[發明專利]互補輸入的循環折疊跨導運算放大器

無效

• 申請號: 200910242475.0
• 申請日: 2009-12-16
• 公開（公告）號: CN101741328A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 魏琦;喬飛;楊華中;汪蕙
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

技術領域

本發明屬于微電子學與固體電子學領域的超大規模集成電路設計，涉及一種新型跨導放大器電路，可以用于模數轉換電路，濾波器等模擬信號處理電路的設計。

背景技術

本發明涉及諸如高速模數轉換器等高性能開關電容電路中高速跨導運算放大器的設計。運算放大器是很多模擬電路最重要的模塊之一，廣泛應用于模數轉換電路，濾波器等模擬信號處理電路中。通常決定了高性能開關電容電路能夠達到的精度、速度和功耗等指標。在開關電容電路中，負載通常為純電容性質，此時單級運算跨導放大器(OTA)優于多級的運算放大器。因此，傳統的折疊式OTA放大器獲得了廣泛的應用。但是，傳統的折疊式OTA具有速度慢、功耗大等缺點。一方面，集成電路的工作速度日益提高；另一方面，目前消費電子領域，以電池為電力的移動便攜設備要求電路的功耗盡可能低，從而延長移動便攜設備的使用時間。

針對上述情況，本發明提出了一種具有互補輸入的循環折疊OTA。

發明內容

為了克服現有折疊式OTA速度慢、功耗大的不足，本發明設計了新型互補循環折疊OTA。本發明目的在于提高OTA的單位增益帶寬GBW，以提高運算放大器的工作速度，并降低OTA的功耗。使用本發明，可以提高諸如高性能模數轉換器的高性能開關電容的速度，或者降低功耗。

本發明的特征在于，

含有N型和P型兩個互補輸入支路，以及其中每一個輸入支路所連接的偏置電壓晶體管部分、偏置尾電流晶體管部分和共源共柵晶體管對部分，其中：

P型互補輸入支路，含有：第一PMOS管M1a、第二PMOS管M1b、第三PMOS管M2b和第四PMOS管M2a，其中：第一PMOS管M1a的柵極、第二PMOS管M1b的柵極都與輸入的兩個全差分信號中的一個VINN差分信號相連，第三PMOS管M2b的柵極、第四PMOS管M2a的柵極都與所述輸入的兩個全差分信號中的另一個VINP差分信號相連；

兩個互相串連的第五PMOS晶體管M31和第六PMOS晶體管M32構成偏置電壓晶體管部分，其中：第五PMOS晶體管M31的柵極和第六PMOS晶體管M32的柵極相連后接第一偏置電壓Vbp0，第五PMOS晶體管M31的漏極同時與第一PMOS晶體管M1a的源極、第二PMOS晶體管M1b的源極、第三PMOS晶體管M2b的源極以及第四PMOS晶體管M2a的源極相連，第六PMOS晶體管M32的源極接電源電壓VDD，

第一NMOS管M3a、第二NMOS管M3b、第三NMOS管M4b、第四NMOS管M4a四個共地的NMOS管組成了所述P型互補輸入支路的偏置尾電流晶體管部分，其中：第一NMOS管M3a的柵極和第二NMOS管M3b的柵極相連后再與所述第三PMOS管M2b的漏極相連，第三NMOS管M4b的柵極與第四NMOS管M4a的柵極相連后再與所述第二PMOS管M1b的漏極相連；第五NMOS管M5、第六NMOS管M6、第七NMOS管M11、第八NMOS管M12這四個NMOS管共同構成了所述P型互補輸入支路的共源共柵晶體管對部分，其中：第五NMOS管M5的源極同時與所述第一PMOS管M1a的漏極、第一NMOS管M3a的漏極相連，第六NMOS管M6的源極同時與所述第四PMOS管M2a的漏極、第四NMOS管M4a的漏極連接，第七NMOS管M11的源極和所述第二NMOS管M3b的漏極相連，第八NMOS管M12的源極和所述第三NMOS管M4b的漏極相連，第七NMOS管M11的漏極和所屬第三PMOS管M2b的漏極相連，第八NMOS管M12的漏極和所述第二PMOS管M1b的漏極相連，第七NMOS管M11的柵極和第八NMOS管M12的柵極互連后接第二偏置電壓Vbn2，第五NMOS晶體管M5的柵極和第六NMOS晶體管M6的柵極相連后也接第二偏置電壓Vbn2；