[发明专利]应用于音频放大器输入级的低失真电平位移缓冲电路结构

说明书

技术领域

本发明涉及电路结构技术领域，特别涉及放大器输入级电路结构领域，具体是指一种应用于音频放大器输入级的低失真电平位移缓冲电路结构。

背景技术

在CMOS集成电路工艺中源跟随器由于其本身具有极高的输入阻抗所以很适合用作电压缓冲级使得整个放大器获得更高的电压增益。但是源跟随器本身会引入显著的噪声，由于体效应或者沟道长度调制效应导致的非线性，由于电平移动导致输出电压摆幅的减小等等这些缺点限制了其在放大器中的使用。

所以目前在放大器中源跟随器最普遍的应用是作为缓冲级完成电平位移的功能，特别是在放大器的输入级。因为在很多实际的应用场合音频放大器的输入端被要求偏置在地电平或者和地电平接近的较低的电压水平，这就要求在音频放大器的输入端和音频放大器之间加入一个源跟随器来先将输入信号的电平抬高。但是如前所述，由于源跟随器本身会引入显著的噪声和非线性所以限制了其在很多领域中的应用。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种基于CMOS集成电路工艺，采用源跟随器实现音频信号的电平位移，同时满足放大器对于低噪声和良好线性度的要求，且结构简单，成本低廉的应用于音频放大器输入级的低失真电平位移缓冲电路结构。

为了实现上述的目的，本发明的应用于音频放大器输入级的低失真电平位移缓冲电路结构具有如下构成：

该电路结构包括参考电流源、第一N型MOS场效应管（N1）、第二N型MOS场效应管（N2）、第一P型MOS场效应管（P1）、第二P型MOS场效应管（P2）电路模块、第三P型MOS场效应管（P3）、电阻（R1）和运算放大器；所述的第一N型MOS场效应管（N1）的栅极和漏极短接并连接到所述的参考电流源的一端，所述的参考电流源的另一端连接电源；所述的第一N型MOS场效应管（N1）的源极和衬底接地；所述的第二N型MOS场效应管（N2）的栅极连接所述的第一N型MOS场效应管（N1）的栅极；所述的第二N型MOS场效应管（N2）的漏极连接所述的第一P型MOS场效应管（P1）的相互短接的栅极和漏极；所述的第二N型MOS场效应管（N2）的源极和衬底接地；所述的第一P型MOS场效应管（P1）的源极和衬底连接所述的电源；所述的第二P型MOS场效应管（P2）的栅极连接所述的第一P型MOS场效应管（P1）的栅极；所述的第二P型MOS场效应管（P2）的源极和衬底连接所述的电源；所述的第二P型MOS场效应管（P2）的漏极连接所述的第三P型MOS场效应管（P3）的源极和衬底，并为该电路结构的输出节点（Vout）；所述的第三P型MOS场效应管（P3）的栅极为该电路结构的输入节点（Vin）；所述的第三P型MOS场效应管（P3）的漏极连接所述的运算放大器的反向输入端，并通过所述的电阻（R1）接地；所述的运算放大器的正向输入端连接外部参考电压（Vx）；所述的运算放大器的输出端连接所述的第一N型MOS场效应管（N1）和第二N型MOS场效应管（N2）的栅极。

该应用于音频放大器输入级的低失真电平位移缓冲电路结构中，所述的第一N型MOS场效应管（N1）与所述的第二N型MOS场效应管（N2）的沟道宽长比相同。

该应用于音频放大器输入级的低失真电平位移缓冲电路结构中，所述的第一P型MOS场效应管（P1）与所述的第二P型MOS场效应管（P2）电路模块的沟道宽长比相同。

该应用于音频放大器输入级的低失真电平位移缓冲电路结构中，所述的第二P型MOS场效应管（P2）电路模块由多个相同的P型MOS场效应管相互并联组成。

该应用于音频放大器输入级的低失真电平位移缓冲电路结构中，所述的多个相同的P型MOS场效应管的数量为20至50。

采用了该发明的应用于音频放大器输入级的低失真电平位移缓冲电路结构，其流过N1和N2的电流I由参考电压Vx和电阻R1的值确定而和输入信号的幅度无关，因而消除了由于P2的沟道长度调制效应导致的信号失真，当输出信号在合理范围内波动时，流过P3的电流始终不变，充分保证输出信号良好的线性度；同时，由于P2由多个P型MOS场效应管并联构成，每个P型MOS场效应管的跨导gm2很小，并且由于反馈的引入，P2的特性接近于理想电流源，所以P2所产生的噪声大大减小，由此提供一种同时满足放大器对于低噪声和良好线性度的要求，且结构简单，成本低廉的应用于音频放大器输入级的低失真电平位移缓冲电路结构。

附图说明

图1为本发明的应用于音频放大器输入级的低失真电平位移缓冲电路结构的电路图。

具体实施方式