[發明專利]應用于輸出級為反相器結構的襯底調制共模反饋電路

有效

• 申請號: 201711456405.6
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108768324B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 邴兆航;王勇;王宗民;張鐵良;王瑛;馮文曉;紀亞飛;楊龍;郭瑞;李雪;寧靜怡;李媛紅
• 申請（專利權）人: 北京時代民芯科技有限公司;北京微電子技術研究所
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45;H03F3/68
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 武瑩

應用于輸出級為反相器結構的襯底調制共模反饋電路，包括連接第一、二級運放的共模反饋電路、產生襯底調制電壓的反饋環路，反饋環路包括第一電荷泵電路、第二電荷泵電路、第一運算放大器、第二運算放大器、電路，電路包括第一場效應管，與第一場相應管相連的第二場相應管，與第二場效應管相連的第三場效應管，兩級運算放大器的共模輸出由反饋環路產生的輸出電壓配合連接第一運算放大器、第二運算放大器的共模反饋電路調節，第一運算放大器、第二運算放大器的第二級采用反相器結構。

技術領域

本發明涉及一種共模反饋電路，特別是一種應用于輸出級為反相器結構的襯底調制共模反饋電路。

背景技術

差分輸入輸出運算放大器的輸出端的共模電壓由于工藝偏差或者其他因素，在生產過程中通常不能達到預期的電壓值，需要共模反饋電路將輸出差分信號的平均值，即共模電壓，調節至預期電壓。

兩級運算放大器通常每一級都會采用一個共模反饋電路來穩定本級的輸出共模電平。同時，運算放大器的輸出級通常要求能夠提供大的輸出范圍，但隨著電源電壓的逐漸降低，輸出級，級聯較多MOS管會降低電壓輸出范圍。運算放大器的第二級采用反相器結構，可使運放的輸出級級聯較少的MOS管，從而可以使運放在低電源電壓結構中，仍可以處于正常工作狀態，達到較大的輸出范圍。

傳統的兩級運算放大器，每一級運放都會有各自獨立的共模反饋電路來調節本級運放的輸出共模，而每一個共模反饋電路都需要輸入一個共模電平，該共模電平是本級輸出最終需要調節穩定到的理想電平，所以傳統結構共需要兩個特定產生的電平。同時，因為第一級的輸出需要為第二級的輸入管提供偏置，所以第一級需要輸出一個特定的電壓，使輸入管產生的電流與尾電流管提供的電流相等。但實際設計或生產過程中，第一級輸出的共模電平不可能精確提供，所以，會使第二級輸入管的電流與尾電流管的電流不相等，最終，在第二級運放共模反饋電路的調節下，會使第二級運放的尾電流管提供的電流向輸入管電流趨近，偏離設計時的預期電流。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種應用于輸出級為反相器結構的襯底調制共模反饋電路，改善電路結構，只采用一級共模反饋，從而減少產生特定電壓的電路的個數，優化電路結構；同時，改變運放第二級共模調節端，保證第二級偏置電流穩定在預期理想電流附近。

本發明的技術解決方案是：應用于輸出級為反相器結構的襯底調制共模反饋電路，包括：連接第一、二級運放的共模反饋電路、產生襯底調制電壓的反饋環路，其中：

反饋環路包括電荷泵1電路、電荷泵2電路、運算放大器1、運算放大器 2、電路3，電路3包括第一場效應管P1，與第一場相應管相連的第二場相應管P2，與第二場效應管相連的第三場效應管N1，兩級運算放大器的共模輸出由反饋環路產生的輸出電壓V_UP、V_DN配合連接運算放大器1、運算放大器 2的共模反饋電路調節，運算放大器1、運算放大器2的第二級采用反相器結構。

所述的電路3包括兩個輸入端Vp、Vn，兩個輸出端Vop、Von，放大器1 包括一個正輸入端Vp1、一個負輸入端Vn1、一個輸入端Vout1，放大器2包括一個正輸入端Vp2、一個負輸入端Vn2、一個輸入端Vout2，，電荷泵1實現電壓乘2功能，包括一個輸入端Vup，一個輸出端V_UP，電荷泵實現乘-1功能，包括一個輸入端Vdn、一個輸出端V_DN。

所述的輸出電壓V_UP、V_DN對應的反相器運放包括第四場效應管P3、第五場效應管P4、第六場效應管N2、第七場效應管P5以及第八場效應管N3。

所述的第四場效應管P3的源級接電源，柵級接外部提供的偏置電壓，漏級接第五場效效應管P4和第七場效應管P5源級，第五場效應管P4的柵級接第六場效應管N2的柵級，漏級接第六場效應管N2漏級，第六場效應管N2的源級接地，第七場效應管P5的柵級接第八場效應管N3的柵級，漏級接第八場效應管N3的漏級，第八場效應管N3的源級接地。