[发明专利]一种运算放大器跨导稳定电路

说明书

技术领域

本发明属于模拟集成电路技术领域，特别涉及一种稳定运算放大器跨导的电路结构。 

背景技术

运算放大器（以下简称运放）在几乎所有模拟电路中都扮演着举足轻重的作用，运放的性能在很大意义上决定了整个电路模块的性能。在某些特定电路结构（例如GMC滤波器电路）中，运放的跨导是影响电路性能的最关键因素；而对于多通道的GMC滤波器，更是要求各个通道所使用的运放有着相同的跨导，以达到整体电路的高匹配性。但是，由于工艺偏差、MOS管的失调以及工作环境不相同等因素的存在，运放的跨导往往会随着这些因素发生变化而无法稳定，同时，对于不同运放，要达到跨导一致性更是难上加难。因此，如何稳定运放跨导，是一个有着重大意义的研究课题。 

在CMOS工艺下，常规运放输入对管的跨导（g_m）可以由以下式子表示： 

gm=WLμCox(VGS-VTH)=2IDWLμCox]]>（式1） 

其中，V_GS-V_TH为MOS管的过驱动电压，I_D为MOS管的静态工作电流。 

对于工艺的偏差，各MOS管宽长比W/L、迁移率μ、氧化层电容C_ox以及阈值电压V_TH会有不同，造成MOS管跨导的不匹配。已有单级差分运放的结构如图1(a)所示，NM1和NM2为运放的NMOS输入对管，其共用源端为S，漏端分别为D1和D2。NM5为运放的尾电流源NMOS管，R_L为运放的负载电阻。V_C和V_bias分别为运放电流源负载和电流沉的删极偏置电压。图1(b)为其版图示意图。在版图中，通过将两个输入对管的有源区交叉排列，可以有效提高MOS 管NM1和NM2的跨导匹配程度，具体排列方式如图1(b)所示。 

然而，在有些电路中（例如多通道有源滤波器电路），需要同时满足很多个运算放大器都有相同的跨导。由于不能将不同运放的输入对管交叉排列在版图的同一个位置，在这种情况下，图1所示的版图排列方法将不能对不同运放输入对管之间的工艺偏差起到抑制作用。同时，由于版图面积大大增加，在版图中处于不同位置的MOS管之间的工艺偏差将变的明显，这样便会增大MOS管的跨导失配。因此，对于工艺的偏差引入的器件失配，电路层面的校正技术必不可少。 

发明内容

本发明的目的是为了减小传统运算放大器输入对管跨导的失配，实现相同跨导，提高相关电路的性能，特别提供一种通过调节电路工作电流以实现调节输入对管跨导的电路结构，该电路可以调节任意工艺误差对运放输入对管跨导的影响，稳定运放的跨导，适合于需要稳定跨导的电路结构。