[發明專利]一種低電壓低輸出阻抗跨阻放大器

有效

• 申請號: 201810324422.2
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108667434B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 陳超
• 申請（專利權）人: 東南大學;東南大學—無錫集成電路技術研究所
• 主分類號: H03F1/56
• 分類號: H03F1/56;H03F1/30;H03F1/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葛瀟敏

本發明公開一種低電壓低輸出阻抗跨阻放大器，包括第一至第十MOS管以及第一、第二電阻，MOS管構成兩級放大器，第一級為共柵放大器結構，第二級為共源放大器結構；電阻跨接于輸入端和輸出端之間，保證了低輸入阻抗和低輸出阻抗。此種結構可工作在低電源電壓下，提高了電流轉換效率并緩解了帶外干擾信號對電路工作點的影響。

技術領域

本發明屬于跨阻放大器技術領域，特別涉及一種低電壓低輸出阻抗跨阻放大器。

背景技術

隨著工藝尺寸的不斷縮小以及低功耗的應用驅動，模擬集成電路的電源電壓不斷朝著更低的方向演變。然而受到漏電流等問題制約，晶體管的閾值電壓沒有隨著特征尺寸持續降低而是穩定在350mV～450mV的量級，這給傳統的模擬電路設計帶來了巨大的挑戰。低電壓條件下模擬電路的擺幅收到很大的限制，因此基于電流模的信號運算和處理方法將成為低電壓模擬電路設計的重要手段。作為電流模電路的核心模塊，跨阻放大器的設計具有關鍵的作用。跨阻放大器不但需要自身可以工作在較低電源電壓下，其低輸入阻抗和低輸出阻抗直接決定了電流轉換效率和驅動能力。傳統的基于OTA的跨阻放大器一方面很難工作在較低的電源電壓下，另一方面其僅能在帶寬內提供較低的輸入阻抗，在較強帶外干擾信號的作用下會帶來工作點的偏移。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種低電壓低輸出阻抗跨阻放大器，其可工作在低電源電壓下，提高了電流轉換效率并緩解了帶外干擾信號對電路工作點的影響。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種低電壓低輸出阻抗跨阻放大器，包括第一至第十MOS管以及第一、第二電阻，其中，第一MOS管的柵極接第一偏置電壓，第一MOS管的源極接電源，第一MOS管的漏極接第三MOS管的源極；第三MOS管的源極為輸入電流正極，第三MOS管的柵極接地，第三MOS管的漏極接第七MOS管的漏極；第七MOS管的柵極接第二偏置電壓，第七MOS管的源極接地；第二MOS管的源極接電源，第二MOS管的柵極接第三MOS管的漏極，第二MOS管的漏極接第八MOS管的漏極，第二MOS管的漏極為電壓輸出負極；第八MOS管的柵極接第二偏置電壓，第八MOS管的源極接地；第一電阻的正極接第三MOS管的源極，第一電阻的負極接電壓輸出負極；第五MOS管的柵極接第一偏置電壓，第五MOS管的源極接電源，第五MOS管的漏極接第六MOS管的源極；第六MOS管的源極為輸入電流負極，第六MOS管的柵極接地，第六MOS管的漏極接第十MOS管的漏極；第十MOS管的柵極接第二偏置電壓，第十MOS管的源極接地；第四MOS管的源極接電源，第四MOS管的柵極接第六MOS管的漏極，第四MOS管的漏極接第九MOS管的漏極，第四MOS管的漏極為電壓輸出正極；第九MOS管的柵極接第二偏置電壓，第九MOS管的源極接地；第二電阻的正極接第六MOS管的源極，第二電阻的負極接電壓輸出正極。

上述第一至第六MOS管采用PMOS管。

上述第七至第十MOS管采用NMOS管。

采用上述方案后，本發明提供的放大器結構由兩級放大器組成，第一級為共柵放大器結構，第二級為共源放大器結構；負載阻抗跨接于輸入端和輸出端之間，保證了低輸入阻抗和低輸出阻抗。相比于傳統基于OTA結構的跨阻放大器，該結構可工作在低至0.6V的電源電壓下，其輸入端的共柵放大器可有效拉低高頻處的輸入阻抗，提高了電流轉換效率并緩解了帶外干擾信號對電路工作點的影響。

本發明具有以下效果：

(1)該放大器通過其自身結構合理分配了電壓裕度，使之可工作在較低的電源電壓下；

(2)該放大器為共柵輸入結構，其自身輸入阻抗較低，因此可實現比OTA跨阻放大器更低的帶內和帶外輸入阻抗，提高了電流轉換效率并抑制了帶外干擾對電路工作點的影響。

附圖說明

圖1是本發明的電路圖；