[发明专利]一种增益提升的运算跨导放大器

摘要

本发明公开一种增益提升的运算跨导放大器,由偏置恒定电流源依次串接差分输入、负载电流镜、共源共栅输出级和可调辅助差分对构成，其中差分输入由4个PMOS管M1a、M2a、M1b和M2b构成，负载电流镜由6个NMOS管M3、M4、M5a、M6a、M5b和M6b构成，共源共栅输出级由6个MOS管M7至M12构成，可调辅助差分对由M13、M14和M15构成。电流的重复利用和输出级增加的可调辅助差分对彻底解决电路中增益、带宽、功耗等之间的固有矛盾；本发明受输出电压影响很弱，不会引入额外的极点，仿真结果显示相同静态功耗，本发明增益、带宽均实现倍增,还具有可微调、高精度的特点，适用于通信、电子测量以及自动控制等系统。

主权项

一种增益提升的运算跨导放大器，包括偏置恒定电流源及其依次串接的差分输入、负载电流镜和共源共栅输出级，其中偏置恒定电流源为P型MOS管M0的源极接电源VDD,M0的栅极接偏置电压Vbias；差分输入由4个P型MOS管M1a、M2a、M1b和M2b构成，负载电流镜由6个N型MOS管M3、M4、M5a、M6a、M5b和M6b构成，共源共栅输出级由2个N型MOS管M7、M10以及4个P型MOS管M8、M9、M11、M12构成；差分输入级P型MOS管M1a、M2a、M1b和M2b的源极分别接P型MOS管M0的漏极；N型MOS管M3漏极分别接P型MOS管M2b的漏极、N型MOS管M5a和M5b的栅极，N型MOS管M3的源极接N型MOS管M5b的漏极，N型MOS管M4漏极分别接P型MOS管M1b的漏极、N型MOS管M6a和M6b的栅极，N型MOS管M4的源极接N型MOS管M6b的漏极，N型MOS管M3、M4的栅极接偏置电压Vb1，N型MOS管M5a、M5b、M6a和M6b的源极分别接地；共源共栅输出级的N型MOS管M7的漏极接P型MOS管M8的漏极、同时连接共源共栅输出级的第二输出端Vout‑，共源共栅输出级P型MOS管M8的源极接P型MOS管M9的漏极，N型MOS管M10的漏极分别接P型MOS管M11的漏极、同时连接共源共栅输出级的第一输出端Vout+，P型MOS管M11的源极接P型MOS管M12的漏极，N型MOS管M7、M10的栅极分别接偏置电压Vb1，P型MOS管M8、M11的栅极分别接偏置电压Vb2，P型MOS管M9、M12的栅极接共模反馈电压CMFB，P型MOS管M9、M12的源极分别接电源VDD；其特征在于：还包括可调辅助差分对，可调辅助差分对由P型MOS管M13、M14和M15构成；P型MOS管M13的栅极分别接P型MOS管M1a、M14的漏极、N型MOS管M5a的漏极及N型MOS管M7的源极，P型MOS管M14的栅极分别接P型MOS管M2a、M13的漏极、N型MOS管M6a的漏极及N型MOS管M10的源极，P型MOS管M13、M14的源极接P型MOS管M15的漏极，P型MOS管M15的源极接电源VDD；所述电流镜M5b‑M5a、M6b‑M6a的尺寸比例相同,即M5a的尺寸与M5b的尺寸相比为K,同样M6a的尺寸与M6b的尺寸相比也为K，K的取值范围为2～5；所述差分输入的MOS管M1a、M1b尺寸相同，二者的跨导相等，即gm1b＝gm1a，本运算跨导放大器整体跨导为G＝gm1a+Kgm1b＝(1+K)gm1a。