[发明专利]一种低电压跨导恒定轨到轨差分放大器

摘要

本发明公开了一种低电压跨导恒定轨到轨差分放大器，该放大器的互补输入级通过主从电路对尾电流进行实时补偿，以确保其电流恒定，主从电路在较宽电压范围内可保证输入差分对跨导恒定，共模检测电路根据输入共模电压选通互补差分对中的一组工作，从而在轨到轨输入下实现跨导恒定，基于以上结构特点，本发明的轨到轨差分放大器可工作在0.65V电压下，在整个轨到轨输入范围内实现了跨导恒定。

主权项

1.一种低电压跨导恒定轨到轨差分放大器，其特征在于，包括第一输入级主从跨导放大器、第二输入级主从跨导放大器、共模检测和控制电路单元、以及输出级折叠式共源共栅放大器，所述第一输入级主从跨导放大器和第二输入级主从跨导放大器结构互补且两者分别与输出级折叠式共源共栅放大器电路连接，所述共模检测和控制电路分别与第一输入级主从跨导放大器、第二输入级主从跨导放大器连接并且控制第一输入级主从跨导放大器或第二输入级主从跨导放大器实时调整尾电流管的栅极电压从而对尾电流进行实时补偿；所述第一输入级主从跨导放大器包括第二P型金属氧化物晶体管P2、第四N型金属氧化物晶体管N4、第五N型金属氧化物晶体管N5、第二N型金属氧化物晶体管N2、第六N型金属氧化物晶体管N6、第七N型金属氧化物晶体管N7和第三N型金属氧化物晶体管N3；所述第二P型金属氧化物晶体管P2的栅极用于连接第一偏置电压Vb1，所述第二P型金属氧化物晶体管P2的源极用于连接电源，所述第二N型金属氧化物晶体管N2的栅极同时与第二P型金属氧化物晶体管P2的漏极、第四N型金属氧化物晶体管N4的漏极、第五N型金属氧化物晶体管N5的漏极连接，所述第四N型金属氧化物晶体管N4的栅极用于连接输入电压负极，所述第二N型金属氧化物晶体管N2的漏极同时与第四N型金属氧化物晶体管N4的源极、第五N型金属氧化物晶体管N5的源极连接，所述第五N型金属氧化物晶体管N5的栅极接用于连接输入电压正极，所述第三N型金属氧化物晶体管N3的栅极与第二N型金属氧化物晶体管N2的栅极连接，所述第三N型金属氧化物晶体管N3的源极接地，所述第三N型金属氧化物晶体管N3的漏极同时与第六N型金属氧化物晶体管N6的源极、第七N型金属氧化物晶体管N7的源极连接，所述第六N型金属氧化物晶体管N6的栅极用于接输入电压正极，所述第七N型金属氧化物晶体管N7的栅极接输入电压负极；所述第二输入级主从跨导放大器包括：第五P型金属氧化物晶体管P5、第六P型金属氧化物晶体管P6、第七P型金属氧化物晶体管P7、第八P型金属氧化物晶体管P8、第九P型金属氧化物晶体管P9、第十P型金属氧化物晶体管P10和第十二N型金属氧化物晶体管N12；所述第十二N型金属氧化物晶体管N12的栅极用于连接第二偏置电压Vb2，所述第十二N型金属氧化物晶体管N12的源极用于接地，所述第十二N型金属氧化物晶体管N12的漏极同时与第九P型金属氧化物晶体管P9的漏极、第十P型金属氧化物晶体管P10的漏极、第五P型金属氧化物晶体管P5的栅极、第六P型金属氧化物晶体管P6的栅极连接，所述第九P型金属氧化物晶体管P9的栅极与第八P型金属氧化物晶体管P8的栅极连接且用于接输入电压负极，所述第十P型金属氧化物晶体管P10的栅极与第七P型金属氧化物晶体管P7的栅极连接且用于接输入电压正极，所述第六P型金属氧化物晶体管P6的漏极与第九P型金属氧化物晶体管P9的源极、第十P型金属氧化物晶体管P10的源极连接，所述第五P型金属氧化物晶体管P5的漏极与第七P型金属氧化物晶体管P7的源极、第八P型金属氧化物晶体管P8的源极连接，所述第六P型金属氧化物晶体管P6的源极用于接电源，所述第五P型金属氧化物晶体管P5的源极用于接电源；所述共模检测和控制电路单元包括第十一P型金属氧化物晶体管P11、第十二P型金属氧化物晶体管P12、第十三N型金属氧化物晶体管N13、第十四N型金属氧化物晶体管N14、第二电阻R2、第一反相器I1和第二反相器I2；所述第十二P型金属氧化物晶体管P12的源极用于接电源，所述第十二P型金属氧化物晶体管P12的栅极与第十四N型金属氧化物晶体管N14的栅极连接且用于接输入电压的共模分量VCMin，所述第十二P型金属氧化物晶体管P12的漏极与第十四N型金属氧化物晶体管N14的漏极连接；所述第十四N型金属氧化物晶体管N14的源极接地；所述第二电阻R2的正极同时与第十二P型金属氧化物晶体管P12的栅极、第十四N型金属氧化物晶体管N14的栅极连接且用于接输入电压的共模分量VCMin，所述第二电阻R2的负极同时与第十二P型金属氧化物晶体管P12的漏极、第十四N型金属氧化物晶体管N14的漏极、第一反相器I1的输入端连接；所述第一反相器I1的输出端与第二反相器I2的输入端连接，所述第二反相器I2的输出端同时与第十一P型金属氧化物晶体管P11的栅极、第十三N型金属氧化物晶体管N13的栅极连接，所述第十一P型金属氧化物晶体管P11的源极用于接电源，所述第十三N型金属氧化物晶体管N13的源极用于接地；所述共模检测和控制电路单元中的第十一P型金属氧化物晶体管P11的漏极与第二输入级主从跨导放大器中的第五P型金属氧化物晶体管P5的栅极连接；所述第十三N型金属氧化物晶体管N13的漏极与第一输入级主从跨导放大器中的第二N型金属氧化物晶体管N2的栅极连接。