[发明专利]差分放大电路及使用该差分放大电路的流水线模数转换器

说明书

本发明实施例提供一种差分放大电路及使用该差分放大电路的流水线模数转换器。所述差分放大电路包括超源极跟随器，该超源极跟随器的输出电压严格等于其输入电压，并且还可以实现小的输出电阻，从而提高输出电压跟随输入电压的能力，该输出电压通过电阻转换为电流，由于电阻的电压系数和温度系数都很小，也就是说电阻的线性度较高，从而提高差分放大电路的线性度。

技术领域

本发明实施例涉及半导体技术，尤其涉及一种差分放大电路及使用该差分放大电路的流水线模数转换器(Analog-Digital Converter，简称：ADC)。

背景技术

基于基站与视频应用的ADC，例如流水线ADC，对速度有比较高的要求。在流水线ADC中，模数转换时间包括采样时间、子模数转换时间和运算放大器(简称：运放)放大时间。对于运放放大时间，传统的闭环运放对输入信号的响应是底数小于1的指数响应，而动态运放对输入信号的响应是线性响应，也就是说，对输入信号放大相同的倍数，动态运放相对传统的闭环运放所用时间更短。所以，动态运放的研究成为热门课题。

图1(a)示出一种动态运放结构。如图1(a)所示的结构，第一时钟信号CK和第二时钟信号控制X和Y两点的电压，其中，第一时钟信号CK和第二时钟信号反相。开始时刻，第二时钟信号控制开关K₁和K₂闭合，第一时钟信号CK控制开关K₃打开，将X和Y两点的电压V_X和V_Y上拉到电源线V_DD，对负载电容C_X和C_Y复位。在t₀时刻，第二时钟信号控制开关K₁和K₂打开，第一时钟信号CK控制开关K₃闭合，首先X和Y两点的电压V_X和V_Y被N沟道金属氧化物半导体(N-Mental-Oxide-Semiconductor，简称：NMOS)管M₁和M₂下拉。此时，在共模信号下降的同时，差分信号开始放大。其中，差分信号放大的机理是：通过NMOS管M₁和M₂的跨导，将输入信号和由电压转变为电流，负载电容C_X和C_Y充放电，以改变负载电容C_X和C_Y上的电压值。其中，图1(b)示出图1(a)所示的动态运放结构在放大过程中，X和Y两点电压变化的情况，在t₁时刻采集到X和Y两点间的最大电压差，其中，t₁＝t₀+Δt。

在图1(a)所示的动态运放结构中，V_X和V_Y取决于输入信号和以及NMOS管M₁和M₂的跨导。但在X和Y两点电压变化过程中，NMOS管M₁和M₂的跨导贡献了较大的非线性，从而导致动态运放的线性度差。

发明内容

本发明实施例提供一种差分放大电路及使用该差分放大电路的流水线模数转换器，以提高差分放大电路的线性度。

第一方面，本发明实施例提供一种差分放大电路，所述差分放大电路包括第一电源线、第一部分和第二部分，其中，所述第一部分包括：超源极跟随器、第一N沟道金属氧化物半导体NMOS管、电阻、电容、第一开关和第二开关；所述第一部分和所述第二部分的结构相同且对称设置；其中，

所述超源极跟随器的输入端作为所述差分放大电路的第一输入端，所述超源极跟随器的输出端与所述电阻的第一端连接，所述超源极跟随器用于跟随所述第一输入端的输入信号；

所述电阻的第二端与所述第二部分的电阻的第二端连接；