[發(fā)明專(zhuān)利]放大器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910849877.0
• 申請(qǐng)日: 2019-09-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110890867A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·J·古德里
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 美國(guó)亞德諾半導(dǎo)體公司
• 主分類(lèi)號(hào): H03F1/34
• 分類(lèi)號(hào): H03F1/34;H03F3/45
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 張丹

本公開(kāi)涉及放大器。儀表放大器包括一對(duì)輸入放大器，每個(gè)輸入放大器包括輸入晶體管和被配置為放大和反饋來(lái)自輸入晶體管的誤差電流的反饋電流放大器。該布置可以實(shí)現(xiàn)電流有效的解決方案，其中放大器可以在接近或可能低于地的非常低的輸入信號(hào)下操作，而不需要負(fù)電源極電壓。

要求優(yōu)先權(quán)

本申請(qǐng)要求Michael J.Guidry于2018年9月10日提交的、題為“放 大器”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)62/729,187的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用 結(jié)合于此。

背景技術(shù)

除了用于監(jiān)控應(yīng)用的許多分計(jì)量設(shè)備之外，每年還在全球部署數(shù)百萬(wàn) 公用電表用于計(jì)算用于計(jì)費(fèi)的房屋的能耗。這些設(shè)備通常在部署之前在工 廠(chǎng)進(jìn)行校準(zhǔn)，然后在其部署壽命期間連續(xù)測(cè)量電力消耗，而不會(huì)中斷測(cè)量 行為。每年移除這些儀表的一定百分比，在實(shí)驗(yàn)室中重新測(cè)試其準(zhǔn)確性， 估計(jì)現(xiàn)場(chǎng)較大人口的準(zhǔn)確度分布，以確定是否需要完全移除人口，但每個(gè) 單獨(dú)的儀表的準(zhǔn)確度更大未知，每年更換數(shù)百萬(wàn)個(gè)完全精確的儀表，而在實(shí)際情況下，不準(zhǔn)確的儀表可以在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行。

公用儀表精度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)施為公用設(shè)施儀表的一部分，以幫助確 定和監(jiān)測(cè)儀表的精度。這些系統(tǒng)通常包括許多不同的電子電路/模塊，包括 一個(gè)或多個(gè)儀表放大器，用于在測(cè)量信號(hào)之前放大信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)涉及一種儀器反饋放大器。儀器反饋放大器包括一對(duì)輸入放大 器，均包括輸入晶體管和被配置為放大和反饋來(lái)自輸入晶體管的誤差電流 的反饋電流放大器。該布置可以實(shí)現(xiàn)電流有效的解決方案，其中放大器可 以在接近或可能低于地的非常低的輸入信號(hào)下操作，而不需要負(fù)電源極電 壓。

雖然在公用事業(yè)儀表精度監(jiān)測(cè)的背景下描述了儀表反饋放大器，但是 應(yīng)當(dāng)理解，這僅僅是儀表反饋放大器的一個(gè)示例用途。它可以替代地用于 需要放大的任何其他環(huán)境或系統(tǒng)中。

在本公開(kāi)的第一方面，提供儀表放大器，包括第一級(jí)，被配置為基于 差分輸入生成放大的差分輸出，所述第一級(jí)包括：第一放大器，包括：第 一MOS晶體管，其中所述第一MOS晶體管的柵極耦合到所述差分輸入的 第一輸入，和第一電流放大器，將所述第一MOS晶體管的漏極耦合到所 述差分輸出的第一輸出；第二放大器，包括：第二MOS晶體管，其中所述第二MOS晶體管的柵極耦合到所述差分輸入的第二輸入，和第二電流 放大器，將所述第二MOS晶體管的漏極耦合到所述差分輸出的第二輸出； 和電阻網(wǎng)絡(luò)，包括：第一反饋電阻器，將第一輸出耦合到所述第一MOS 晶體管的源極；和第二反饋電阻器，將第二輸出耦合到所述第二MOS晶 體管的源極。

所述電阻網(wǎng)絡(luò)還可包括連接電阻器，將所述第一MOS晶體管的源極 耦合到所述第二MOS晶體管的源極。

所述第一放大器還可包括第一電壓移位裝置，被配置為將所述第一 MOS晶體管的體電壓升高到所述第一MOS晶體管的源極電壓以上；和所 述第二放大器還可包括第二電壓移位裝置，被配置為將所述第二MOS晶 體管的體電壓升高到所述第二MOS晶體管的源極電壓以上。

所述第一電壓移位裝置可包括第一二極管，并且所述第二電壓移位裝 置可包括第二二極管

所述第一放大器還可包括耦合在所述第一MOS晶體管的漏極和所述 第一電流放大器的輸入之間的第一共源共柵器件，并且所述第二放大器還 可包括耦合在所述第二MOS晶體管的漏極和所述第二電流放大器的輸入 之間的第二共源共柵器件。

第一共源共柵器件可包括柵極耦合到所述第一輸入的MOS晶體管， 并且所述第二共源共柵器件可包括柵極耦合到所述第二輸入的其他MOS 晶體管。

第一MOS晶體管可以是PMOS晶體管，并且所述第二MOS晶體管 可以是PMOS晶體管。允許輸入電壓范圍的下端可低于儀表放大器第一級(jí) 的最低電壓。

第一MOS晶體管可以是NMOS晶體管，并且所述第二MOS晶體管 可以是NMOS晶體管。允許輸入電壓范圍的頂端可高于儀表放大器第一級(jí) 的最高電壓。