[發明專利]基于雙輸入跨導運放的電容分裂結構開關電容放大電路

有效

• 申請號: 202110505925.1
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113346853B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 楊沛霖;李福樂;王志華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種基于雙輸入跨導運放的電容分裂結構開關電容放大電路，其特征在于，該電路包括：四個輸入電容C_PIP、C_PIN、C_NIP、C_NIN，四個反饋電容C_PFP、C_PFN、C_NFP、C_NFN和一個雙輸入跨導運算放大器；第一差分輸入信號V_IP分別連接第一輸入電容C_PIP的底板和第三輸入電容C_NIP的底板，第二差分輸入信號V_IN分別連接第二輸入電容C_PIN的底板和第四輸入電容C_NIN的底板，第一輸入電容C_PIP的頂板和第一反饋電容C_PFP的頂板相連后連接到雙輸入跨導運算放大器的第一差分輸入端，第二輸入電容C_PIN的頂板和第二反饋電容C_PFN的頂板相連后連接到雙輸入跨導運算放大器的第二差分輸入端，第三輸入電容C_NIP的頂板和第三反饋電容C_NFP的頂板相連后連接到雙輸入跨導運算放大器的第三差分輸入端，第四輸入電容C_NIN和第四反饋電容C_NFN的頂板相連后連接到雙輸入跨導運算放大器的第四差分輸入端，第一反饋電容C_PFP的底板和第三反饋電容C_NFP的底板相連后連接雙輸入跨導運算放大器的一個差分輸出端輸出第一差分輸出信號V_OP，第二反饋電容C_PFN的底板和第四反饋電容C_NFN的底板相連后連接雙輸入跨導運算放大器的另一個差分輸出端輸出第二差分輸出信號V_ON。

2.如權利要求1所述的放大電路，其特征在于，所述雙輸入跨導運算放大器包含一個PMOS差分對、一個NMOS差分對和一個后級放大電路；其中，PMOS差分對的輸出端和NMOS差分對的輸出端分別連接后級放大電路；所述PMOS差分對包括電流源I_PB、PMOS差分對管M_PP和M_PN、PMOS差分對管的柵極電壓偏置電路B_P；NMOS差分對包括電流源I_NB、NMOS差分對管M_NP和M_NN、NMOS差分對管的柵極電壓偏置電路B_N；雙輸入跨導運算放大器的第三差分輸入端和第四差分輸入端的兩路輸入信號直接分別作為NMOS差分對的輸入信號，雙輸入跨導運算放大器的第一差分輸入端和第二差分輸入端的兩路輸入信號直接分別作為PMOS差分對的輸入信號；PMOS差分對和NMOS差分對產生的交流信號電流分別產生交流電壓信號然后通過后級放大電路生成輸出信號V_ON和V_OP。

3.如權利要求1所述的放大電路，其特征在于，所述C_PIP與C_NIP電容值之和與C_PIN與C_NIN電容值之和相等，C_PFP與C_NFP電容值之和與C_PFN與C_NFN電容值之和相等；C_PIP與C_NIP的比例、C_PIN與C_NIN的比例、C_PFP與C_NFP的比例、C_PFN與C_NFN的比例均相等。

4.如權利要求3所述的放大電路，其特征在于，所述比例的最優值計算表達式如下：

其中，g_Nm為NMOS差分對的跨導，g_Pm為PMOS差分對的跨導，C_PP為PMOS差分對柵極的寄生電容，C_NP為NMOS差分對柵極的寄生電容。