[实用新型]一种基于负阻抗补偿的差分放大器

说明书

本实用新型提供了一种基于负阻抗补偿的差分放大器，通过在差分放大电路的输出端连接负阻抗补偿电路来增加所述差分放大器的输出阻抗，从而增加所述差分放大器的增益，且所述差分放大器的结构不会引入额外的极点，从而不会对放大器的高频响应产生负面影响，可以实现更高的带宽。此外，通过衬底调节电路调整尾电流管的衬底电压，以调节所述尾电流管的阈值电压，从而使得所述尾电流管在所述电源电压或工艺温度等参数的变化情况下，可以自适应的调整所述尾电流管的产生的电流为一恒流，确保了所述差分放大器在具有高增益的同时还具有较好的稳定性，以使得所述差分放大器适应高速低压应用场合。

技术领域

本实用新型属于差分放大器技术领域，具体是涉及到一种基于负阻抗补偿的差分放大器。

背景技术

差分放大器在许多模拟和混合信号系统中起着重要的作用。在电源电压降低的过程中实现具有大增益带宽积的高增益放大器，需要创新的电路设计技术和集成电路工艺技术的进步。

利用晶体管“叠加”的Cascode(串叠)差分放大器在过去被广泛用于实现高直流增益，但它们的输出摆幅有限。当特征尺寸减小到深亚微米区域时，电源电压也随之减小。而随着电源电压的降低，可以堆放在电源电压端和地端之间的晶体管数量会显著减少，影响了差分放大器的增益的增加，从而限制了差分放大器在低压工艺下的应用。随后基于通过级联两个或多个较低增益级实现的增益倍增的方法应运而生，这种方法虽然高直流增益可以实现，但由于级联引入的过多相移，极大的补偿要求限制了级联放大器在反馈应用中的高频性能。目前，通过增加基本增益级的输出阻抗来实现增益增强的方法来满足低功耗需求，该方法被证明是最有效的实现高增益和高增益带宽积的方法。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种基于负阻抗补偿的差分放大器，以解决现有技术需要通过多级放大电路级联的方式来提高增益而无法满足低压高速应用场合的问题。

一种基于负阻抗补偿的差分放大器，包括：差分放大电路和连接在所述差分放大电路的输出端的负阻抗补偿电路，

所述差分放大电路的第一输入端用于接收第一输入信号，第二输入端用于接收第二输入信号，所述第一输入信号和第二输入信号之间的差值为第一差值，所述差分放大电路的第一输出端用于输出第一输出信号，第二输出端用于输出第二输出信号，所述第一输出信号和第二输出信号之间的差值为第二值，所述第二值和第一值之间的比值为所述差分放大器的增益，

所述阻抗补偿电路用于增加差分放大电路的输出阻抗，从而增加所述增益，

其中，所述阻抗补偿电路包括第一晶体管、第二晶体管和第一电流源，所述第一电流源用于给所述第一晶体管和第二晶体管提供偏置电流，

所述第一晶体管的第一端与所述差分放大电路的第一输出端相连，第二端与所述第一电流源的第一端相连于第一节点，所述第一电流源的第二端接地，

所述第二晶体管的第一端与所述所述差分放大电路的第二输出端相连，第二端与所述第一节点相连，

所述第一晶体管的控制端与所述第二晶体管的第一端相连，所述第二晶体管的控制端与所述第一晶体管的第一端相连。

优选地，所述差分放大电路的第一输入端为所述差分放大电路的同相输入端，所述差分放大电路的第二输入端为所述差分放大电路的反相输入端，所述差分放大电路还设置有接收电源电压的电源电压端和接地端。

优选地，所述第一晶体管和第二晶体管均为NMOS管。

优选地，所述差分放大电路为串叠式放大电路。

优选地，所述差分放大电路包括：第三至第十晶体管和第二电流源，第三晶体管为所述差分放大电路的尾电流管，