[发明专利]一种可重构的运算放大器

权利要求书

1.一种可重构的运算放大器，包括套筒式共源共栅运算放大器结构，其特征在于，所述套筒式共源共栅运算放大器结构包括：

两组共栅极的PMOS管对、一组共栅极的NMOS管对和一组栅极空置的NMOS管对，每组共栅极的PMOS管对包括两个栅极共接的PMOS管，所述共栅极的NMOS管对包括两个栅极共接的NMOS管，所述栅极空置的NMOS管对包括两个栅极空置的NMOS管；

两组共栅极的PMOS管对中，第一组共栅极的PMOS管对的两个PMOS管的源极共接形成共源极端，第一组共栅极的PMOS管对的漏极一一对应与第二组共栅极的PMOS管对的源极连接；

所述第二组共栅极的PMOS管对的漏极一一对应与共栅极的NMOS管对的漏极连接，共栅极的NMOS管对的源极一一对应与栅极空置的NMOS管对的漏极连接，栅极空置的NMOS管对中两个NMOS管的源极共接形成另一个共源极端，由此构成各个MOS管的串联结构，串联结构中以栅极空置的NMOS管对中两个NMOS管的栅极作为输入端，并以第二组共栅极的PMOS管对漏极、共栅极的NMOS管对漏极相互连接处作为输出端；

除了源极相连的共栅极的PMOS管对、栅极作为输入端的NMOS管对外，共栅极的PMOS管对中每个MOS管的源极和漏极之间、共栅极的NOMS管对中每个MOS管的源极和漏极之间分别各自与外围的栅压自举开关连接；

通过控制所述外围的栅压自举开关的闭合和断开切换于如下两种工作状态：共源共栅运算放大器、差分单管放大器；其中，当所述外围的栅压自举开关均关断时，所述可重构运算放大器为共源共栅运算放大器，具有直流增益高，带宽低的特点，当所述外围的栅压自举开关均闭合时，所述可重构运算放大器为差分单管放大器，具有直流增益低，带宽高的特点，且两种工作状态的增益带宽积相同；

除了源极共接的共栅极的PMOS管对、源极共接的栅极作为输入端的NMOS管对外，共栅极的PMOS管对、共栅极的NMOS管对的共栅极端还分别各自通过二选一开关接入偏置电压，当所述可重构运算放大器为共源共栅运算放大器时，共源共栅运算放大器的四个共栅管，即共栅极的PMOS管对、共栅极的NMOS管对的栅极偏置电压由所述二选一开关控制，从而控制四个共栅管所在的工作区域，实现不同工作模式下的转换，且通过控制偏置电压大小可以获得多组增益和带宽。

2.根据权利要求1所述的一种可重构的运算放大器，其特征在于，所述套筒式共源共栅运算放大器结构中，栅极空置的NMOS管对的共源极端再通过一个NMOS管接地。

3.根据权利要求1所述的一种可重构的运算放大器，其特征在于，所述外围的栅压自举开关包括电源、保持电容、充电电容、切换开关，MOS管通过自身源极、漏极与保持电容、电源构成回路，切换开关用于使MOS管的栅极切换至连接地，或者切换至通过充电电容连接MOS管的源极。

4.根据权利要求1所述的一种可重构的运算放大器，其特征在于，通过所述二选一开关控制共栅极端偏置电压时，形成的共源共栅运算放大器工作状态相比差分单管放大器工作状态增益增大、带宽减小。

5.根据权利要求1所述的一种可重构的运算放大器，其特征在于，通过控制偏置电压大小获得多组增益和带宽。

6.一种权利要求1-5任意一项所述的可重构的运算放大器的应用，其特征在于，用于开关电容采样保持电路中，可切换实现高增益运算放大器和单管放大器功能。