[發(fā)明專利]基于懸浮電流源增益自舉反相器的開關(guān)電容積分器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410847785.6
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104579296B
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐江濤;王鵬;聶凱明;史再峰;高靜;高志遠(yuǎn);姚素英
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: H03K19/00
• 分類號: H03K19/00;H03G3/30
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種基于懸浮電流源增益自舉反相器的開關(guān)電容積分器，其特征是，積分器分為采樣階段和積分階段，采樣階段電路結(jié)構(gòu)圖由M1-M10十個(gè)MOS管和采樣電容Cs，積分電容CI，上下兩個(gè)保持電容Cc，和一個(gè)開關(guān)S1組成，其中M1、M3、M5、M7、M9為PMOS管，M2、M4、M6、M8、M10為PMOS管，采樣電容Cs、積分電容CI、上下兩個(gè)保持電容Cc都分為兩極A、B；其中M1、M3、M5的源極一起連接供電電源VDD，M2、M4、M6源極一起連接電源地GND；M1的漏極、M3的柵極、M7的源極連接在一起；M3的漏極、M7的柵極和M6的漏極連接在一起；M7的漏極、M1的柵極、上保持電容Cc的B極、開關(guān)S1的輸入端、M9的源極和M10的漏極連在一起；M6的柵極接偏置Vb1；M9的柵極接偏置電壓Vb3；M10的柵極接偏置電壓Vb4；M5的柵極接偏置電壓Vb2；M9的漏極、M10的源級、M8的漏極、M2的柵極、下保持電容Cc的B極和開關(guān)S1的輸出端連在一起；M2的漏極、M4的柵極、M8的源極連接在一起；M4的漏極、M8的柵極和M5的漏極連接在一起；上、下兩個(gè)保持電容Cc的A極和采樣電容Cs的B極連在一起接基準(zhǔn)電壓Vcm，采樣電容的A極連輸入端，開關(guān)S1斷開；

M1-M10管構(gòu)成C類反相器型放大器，Cs為采樣電容，負(fù)責(zé)存儲輸入電壓到基準(zhǔn)電壓Vcm的電壓差，Cc為保持電容，存儲反相器輸入電壓到基準(zhǔn)電壓Vcm的電壓差，此時(shí)運(yùn)放構(gòu)成負(fù)反饋的閉環(huán)工作狀態(tài)，晶體管M1、M2為輸入管，由于負(fù)反饋的存在M1、M2被偏置在亞閾值區(qū)，而M3與M7，M4與M8分別構(gòu)成電流電壓反饋環(huán)路，M7和M8同時(shí)也被偏置在亞閾值工作狀態(tài)；M1與M3與M7構(gòu)成一個(gè)三層共源共柵型放大器，同時(shí)開關(guān)S1斷開，在M7和M8之間加入飽和M9和M10，使其構(gòu)成一個(gè)單向?qū)ǖ膽腋‰娏髟矗?/p>

積分階段電路結(jié)構(gòu)在采樣階段的基礎(chǔ)上將開關(guān)S1閉合，并連入積分電容CI，同時(shí)輸入端連基準(zhǔn)電壓Vcm，在采樣階段連Vcm的節(jié)點(diǎn)與Vcm斷開并連CI的A極，CI的B極與M7的漏極、開關(guān)S1的輸入端、M9的源極和M10的漏極連在一起作為輸出端；

此時(shí)開關(guān)S1閉合使懸浮電流源短路便于輸出，此時(shí)M1-M8管構(gòu)成C類反相器型放大器，Cs為采樣電容，CI為積分電容，在積分階段將輸入接到基準(zhǔn)電壓Vcm，同時(shí)斷開Cs的B極與基準(zhǔn)電壓Vcm的連接。

2.如權(quán)利要求1所述的基于懸浮電流源增益自舉反相器的開關(guān)電容積分器，其特征是，M1和M2管采用高閾值器件，而M3和M4采用低閾值器件，采樣電容和積分電容的比例設(shè)為Cs/CI＝1/4，M1、M7管的寬長比應(yīng)為M2、M8對應(yīng)NMOS管寬長比的2-3倍。