[發明專利]一種共模反饋電路

有效

• 申請號: 201110346696.X
• 申請日: 2011-11-06
• 公開（公告）號: CN103095231B
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 易婷
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45
• 代理公司: 上海元一成知識產權代理事務所(普通合伙) 31268
• 代理人: 吳桂琴

技術領域

本發明涉及全差分運算放大器技術領域，尤其涉及一種新型的共模反饋電路。

背景技術

現有技術公開了運算放大器是模擬集成電路中的一個重要模塊。與單端輸出的運算放大器相比，全差分運算放大器具有更大的輸出擺幅和更強的抗干擾能力，在模數轉換器、濾波器等電路中得到廣泛的應用。

研究顯示，由于高增益全差分運算放大器的輸出共模電平對器件的失配非常敏感，所以必須通過增加共模反饋電路來穩定其輸出共模電平。共模反饋電路通常要實現以下功能：對輸出共模電平進行檢測，將檢測結果與某一參考電壓進行比較，產生誤差電壓或誤差電流，用于調節放大器的某一路偏置電流，通過負反饋來將輸出共模電平穩定為該參考電壓。

現有的用于輸出共模電平檢測的電路有以下幾類，一類是用電阻檢測，但是用于檢測的電阻必須比運算放大器的輸出阻抗大很多，否則會降低放大器的開環增益，而高阻值的電阻會占用大的芯片面積和帶來大的寄生效應；一類是用工作在深線性區的MOS管檢測，但是這種方法存在如下兩個問題，一個問題是會減小放大器的輸出電壓擺幅或輸入共模范圍，另一問題是不能將輸出共模電壓穩定在一個確定的值；還有一類是用電容檢測，但是這類電路需要周期性地刷新。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術存在的缺陷，提供一種新型的共模反饋電路。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是：提供了一種新型的共模反饋電路(如圖1所示)，由輸出共模電流檢測電路(1)、誤差放大器(2)和參考電流產生電路(3)組成；有四個輸入端，其中V_inp和V_inn為兩個差分輸入端，V_bp為偏置電壓輸入端，V_ref為參考電壓輸入端；有一個輸出端V_cmfb；

所述輸出共模電流檢測電路(1)由四個MOS管組成，其中PMOS管M₁和M₂的柵極分別與輸入端V_inp和V_inn相連；PMOS管M₁和M₂的漏極共點，并與NMOS管M₃的漏極和柵極相連；NMOS管M₃的源極與地GND相連；PMOS管M₄的柵極與輸入端V_bp相連；M₄的源極與電源VDD相連；PMOS管M₁和M₂的源極共點，并與PMOS管M₄的漏極、V_{in_cm}端以及誤差放大器的一個輸入端相連；

所述參考電流產生電路(3)由四個MOS管組成，其中PMOS管M₆和M₇的柵極分別與輸入端V_ref相連；PMOS管M₆和M₇的漏極共點，并與NMOS管M₅的漏極和柵極相連；NMOS管M₅的源極與地GND相連；PMOS管M₈的柵極與輸入端V_bp相連；M₈的源極與電源VDD相連；PMOS管M₆和M₇的源極共點，并與PMOS管M₈的漏極、V_{ref_cm}端以及誤差放大器的一個輸入端相連；

所述誤差放大器(2)的輸出與輸出端V_cmfb相連。

在實現共模反饋功能時，差分輸入端V_inp和V_inn分別與全差分運算放大器的輸出端V_outp和V_outn相連，輸出端V_cmfb用于控制全差分運算放大器的某一路偏置電流，構成負反饋回路，使運算放大器的輸出共模電平等于參考電壓V_ref。