[发明专利]一种用于全差分Gm‑C滤波器的四输入跨导放大器

摘要

本发明公开了一种用于全差分Gm‑C滤波器的四输入跨导放大器，包括了电压电流转换级A、电压电流转换级B和一个共享电流输出级电路三个模块。本发明采用基于电流传输器的高线性跨导放大器，由电压电流转换级和电流输出级构成，通过将两个全差分的电压电流转换级的输出并联，从而共享电流输出级，实现了四输入两输出的跨导放大器，相比于传统的直接并联两个相同的跨导放大器的实现方式，直接实现了差分输出电流相加减的功能，节省了电流输出级的功耗，同时采用该发明的Gm‑C滤波器与传统的实现方式具有相同的频率特性。

主权项

一种用于全差分Gm‑C滤波器的四输入跨导放大器，其特征在于：包括两个差分电压电流转换级和一个共享电流输出级，分别称两个差分电压电流转换级为电压电流转换级A和电压电流转换级B；两个差分电压电流转换级均由超级源跟随器和无源电阻构成，超级源跟随器通过反馈精确复制差分输入电压，施加到无源电阻上后转化为差分输出电流；电压电流转换级A的差分输出电流为电压电流转换级B的差分输出电流为电压电流转换级A和电压电流转换级B输出的电流通过直接并联的形式实现电流的加减，然后经过共享电流输出级输出到高阻抗的输出节点；该四输入跨导放大器的差分输出电流为：Iout+-Iout-=(VinA+-VinA-)RA-(VinB+-VinB-)RB=gA(VinA+-VinA-)-gB(VinB+-VinB-)]]>其中，为电压电流转换级A的差分输入信号，为电压电流转换级B的差分输入信号，RA为电压电流转换级A的无源电阻，RB为电压电流转换级B的无源电阻，gA＝1/RA，gB＝1/RB；该四输入跨导放大器的具体电路为：第一PMOS晶体管PM1的栅极、第二PMOS晶体管PM2的栅极、第三PMOS晶体管PM3的栅极、第四PMOS晶体管PM4的栅极、第五PMOS晶体管PM5的栅极和第六PMOS晶体管PM6的栅极相连后并接入偏置电压Vbp，第一PMOS晶体管PM1的源极、第二PMOS晶体管PM2的源极、第三PMOS晶体管PM3的源极、第四PMOS晶体管PM4的源极、第五PMOS晶体管PM5的源极和第六PMOS晶体管PM6的源极相连后并接入电源电压Vdd；第一PMOS晶体管PM1的漏极、第七PMOS晶体管PM7的源极和第一NMOS晶体管NM1的漏极相连后并接入无源电阻RA的一端，第二PMOS晶体管PM2的漏极、第八PMOS晶体管PM8的源极和第二NMOS晶体管NM2的漏极相连后并接入无源电阻RA的另一端；第三PMOS晶体管PM3的漏极与第三NMOS晶体管NM3的漏极相连，第四PMOS晶体管PM4的漏极与第四NMOS晶体管NM4的漏极相连；第五PMOS晶体管PM5的漏极、第九PMOS晶体管PM9的源极和第五NMOS晶体管NM5的漏极相连后并接入无源电阻RB的一端，第六PMOS晶体管PM6的漏极、第十PMOS晶体管PM10的源极和第六NMOS晶体管NM6的漏极相连后并接入无源电阻RB的另一端；第七PMOS晶体管PM7的漏极、第一NMOS晶体管NM1的栅极和第七NMOS晶体管NM7的漏极相连，第八PMOS晶体管PM8的漏极、第二NMOS晶体管NM2的栅极和第十NMOS晶体管NM10的漏极相连，第九PMOS晶体管PM9的漏极、第五NMOS晶体管NM5的栅极和第十三NMOS晶体管NM13的漏极相连，第十PMOS晶体管PM10的漏极、第六NMOS晶体管NM6的栅极和第十六NMOS晶体管NM16的漏极相连；第一NMOS晶体管NM1的源极、第八NMOS晶体管NM8的漏极、第四NMOS晶体管NM4的源极和第十二NMOS晶体管NM12的漏极相连，第二NMOS晶体管NM2的源极、第九NMOS晶体管NM9的漏极、第三NMOS晶体管NM3的源极和第十一NMOS晶体管NM11的漏极相连；第三NMOS晶体管NM3的栅极和第四NMOS晶体管NM4的栅极相连后接入偏置电压Vcn；第五NMOS晶体管NM5的源极、第十四NMOS晶体管NM14的漏极、第四NMOS晶体管NM4的源极和第十二NMOS晶体管NM12的漏极相连，第六NMOS晶体管NM6的源极、第十五NMOS晶体管NM15的漏极、第三NMOS晶体管NM3的源极和第十一NMOS晶体管NM11的漏极相连；第七NMOS晶体管NM7的栅极、第八NMOS晶体管NM8的栅极、第九NMOS晶体管NM9的栅极、第十NMOS晶体管NM10的栅极、第十一NMOS晶体管NM11的栅极、第十二NMOS晶体管NM12的栅极、第十三NMOS晶体管NM13的栅极、第十四NMOS晶体管NM14的栅极、第十五NMOS晶体管NM15的栅极和第十六NMOS晶体管NM16的栅极相连后接入偏置电压Vbn；第七NMOS晶体管NM7的源极、第八NMOS晶体管NM8的源极、第九NMOS晶体管NM9的源极、第十NMOS晶体管NM10的源极、第十一NMOS晶体管NM11的源极、第十二NMOS晶体管NM12的源极、第十三NMOS晶体管NM13的源极、第十四NMOS晶体管NM14的源极、第十五NMOS晶体管NM15的源极和第十六NMOS晶体管NM16的源极相连后接地Gnd；第七PMOS晶体管PM7的栅极接差分输入信号第八PMOS晶体管PM8的栅极接差分输入信号第九PMOS晶体管PM9的栅极接差分输入信号第十PMOS晶体管PM10的栅极接差分输入信号第三PMOS晶体管PM3的漏极输出差分输出电流第四PMOS晶体管PM4的漏极输出差分输出电流