[发明专利]基于MOS器件的宽带低功耗斩波稳定轨到轨放大器

摘要

本发明公开了属于模拟集成电路设计领域的一种基于MOS器件的宽带低功耗斩波稳定轨到轨放大器。包括升频混频器和降频混频器，实现对输入信号的升频和降频功能、由四个NMOS管和四个PMOS管组成的轨到轨输入级，将输入电压信号转换成电流信号，并形成反向回收电流、由四个低压电流镜组成的放大回收电流的中间级，实现对回收电流的放大作用和由两个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；降低低频1/f噪声；增加低频增益；同时还可以在保持同样的带宽、噪声等性能下降低一半功耗及进一步提高该电路的性能等诸多优点。

主权项

一种基于MOS器件的宽带低功耗斩波稳定轨到轨放大器，其特征在于，所述宽带低功耗斩波稳定轨到轨放大器包括：两个混频器：其中升频混频器置于放大器输入级之前，对输入信号起升频作用，降频混频器置于放大器输出级之后，对输入信号起降频作用；轨到轨输入级：由PMOS管P1a、P1b、P2a、P2b以及NMOS管N1a、N1b、N2a、N2b组成，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：包括由NMOS管N7、N4、N3组成的第一电流镜、由NMOS管N8、N5、N6组成的第二电流镜、由PMOS管P7、P4、P3组成的第三电流镜以及由PMOS管P8、P5、P6组成的第四电流镜，实现对回收电流的放大作用；以及轨到轨输出级：由NMOS管N10、N11以及PMOS管P10、P11组成，实现信号的轨到轨输出；所述宽带低功耗斩波稳定轨到轨放大器的正负输入信号先通过一个混频器进行混频，把信号调制到载波频带范围内，然后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由NMOS管N7、N4、N3组成的第一电流镜放大K倍，并与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由NMOS管N8、N5、N6组成的第二电流镜放大K倍，并与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由PMOS管P7、P4、P3组成的第三电流镜放大K倍，并与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由PMOS管P8、P5、P6组成的第四电流镜放大K倍，并与N2a管向下的电流一起通过P11流向正向输出端，最后正负输出信号再次经过一个混频器，将信号调制到基带附近；其中的各个MOS器件采用常规MOS晶体管或采用高迁移率的应变硅MOS器件，以进一步提高该电路的性能。