[發明專利]具有高速共模反饋的差分放大器

有效

• 申請號: 202011077674.3
• 申請日: 2015-06-03
• 公開（公告）號: CN112187198B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 李凡廈
• 申請（專利權）人: 德州儀器公司
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

本申請案涉及一種具有高速共模反饋的差分放大器。差分放大器(100)的輸出(142/144)處的差分信號(OUTP/OUTN)響應于所述輸出差分信號(OUTP/OUTN)的共模變化而快速改變。由所述差分放大器(100)放大的經放大輸入信號(AINP/AINN)響應于輸入到所述差分放大器(100)中的差分信號(INP/INN)的共模變化而快速改變。輸入到所述差分放大器(100)中的偏壓電壓(VB)經隔離以消除所述偏壓電壓(VB)中的低頻分量。

本申請是申請日為2015年06月03日，申請號為“201510300823.0”，而發明名稱為“具有高速共模反饋的差分放大器”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及差分放大器，且更特定地說涉及一種具有高速共模反饋的差分放大器。

背景技術

差分放大器是放大差分輸入信號的熟知電路。差分放大器用于許多應用且具有多種優點，例如與單端放大器相比，對電源噪聲具有免疫力，且動態范圍是單端放大器的兩倍高。在一個應用中，差分放大器用于開關電容器電路中。

放大開關電容器電路的輸出的一個問題是，許多開關斷開及閉合，且此類斷開及閉合的開關可在輸出中造成強而突然的短脈沖干擾(glitch)，其中例如邏輯高信號瞬間下降到邏輯低信號。短脈沖干擾將共模分量引入到自開關電容器電路輸出的信號中，所述短脈沖干擾可實質上限制差分放大器的性能。結果，需要一種可減小短脈沖干擾對自開關電容器電路輸出的信號的影響的差分放大器。

發明內容

本發明提供一種減小共模波動的影響的差分放大器。本發明的差分放大器包含：差分對級，其用于接收一對輸入差分信號且放大所述對輸入差分信號以在一對放大器級輸出處形成一對經放大差分信號。差分放大器還包含驅動器級，其響應于所述對經放大差分信號而驅動一對輸出差分信號。驅動器級連接到差分對級。此外，差分放大器包含連接到差分對級及驅動器級的共模反饋級。共模反饋級包含RC感測電路，其響應于所述對輸出差分信號而產生經測量共模電壓。共模反饋級還包含差分對電路，其響應于經測量共模電壓的量值與參考共模電壓的量值之間的差而改變第一差分對電流及第二差分對電流。差分對電路連接到RC感測電路。此外，共模反饋級包含控制電路，其用于汲取差分對電流的第一部分且響應于第一差分對電流的第一部分的量值而改變所述對輸出差分信號。控制電路連接到驅動器級及差分對電路的。此外，共模反饋電路包含下拉電路，其在經測量共模電壓及參考共模電壓的量值相等時汲取第一差分對電流的第二部分。下拉電路用于在經測量共模電壓的量值大于參考共模電壓的量值時減小由控制電路汲取的第一差分對電流的第一部分且增加由下拉電路汲取的第一差分對電流的第二部分。下拉電路連接到控制電路。

本發明的替代實施例的差分放大器包含差分對級，其具有第一輸入晶體管、第二輸入晶體管及連接到第一及第二輸入晶體管的尾電流晶體管。第一及第二輸入晶體管用于接收一對輸入差分信號且放大所述對輸入差分信號以在一對放大器級輸出處形成一對經放大差分信號。差分放大器還包含共模反饋電路，其響應于由所述對輸入差分信號的共模分量引起的經放大差分信號的增加而上拉輸入到尾電流晶體管的電壓，且響應于由所述對輸入差分信號的共模分量引起的經放大差分信號的降低而下拉輸入到尾電流晶體管的電壓。共模反饋電路連接到尾電流晶體管及所述對放大器級輸出。差分放大器進一步包含驅動器級，其響應于所述對經放大差分信號而驅動一對輸出差分信號。驅動器級連接到差分對級。此外，差分放大器包含連接到差分對級及驅動器級的共模反饋級。共模反饋級包含RC感測電路，其響應于所述對輸出差分信號而產生經測量共模電壓。共模反饋級還包含差分對電路，其響應于經測量共模電壓的量值與參考共模電壓的量值之間的差而改變第一差分對電流及第二差分對電流。差分對電路連接到RC感測電路。此外，共模反饋級包含控制電路，其響應于第一差分對電流的量值而改變所述對輸出差分信號。控制電路連接到驅動器級及差分對電路。