[发明专利]讯号放大装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种讯号放大装置，且特别有关于一种能以低电压驱动的放大装置。

背景技术

电荷耦合器件(CCD：Charge Coupled Device)影像传感器(imagesensor)将所得的电荷讯号，利用浮置扩散(floating diffusion)层的电容(capacitance)，来转换成电压讯号。此电压讯号被传感器芯片(sensor chip)上的源极随耦放大器(source follow amplifier)放大后，从传感器输出。由于此输出讯号会使浮置扩散层周期性地产生重置准位(reset level)，故由关联双取样(CDS：correlated Double Sampling)电路，撷取出仅对应像素讯号的部分。所得的输出讯号再利用差动放大电路(differentialamplifier circuit)的放大器(amplifier)加以放大。公知的此种放大器具有图3所示的电路结构。即，利用在负载端使用电流镜(mirror)的差动放大电路2；其中的一输入端为MOS晶体管(transistor)MN02的栅极(gate)，用以输入基准电压V_STD，而另一输入端为MOS晶体管MN01的栅极，用以输入CCD输出讯号的电压讯号V_SIG。差动放大电路2为依据上述两个输入电压差来产生输出讯号。因差动放大电路2利用电流镜(mirror)电路为负载，故成为转导型(Trans-conductance type)的放大器(amplifier)。即，将输入讯号从电压讯号转换成输出讯号为电流讯号。所生成的电流讯号由连接到差动放大电路2输出端4的阻抗R_L来转换为电压讯号V_OUT。此外，V_OUT的工作点依据从定电流源的晶体管MN04(栅极偏压(gate bias)为V_B2)供给阻抗R_L的定电流来加以决定。

在图3所示的公知放大器中，差动放大电路2的输出端4，即晶体管MN02的漏极和晶体管MP02的漏极节点的电位与V_OUT相等，并且会随着V_OUT变动。然而，复数个晶体管串联配置在差动放大电路2的电压源V_DD和接地电位GND之间。具体说，由电流镜电路的晶体管MP02、差动放大电路的晶体管NM02以及定电流源的晶体管MN03(栅极偏压为V_B1)的三个MOS晶体管以串联连接。为了要让各晶体管操作，在源极-漏极间，需要预定的电位差，其电位差减去V_DD-GNG间的电压后，成为在输出端4所容许的电压变动幅度ΔV_OUT。以往电压源V_DD设定在例如+5的较大值，故电压变动幅度ΔV_OUT也能充分保持。

近年来，为使各种携带式机器小型化，电池也随着采用更小型。其次，为了能够以小容量的小型电池，仍可在充分的时间动作，因此希望能够降低消耗电力。数字静态摄影机(digitl still camera)或影像摄影机(video camera)也同样需要低耗电量、小型化。此外，随着通讯量增大以及携带式电话、携带式终端装置也能够撷取画像的因素，因而希望能够在此类机器上搭配摄影功能。随此等携带式电话更加小型化，必须更进一步地降低消耗电力。如上所述，为适应降低消耗电力需求此项需求，将CCD输出讯号处理电路以低电压来驱动；即，降低电源电压V_DD。基本上，要缩小晶体管的源极-漏极间的电位差是较困难，因而电压源V_DD的降低幅度基本上会转嫁到ΔV_OUT。换句话说，公知的放大器若要一面保持输出电压讯号的振幅，并且又同时降低驱动电压是非常困难的，因此有难以降低消耗电力的问题。

为解决上述问题点，本发明提供一种讯号放大装置，其可以保持输出电压讯号的振幅，并且可同时降低驱动电压，以降低消耗电力。

发明内容

本发明提供一种讯号放大装置，其包括差动放大电路与电流镜电路。差动放大电路用以依据一输入讯号，输出一第一输出。电流镜电路用以在输入侧电流路径，接受差动放大电路的第一输出，并且在输出侧电流路径，依据流入输入侧电流路径的电流，产生镜射电流。上述电流镜电路的输出侧电流路径以一阻抗负载将镜射电流转换成为输出电压后，再加以输出。