[发明专利]一种基于弛豫铁电材料磁电传感器的前端放大器电路

摘要

一种弛豫铁电材料磁电传感器的高CMRR前端放大器单元电路模块，实现对磁电信号的放大，对50Hz工频干扰的抑制，其特征是：将弛豫铁电材料磁电传感器的输出电压信号通过前端放大器实现初步放大，并利用该前端放大器的高CMRR特性，对50Hz强工频干扰进行大幅度抑制，即放大差分小信号，抑制共模大信号。本发明的电路模块集成在一集成电路芯片上，和探测器连接后，可有效读出弛豫铁电探测器的信号。

主权项

一种弛豫铁电材料磁电传感器的前端放大器，由输入电路单元和输出电路单元组成，其特征在于：输入电路单元为一个跨导放大器，输出电路单元为一个跨阻放大器；其中，跨导放大器中包括电流镜电路，通过电流镜电路的反馈控制输入电路单元的两个输入管的电流，并且使输入管工作在反型区；跨阻放大器中也包括电流镜电路，其中电流镜电路直接控制输出电压与输入电流的比值，由输入部分的共模增益和输出电压与输入电流的比值直接决定前端放大器电路的共模增益；其中，所述电流镜电路采用一种适用于低电压工作的高输出阻抗电流镜结构，既保留了传统高输出阻抗特性，又克服阈值电压损失，可以维持其高输出摆幅；其具体结构如下：该电流镜结构包括晶体管Ma1、Ma2、Ma3、Ma4、Ma5、Ma6、Ma7、Ma8，其中Ma1、Ma2、Ma3、Ma4、Ma5、Ma6为PMOS管，Ma7、Ma8为NMOS管；Ma1、Ma2、Ma3、Ma4组成Cascode结构，Ma5、Ma6、Ma7、Ma8组成电流型放大器；Ma1、Ma2栅极相连接输入电流Iin端(电流镜电流输入端)，Ma1、Ma2源极相连接电源，Ma1漏极接Ma4、Ma6源极，Ma2漏极接Ma3、Ma5源极；Ma4栅极接偏置端imr_bias(电流镜基准电压偏置端)，源极接Ma6源极和Ma1漏极，漏极接Iin端；Ma3栅极接Ma8、Ma6漏极，源极接Ma2漏极，漏极接Iout端；Ma5、Ma6栅极相接，Ma5栅漏极相接，都接Ma7漏极，Ma5源极接Ma3源极和Ma2漏极，Ma6漏极接Ma3栅极和Ma8漏极，Ma6源极接Ma4源极和Ma1漏极；Ma7、Ma8栅极相连，接电压偏置端Vbias端，Ma7、Ma8源极相连接地，Ma7漏极接Ma5漏极，Ma8漏极接Ma3栅极和Ma6漏极。