[發明專利]具有準確輸入偏移電壓的差動放大器

無效

• 申請號: 200980103441.1
• 申請日: 2009-01-29
• 公開（公告）號: CN101933227A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 阿諾什·B·達維耶瓦拉;李吉葵;萬南·鄧
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45;H03K5/24
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 劉國偉

技術領域

本發明大體上涉及電子器件，且更具體來說涉及放大器。

背景技術

放大器通常用以緩沖和/或放大信號以獲得所要的信號電平。放大器廣泛用于各種應用(例如通信、計算、網絡連接、消費者電子器件等)。舉例來說，在如蜂窩式電話的無線通信裝置中，放大器可用以經由用于顯示裝置、相機、外部裝置等的數據通信鏈路而接收信號。

放大器可用以檢測在數據鏈路上的兩個互補信號線之間的電壓差。這些信號線在所述數據鏈路活動時可載運差動信號且在所述數據鏈路閑置時可浮動。當信號線浮動時，噪聲可能容易耦合到這些線并使小的差動信號出現在所述線上。可能需要在數據鏈路活動時正確地檢測這些線上的實際信號且在數據鏈路閑置時避免因耦合到這些線的噪聲而引起的錯誤觸發。

發明內容

本文中描述一種具有準確輸入偏移電壓的放大器。所述放大器可檢測大于輸入偏移電壓的差動輸入信號且不受小于輸入偏移電壓的噪聲干擾。所述放大器可用于數據通信鏈路的接收端且可被稱作數據接收器、接收器等。所述放大器還可用于其中需要準確輸入偏移電壓的其它應用。

在一種設計中，所述放大器包括第一不平衡差動對和第二不平衡差動對。所述第一不平衡差動對接收差動輸入信號并提供第一差動電流信號。所述第二不平衡差動對接收差動參考信號并提供第二差動電流信號，從所述第一差動電流信號減去所述第二差動電流信號以獲得一差動輸出信號。當所述差動輸入信號等于目標輸入偏移電壓時，所述第一差動電流信號可具有誤差電流。所述第二差動電流信號可跨越溫度和其它變化而追蹤所述誤差電流。當所述差動輸入信號等于所述目標輸入偏移電壓時，所述第一不平衡差動對和所述第二不平衡差動對可共同地提供零差動輸出信號。所述第一不平衡差動對可從電流源接收第一偏置電流(bias?current)。所述放大器可進一步包括第三不平衡差動對，所述第三不平衡差動對接收所述差動輸入信號并為所述第二不平衡差動對提供第二偏置電流。所述第二偏置電流可跨越所述差動輸入信號的共模電壓的范圍而追蹤所述第一偏置電流。

在一種設計中，每一不平衡差動對包括兩個晶體管，且一個晶體管為另一晶體管的尺寸的M倍。可選擇M以獲得所述放大器的目標輸入偏移電壓。所述晶體管可為N溝道金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管、P溝道金屬氧化物半導體(PMOS)晶體管等。

下文更詳細地描述本發明的各種方面和特征。

附圖說明

圖1展示具有依過程和溫度而定的輸入偏移電壓的放大器。

圖2展示圖1中的放大器的差動輸出電流對差動輸入電壓。

圖3展示具有準確輸入偏移電壓的放大器。

圖4A和圖4B展示圖3中的放大器的針對不同溫度的差動輸出電流對差動輸入電壓。

圖5A和圖5B展示兩個具有準確輸入偏移電壓的NMOS放大器。

圖6展示具有正確輸入偏移電壓的PMOS放大器。

圖7展示具有準確輸入偏移電壓的NMOS和PMOS放大器。

圖8展示用于接收并放大信號的過程。

圖9展示無線通信裝置。

具體實施方式

圖1展示具有輸入偏移電壓的放大器100的示意圖，輸入偏移電壓還被稱作輸入參考偏移電壓。放大器100包括耦合到電流源116的不平衡差動對110。差動對110包括兩個NMOS晶體管112和114。NMOS晶體管112使其柵極接收第一輸入電壓信號V_inp、使其源極耦合到電流源116的第一端，且使其漏極提供第一輸出電流信號I_outp。NMOS晶體管114使其柵極接收第二輸入電壓信號V_inn，使其源極耦合到電流源116的第一端，且使其漏極提供第二輸出電流信號I_outn。電流源116使其第二端耦合到電路接地并為NMOS晶體管112和114提供偏置電流I_bias。

圖1展示使用NMOS晶體管來實施差動對110的設計。還可使用PMOS晶體管、雙極結晶體管(BJT)或某其它類型的晶體管來實施差動對。

可將放大器100的差動輸入電壓信號V_in和差動輸出電流信號I_out表示為：

V_in＝V_inp-V_inn，和?????????????????????????????????????????????????等式(1a)