè)輸入都是完全相同的電壓，則輸出應(yīng)該是在零伏。在實(shí)踐中，小的差分電壓被施加到輸入端以使輸出是零伏。該差分電壓被稱為輸入偏移電壓。輸入偏置電壓可以被建模為與運(yùn)算放大器的反相端中串聯(lián)的電壓源，并提供恒定電壓Vtis。
[0003]斬波放大器可用于減少或消除輸入偏移電壓Vos的影響。斬波放大器可包括例如運(yùn)算放大器。斬波放大器可在兩個(gè)階段進(jìn)行操作，其中，斬波器選擇性反轉(zhuǎn)第一和第二差分輸入的順序作為響應(yīng)于控制信號的輸出。
[0004]US 6380801描述了具有兩個(gè)差分輸入級的運(yùn)算放大器，其內(nèi)容在此引入作為參考用于所有目的。
[0005]Johan H.Huijsing 等，“Low-Voltage Operat1nal Aplifier with Rail-RailInput and Output Ranges”，固態(tài)電路的 IEEE 雜志，第一卷，SC-20，第 6 號，1985 年 12 月，PP- 1144至1150，其內(nèi)容在此引入作為參考用于所有目的，描述一種運(yùn)算放大器，可以在幾乎整個(gè)電源電壓范圍內(nèi)進(jìn)行信號操作。
[0006]Johan A.Fisher 等，“A Highly Linear CMOS Buffer Amplifier，，，固態(tài)電路的IEEE雜志，vl.SC-22，第3號，1987年6月，pp.330-334，其內(nèi)容在此引入作為參考用于所有目的，描述一種CMOS緩沖放大器，可對之前報(bào)道的高搖擺放大器實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的線性度和驅(qū)動(dòng)能力。
[0007]MD Pardoen 等，“A Rail-Rail Input/Output CMOS Power Amplifier，，，固態(tài)電路的IEEE雜志，第25卷，N0.2，1990年4月，pp.501-504，其內(nèi)容在此引入作為參考用于所有目的，描述了一種軌到軌放大器，其在整個(gè)共模范圍維持高的共模抑制比(CMRR)，并盡管使用相對較小的輸出設(shè)備而具有低諧波失真。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)第一方面，提供了一種包括第一和第二 P型晶體管的放大器輸入級。第一和第二 P型晶體管的源極連接到第一節(jié)點(diǎn)，所述第一 P型晶體管的漏極連接到放大器輸入級的第一輸出，所述第二 P型晶體管的漏極連接到放大器輸入級的第二輸出端，所述第一 P型晶體管的柵極配置為接收輸入級差分輸入信號的第一信號，以及所述第二 P型晶體管的柵極配置為接收輸入級差分輸入信號的第二信號。所述放大器的輸入級包括第一和第二η型晶體管，其中第一和第二η型晶體管的源極連接到第二節(jié)點(diǎn)，所述第一η型晶體管的漏極被連接到放大器輸入級的第三輸出，第二 η型晶體管的漏極被連接到放大器輸入級的第四輸出，所述第一 η型晶體管的柵極被配置為接收所述輸入級差分輸入信號的第一信號，以及第二 η型晶體管的柵極被配置為接收所述輸入級差分輸入信號的第二信號。所述放大器輸入級還包括:第一電路，布置成向第一節(jié)點(diǎn)提供第一偏置電流的第一部分，和第二電路，布置成從第二節(jié)點(diǎn)引流(draw)第一偏置電流的第二部分。第一和第二部分由放大器輸入信號的第一信號來確定。
[0009]在一些實(shí)施例中，第一偏置電流基本上是固定的和/或包含所述第一部分和第二部分。因此，例如，該偏置電流在兩對晶體管之間分割，并且提供給這些晶體管的每一個(gè)的偏置電流的部分基于所述差分輸入信號的第一信號進(jìn)行確定。在一些實(shí)施例中，第一偏置電流的第一和第二部分不由差分輸入信號的第二信號和所述差分輸入信號的共模中的至少一個(gè)確定。
[0010]第一電路可以是至少一個(gè)電流源。另外地或替代地，所述第二電路可以是至少一個(gè)電流源。第一和/或第二電路可以替代地包括至少一個(gè)電流鏡，所述電流鏡鏡像在別處提供的電流。
[0011]所述放大器輸入級可包括第三電路，用于確定偏置電流的第一和第二部分，第三電路包括電流源，其經(jīng)布置以引流來自第三節(jié)點(diǎn)的第二偏置電流。放大器輸入級還可以包括第三和第四N型晶體管，其中，所述第三和第四晶體管的源極連接到第三節(jié)點(diǎn)，第三晶體管的漏極被連接到至少一個(gè)第一電流鏡，所述第三晶體管的柵極被連接到閾值電壓，以及第四晶體管的漏極被連接到至少一個(gè)第二電流鏡，以及第四晶體管的柵極連接到所述差分輸入信號的第一和第二信號中的一個(gè)。該至少一個(gè)第一電流鏡可被布置成與第三η型晶體管的漏極-源極電流成比例的引入所述第一偏置電流第一部分至，并且該至少一個(gè)第二電流鏡可被布置成與第四η型晶體管的漏極-源極電流成比例地引入所述第一偏置電流的第二部分。
