[发明专利]使用负电容提高放大器带宽的方法和集成电路

说明书

技术领域

本发明涉及模拟集成电路设计。

背景技术

电压放大器的主极点决定了放大器的带宽。图1是一种现有技术的放大器框图。如图1所示，当具有增益A0的放大器10的主极点频率由其输出端的等效到地电阻11和等效到地电容12的乘积决定时，有公式(1)。其中，f_p是放大器的主极点频率；R_L是等效到地电阻；C_L是等效到地电容，主要是放大器所驱动的负载电容；V_in是输入电压；V_out是输出电压。

fp=12πRLCL---(1)]]>

放大器的低频增益数值A₀由其等效跨导G_m和输出端等效到地电阻R_L决定，如公式(2)。

A0=|vouty|=GmRL---(2)]]>

为了在保证放大器低频增益不变的前提下提高放大器的带宽，即提高放大器的主极点频率，有两种方法。一种方法是降低电阻R_L，同时增加等效跨导G_m。其代价是电路的功耗会有较大的增加。另一种方法是通过降低等效到地电容实现大带宽。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低等效到地电容实现大带宽的方法。

为此，本发明在第一方面提供一种电路。该模拟集成电路包括第一放大器和作为该第一放大器的负载的第一电容，还包括负电容产生电路，该负电容产生电路利用至少一个第二放大器和跨接在该至少一个第二放大器的输入端和输出端之间的第二电容根据米勒效应在该至少一个第二放大器输入端产生负电容，其中该至少一个第二放大器的输入端耦合到第一放大器的输出端。

本发明在第二方面提供一种电路。该模拟集成电路包括放大器，还包括负电容产生电路，该负电容产生电路根据米勒效应产生等效负电容，并以该负电容抵消放大器的正电容负载。

本发明在第三方面提供一种提高放大器带宽的方法。该方法包括根据米勒效应产生等效负电容，并以该负电容抵消放大器的正电容负载的步骤。

本发明能够在不改变放大器的前提下提高其带宽。和通过降低电阻RL提高放大器带宽的方法相比，在保持放大器增益不变的情况下，本发明电路功耗较低，电路实现更加灵活。

附图说明

下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，其中：

图1是一种现有技术的放大器框图；

图2(a)和(b)分别是由电容和放大器构成电路及其根据米勒效应得到的等效电路；

图3是根据本发明第一实施例的负电容产生电路；

图4是本发明第二实施例的电路示意图；

图5是第一实施例的一个示例性电路；

图6是图5所示放大器的的频率响应曲线示意图；

图7是第二实施例的一个示例性电路；

图8是图7所示放大器的频率响应示意图。

具体实施方式

本发明的构思在于根据米勒(miller)效应产生等效负电容，并以该负电容抵消放大器的正电容负载，从而提高放大器带宽。