[发明专利]采用MOS器件实现的宽带低功耗轨到轨放大器

摘要

本发明公开了属于模拟集成电路设计领域的一种采用MOS器件实现的宽带低功耗轨到轨放大器，其包括由四个NMOS管和四个PMOS管组成轨到轨输入级，该电路将输入电压信号转换成电流信号，并形成反向回收电流；放大回收电流的中间级由四个低压电流镜组成，实现对回收电流的放大作用；以及由两个PMOS管和两个NMOS管组成的轨到轨输出级，实现信号的轨到轨输出；本发明具有在不增加功耗的情况下提高两倍以上带宽的能力；增加低频增益和大信号摆率；同时还可以工作在低电压的环境中增加输入/输出信号的幅度等诸多优点。其中的各个MOS管可采用常规MOS晶体管，也可以采用高迁移率的应变硅MOS管，以进一步提高该电路的性能。

主权项

一种采用MOS器件实现的宽带低功耗轨到轨放大器，其特征在于，所述宽带低功耗轨到轨放大器包括轨到轨输入级、放大回收电流的中间级以及轨到轨输出级三个部分；所述轨到轨输入级由PMOS管P1a、P1b、P2a、P2b以及NMOS管N1a、N1b、N2a、N2b组成；所述放大回收电流的中间级包括四个电流镜组成：由NMOS管N7、N4、N3组成第一电流镜，由NMOS管N8、N5、N6组成第二电流镜，由PMOS管P7、P4、P3第三电流镜以及由P8、P5、P6组成第四电流镜；所述轨到轨输出级主要是由NMOS管N10、N11以及PMOS管P10、P11组成。所述宽带低功耗轨到轨放大器的正向输入信号通过输入管P1a将电压信号转换成向下的电流信号，同时负向输入信号通过输入管P2b将电压信号转换成向上的回收电流信号，该回收电流通过交叉连接的N7、N4、N3组成的第三电流镜被放大K倍，与P1a管向下的电流一起通过N10流向负向输出端；同时，负向输入信号通过输入管P2a将电压信号转换成向上的电流信号，同时正向输入信号通过输入管P1b将电压信号转换成向下的回收电流信号，该回收电流通过交叉连接的电流镜N8、N6、N5组成的第二电流镜被放大K倍，与P2a管向下的电流一起通过N11流向正向输出端；另外，正向输入信号通过输入管N1a将电压信号转换成向上的电流信号，同时负向输入信号通过输入管N2b将电压信号转换成向下的回收电流信号，该回收电流通过交叉连接的P7、P4、P3组成的第三电流镜被放大K倍，与N1a管向上的电流一起通过P10流向负向输出端；同时，负向输入信号通过输入管N2a将电压信号转换成向下的电流信号，同时正向输入信号通过输入管N1b将电压信号转换成向上的回收电流信号，该回收电流通过交叉连接的P8、P6、P5组成的第二电流镜被放大K倍，与N2a管向下的电流一起通过P11流向正向输出端。其中的各个MOS管采用常规MOS晶体管或采用高迁移率的应变硅MOS管，以进一步提高该电路的性能。