[0012]可替代地，第三電路可包括被設(shè)置為提供第二偏置電流到第三節(jié)點(diǎn)的電流源。放大器輸入級還可以包括第三和第四P型晶體管，其中，所述第三和第四晶體管的源極連接到第三節(jié)點(diǎn)，第三晶體管的漏極被連接到所述至少一個(gè)第一電流鏡，第三晶體管的柵極連接到所述差分輸入信號的第一和第二信號中的一個(gè)，所述第四晶體管的漏極被連接到所述至少一個(gè)第二電流鏡，以及第四晶體管的柵極連接到閾值電壓。該至少一個(gè)第一電流鏡可被布置成與第三P型晶體管的源-漏電流成比例地引入所述第一偏置電流的第一部分，并且所述至少一個(gè)第二電流鏡可被布置成與第四P型晶體管的源-漏電流成比例地引入所述第一偏置電流的第二部分。
[0013]所述放大器輸入級可以包括至少一個(gè)有源負(fù)載P型晶體管，源極連接到第一電源電壓，漏極連接到放大器輸入級的第四輸出，以及柵極連接到第二電路。所述第二電路和所述第一有源負(fù)載P型晶體管可被布置成提供大致一半的第一偏置電流的第二部分到所述放大器輸入級的第四輸出。第二有源負(fù)載P型晶體管可以提供具有連接到第一電源電壓源的源極，連接到放大器輸入級的第三輸出的漏極，以及連接到第二電路的柵極，其中所述第二電路和第二有源負(fù)載P型晶體管可被布置成提供大致一半的第一偏置電流的第二部分到所述放大器輸入級的第三輸出。第一有源負(fù)載N型晶體管可具有連接到第二電源電壓的源極，連接到放大器輸入級的第二輸出的漏極，以及連接到所述第一電路的柵極，其中，所述第一電路和所述第一有源負(fù)載η型晶體管可以被布置為從放大器輸入級的第二輸出引流大致一半的第一偏置電流的所述第一部分。第二有源負(fù)載N型晶體管可具有連接到第二電源電壓的源極，連接到放大器輸入級的第一輸出的漏極，以及柵極連接到所述第一電路，其中所述第一電路和所述第二有源負(fù)載η型晶體管可以被布置為從放大器輸入級的第一輸出引流大致一半的第一偏置電流的所述第一部分。有源負(fù)載裝置可有效地降低或消除放大器輸入級的一個(gè)或多個(gè)輸出的共模電流成分。
[0014]根據(jù)第二方面，提供了一種放大器，包括:放大器輸入級包括第一和第二 P型晶體管，其中第一和第二P型晶體管的源極被連接到一個(gè)第一節(jié)點(diǎn)，所述第一P型晶體管的漏極被連接到放大器輸入級的第一輸出，所述第二 P型晶體管的漏極連接到放大器輸入級的第二輸出，所述第一P型晶體管的柵極被配置以接收輸入級差分輸入信號的第一信號，以及第二P型晶體管的柵極配置為接收所述輸入級差分輸入信號的第二信號。放大器輸入級還包括第一和第二η型晶體管，其中第一和第二η型晶體管的源極連接到第二節(jié)點(diǎn)，所述第一η型晶體管的漏極被連接到所述放大器的第三輸出輸入級，所述第二 η型晶體管的漏極被連接到放大器輸入級的第四輸出，所述第一 η型晶體管的柵極被配置為接收所述輸入級差分輸入信號的第一信號，和第二 η型晶體管的柵極被配置成接收所述輸入級差分輸入信號的第二信號。第一電路被布置成提供第一偏置電流的第一部分到第一結(jié)點(diǎn)。第二電路被布置為從所述第二節(jié)點(diǎn)引流所述第一偏置電流的第二部分。第一和第二部分由放大器輸入信號的第一信號來確定。該放大器進(jìn)一步包括耦合到所述放大器輸入級的第一、第二、第三和第四輸出的另一放大器級。所述放大器可以是運(yùn)算放大器。該放大器可結(jié)合到電子設(shè)備，諸如例如斬波放大器。
[0015]根據(jù)另一個(gè)方面，提供了一種包括經(jīng)配置為接收第一和第二輸入端的第一斬波器的斬波放大器，其中所述第一輸入包括放大器輸入信號的第一信號，并提供第一和第二輸出，其中所述第一斬波器在所述第一和第二輸出選擇性反轉(zhuǎn)地第一和第二輸入的順序。根據(jù)第二方面的放大器被配置為接收所述第一斬波器的第一和第二輸出，并提供第一和第二放大器輸出。第二斬波器被配置為接收所述第一和第二放大器輸出，并提供第一和第二輸出，其中所述第二斬波器在所述第二斬波器的第一和第二輸出選擇性地反轉(zhuǎn)第一和第二放大器輸出的順序?？梢酝娇刂扑龅谝缓偷诙夭ㄆ?。
【附圖說明】
[0016]現(xiàn)在將通過示例的方式僅參考附圖進(jìn)行描述實(shí)施例，其中:
[0017]圖1示出斬波放大器的示例；
[0018]圖2示出圖1的斬波放大器在第一斬波階段的結(jié)構(gòu)的示例；
[0019]圖3示出圖1的斬波放大器在第二斬波階段的結(jié)構(gòu)的示例；
[0020]圖4示出放大器