[發(fā)明專利]一種多級放大器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710011816.8
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106788295B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設計）人: 戴若凡
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 張振軍;吳敏

一種多級放大器，包括順序級聯(lián)的差分輸入級、至少一個中間放大級和輸出級；差分輸入級包括：源極和柵極均耦接的第一和第二MOS管，二者柵極接收第一電壓；源極和柵極均耦接的第三和第四MOS管，二者柵極接收第二電壓，第三和第二MOS管的源極耦接并接收第一偏置電流；第一電流鏡電路，其公共柵極耦接第三MOS管的漏極，其第一漏極耦接第一MOS管的漏極；第二電流鏡電路，其公共柵極耦接第二MOS管的漏極，其第一漏極耦接第四MOS管的漏極；第一偏置電路，適于為第一和第二電流鏡電路提供偏置電流；第一負載電路，適于為差分輸入級提供負載。本發(fā)明方案多級放大器具有較高的增益和單位增益帶寬。

技術領域

本發(fā)明涉及模擬電路設計領域，特別涉及一種多級放大器。

背景技術

運算放大器(以下簡稱放大器)是模擬集成電路的一種基礎器件。對放大器的應用需求一般為高增益、高帶寬、高壓擺率等。

例如，現(xiàn)有技術中典型的多級放大器可以包括差分輸入級、至少一個中間放大級和輸出級；其中，可選地，所述差分輸入級可以采用共源共柵結構，可以包括四個MOS管，其所包含的電流鏡負載可將差分信號轉換為單端信號并輸出；所述中間放大級可以是共源結構，對所述差分輸入級輸出的單端信號進行進一步地放大；所述輸出級適于提高所述多級放大器的帶負載能力。

一般而言，以上所述的多級放大器可以具有小于5MHz的單位增益帶寬積(以下簡稱單位增益帶寬)和小于10V/μs的壓擺率。然而，隨著工藝尺寸不斷減小，放大器的供電電壓不斷降低，使得放大器的增益和輸出擺幅降低，進而使得放大器的增益帶寬降低。而現(xiàn)有技術中通常通過增加放大器的級數(shù)以解決上述問題，但是這會導致較大的電路規(guī)模和復雜的電路結構。

因此，現(xiàn)有技術面臨著如何通過增加多級放大器的級數(shù)以外的方法來改善多級放大器的增益和單位增益帶寬的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術問題是如何提高多級放大器的增益及單位增益帶寬。

為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供一種多級放大器，包括順序級聯(lián)的差分輸入級、至少一個中間放大級和輸出級；其中，所述差分輸入級包括：源極耦接在一起的第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的柵極耦接所述第二MOS管的柵極并接收第一電壓；源極耦接在一起的第三MOS管和第四MOS管，所述第三MOS管的柵極耦接所述第四MOS管的柵極并接收第二電壓，所述第三MOS管的源極耦接所述第二MOS管的源極并接收第一偏置電流；第一電流鏡電路，其公共柵極耦接所述第三MOS管的漏極，其第一漏極耦接所述第一MOS管的漏極，其第二漏極耦接其公共柵極；第二電流鏡電路，其公共柵極耦接所述第二MOS管的漏極，其公共源極耦接所述第一電流鏡電路的公共源極，其第一漏極耦接所述第四MOS管的漏極，其第二漏極耦接其公共柵極；第一偏置電路，適于為所述第一電流鏡電路和第二電流鏡電路提供偏置電流；第一負載電路，其第一輸入端耦接所述第四MOS管的漏極，其第二輸入端耦接所述第一MOS管的漏極，其輸出端耦接所述差分輸入級的輸出端，所述第一負載電路適于為所述差分輸入級提供負載。

可選地，所述第一MOS管和第二MOS管的尺寸比為(1-a)：a；所述第三MOS管和第四MOS管的尺寸比為a：(1-a)，其中，0＜a＜1。

可選地，所述第一電流鏡電路包括第五MOS管和第六MOS管，所述第五MOS管的源極耦接所述第六MOS管的源極和所述第一電流鏡電路的公共源極，所述第五MOS管的柵極耦接所述第六MOS管的柵極和所述第一電流鏡電路的公共柵極，所述第五MOS管的漏極耦接所述第一電流鏡電路的第一漏極，所述第六MOS管的漏極耦接所述第一電流鏡電路的第二漏極；所述第二電流鏡電路包括：第七MOS管和第八MOS管，所述第七MOS管的源極耦接所述第八MOS管的源極和所述第二電流鏡電路的公共源極，所述第七MOS管的柵極耦接所述第八MOS管的柵極和所述第二電流鏡電路的公共柵極，所述第八MOS管的漏極耦接所述第二電流鏡電路的第一漏極，所述第七MOS管的漏極耦接所述第二電流鏡電路的第二漏極。