[发明专利]一种恒跨导全摆幅运算放大器

权利要求书

1.一种恒跨导全摆幅运算放大器，其特征在于：包括依次相连接的轨到轨输入级、增益级和输出级，所述轨到轨输入级包括互补的PMOS差分对和NMOS差分对、PMOS差分对和NMOS差分对的尾电流源、NMOS差分对的负载电路，所述PMOS差分对采用两个共源极连接的PMOS管实现，其中一个PMOS管的栅极引出作为运算放大器的同相输入端，另一个PMOS管的栅极引出作为运算放大器的反相输入端，所述NMOS差分对采用两个共源极连接的NMOS管实现，其中一个NMOS管的栅极引出作为运算放大器的同相输入端，另一个NMOS管的栅极引出作为运算放大器的反相输入端，所述PMOS差分对的尾电流源连接PMOS差分对的PMOS管的源极和电源电压VDD，所述NMOS差分对的尾电流源连接NMOS差分对的NMOS管的源极和地，所述PMOS差分对的尾电流源和NMOS差分对的尾电流源通过比例电流镜相连接，所述NMOS差分对的负载电路连接NMOS差分对的漏极和电源电压VDD；所述增益级包括自偏置共源共栅电流镜，所述NMOS差分对的NMOS管的漏极连接自偏置共源共栅电流镜，自偏置共源共栅电流镜连接电源电压VDD，所述输出级包括共源极连接的第一PMOS管和第一NMOS管、米勒补偿，所述第一PMOS管的栅极连接偏置电压Vb，第一NMOS管的栅极连接增益级的输出，所述米勒补偿采用米勒补偿电容和补偿电阻串联实现，两个补偿电阻分别连接自偏置共源共栅电流镜的两端，米勒补偿电容连接第一PMOS管和第一NMOS管的漏极，所述第一PMOS管和第一NMOS管的漏极引出作为运算放大器的输出端，第一PMOS管的源极连接电源电压VDD，第一NMOS管的源极接地；

其中，所述PMOS差分对的尾电流源采用第二PMOS管，所述NMOS差分对的尾电流源采用第二NMOS管，在PMOS差分对和NMOS差分对的尾电流源之间设置有电流抽取复制电路，所述电流抽取复制电路包括第三PMOS管、调控电阻、由第三NMOS管和第四NMOS管组成的电流镜，所述第三PMOS管的源极连接第二PMOS管的漏极，第三PMOS管的漏极连接调控电阻的一端，调控电阻的另一端连接第三NMOS管的漏极和栅极，第三NMOS管的源极接地，第四NMOS管的源极接地，第三NMOS管的栅极连接第四NMOS管的栅极，所述第二PMOS管的漏极连接PMOS差分对的PMOS管的源极，第二PMOS管的源极连接电源电压VDD，第二PMOS管的栅极连接偏置电压Vb，第二NMOS管的源极接地，第二NMOS管的漏极连接NMOS差分对的NMOS管的源极；

所述增益级还包括自偏置共源共栅电流源，所述自偏置共源共栅电流源包括第九PMOS管、第十PMOS管、第十一PMOS管、第九NMOS管、第十NMOS管、第十二PMOS管、第十三PMOS管、第十四PMOS管和第十五PMOS管，所述自偏置共源共栅电流源包括第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、所述第九PMOS管、第十PMOS管、第十二PMOS管、第十三PMOS管的源极连接电源电压VDD，第九PMOS管、第十二PMOS管、第十四PMOS管的栅极连接偏置电压Vb，第九PMOS管的漏极连接第九NMOS管的漏极，第十PMOS管的漏极连接第十一PMOS管的源极，第十一PMOS管的漏极连接第十NMOS管的漏极，第十PMOS管的栅极连接第十一PMOS管的漏极，第十二PMOS管的漏极连接第十三PMOS管的源极，第十四PMOS管的漏极连接第十五PMOS管的源极，第十一PMOS管的栅极连接第十三PMOS管和第十五PMOS管的栅极，第十五PMOS管的漏极连接第一NMOS管的栅极，第五NMOS管和第六NMOS管的栅极相连，第七NMOS管和第八NMOS管的栅极相连，第九NMOS管和第十NMOS管的栅极相连，第五NMOS管的源极连接第七NMOS管的漏极，第六NMOS管的源极连接第八NMOS管的漏极，第七NMOS管和第八NMOS管以及第九NMOS管和第十NMOS管的源极接地； 第十二PMOS管和第十四PMOS管的漏极分别连接NMOS差分对的NMOS管的漏极，第五NMOS管和第六NMOS管的源极连接PMOS差分对的PMOS管的漏极。