[发明专利]双路径电流放大器

说明书

技术领域

本发明大体来说涉及电子电路，且更明确地说，涉及一种放大器。

背景技术

放大器通常用以放大输入信号以获得具有所要信号电平的输出信号。可获得各种类 型的放大器且包括电压放大器、电流放大器等。电压放大器接收并放大输入电压信号且 提供输出电压信号。电流放大器接收并放大输入电流信号且提供输出电流信号。电压放 大器与电流放大器通常具有不同设计且用于不同应用中。

放大器可经设计以实施特定传递函数，所述传递函数可视使用放大器的应用而定。 各种电路元件(例如，晶体管、电阻器、电容器等)可用以实施传递函数。需要设计放 大器以获得传递函数，同时最小化成本、大小、功率等。

发明内容

本文描述一种具有缓慢高增益路径及快速低增益路径的双路径电流放大器。所述快 速低增益路径为具有低增益及宽带宽的信号路径。所述缓慢高增益路径为相对于快速低 增益路径具有高增益及低带宽的信号路径。缓慢高增益路径及快速低增益路径可通过下 文所描述的各种电路设计来实施。双路径电流放大器可用于各种应用，例如，锁相环路 (PLL)，其具有两个控制路径以实现宽的调谐范围及良好的PLL环路动态特性。

在双路径电流放大器的一个设计中，缓慢高增益路径具有大于一的增益及由缓慢高 增益路径中的极点所确定的带宽。缓慢高增益路径通过具有小于一的环路增益的正反馈 环路来实施。快速低增益路径具有单位增益及由快速低增益路径中的电路元件的寄生效 应所确定的宽带宽。缓慢高增益路径接收输入电流且提供第一电流。快速低增益路径也 接收输入电流且提供第二电流。加法器(例如，电流求和节点)将第一电流与第二电流 相加且提供双路径电流放大器的输出电流。

在一个设计中，双路径电流放大器包括第一电流反射镜及第二电流反射镜。第一电 流反射镜实施快速低增益路径。第一电流反射镜及第二电流反射镜耦合在一起且实施缓 慢高增益路径。第一电流反射镜可通过并联连接的第一、第二及第三P-沟道场效晶体管 (P-FET)来实施。第一P-FET可以二极管配置连接且可为第二P-FET及第三P-FET提 供栅极电压。第二电流反射镜可通过第一及第二N-沟道场效晶体管(N-FET)、运算放 大器及电容器来实施。第一N-FET及第二N-FET可并联连接且其漏极分别连接到第一 P-FET及第二P-FET的漏极。运算放大器可具有连接到第一N-FET及第二N-FET的漏 极的两个输入及连接到这些N-FET的栅极的输出。电容器可连接于N-FET的栅极与电 路接地之间。此设计可提供如下文所描述的某些优势。

下文进一步详细地描述本发明的各种方面及特征。

附图说明

图1展示双路径PLL的框图。

图2A及图2B分别展示双路径电流放大器的一个设计的s域模型及传递函数。

图3展示实施图2A中所示的s域模型的双路径电流放大器的示意图。

图4A及图4B分别展示双路径电流放大器的另一设计的s域模型及传递函数。

图5、图6及图7展示实施图4A中所示的s域模型的双路径电流放大器的三个设计 的示意图。

图8展示用于处理输入电流的过程。

图9展示无线通信装置的框图。

具体实施方式

本文中所描述的双路径电流放大器可用于各种应用。下文描述双路径电流放大器在 PLL中的使用。

图1展示可有效地处理大的VCO增益的双路径PLL 100的设计的框图。PLL 100 包括相位-频率检测器110、电荷泵120、环路滤波器130、电压控制振荡器(VCO)140 及除法器180。VCO 140包括电压电流转换器142、双路径电流放大器150及电流控制 振荡器(ICO)170。