[發明專利]一種用于信號放大的MOS管電阻及其偏置電路

有效

• 申請號: 202110579129.2
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113359941B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 余占清;張偉;牟亞;陳世萍;嚴鑫
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05F3/26
• 分類號: G05F3/26
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張迎新;史光偉

本發明公開了一種用于信號放大的MOS管電阻及其偏置電路，所述MOS管電阻電路包括共源共柵電流鏡控制電路以及與所述共源共柵電流鏡控制電路連接的MOS管組；所述共源共柵電流鏡控制電路包括多個晶體管；所述MOS管組包括P溝道的PMOS管和N溝道的NMOS管，所述PMOS管和所述NMOS管的源極相連，所述PMOS管的柵極和漏極與所述共源共柵電流鏡控制電路中的一段鏡像支路連接，所述NMOS管的柵極和漏極與所述共源共柵電流鏡控制電路中的另一段鏡像支路連接。本發明相對于其他解決方案而言，具有高跨阻增益倍數、高精度、高線性度、低噪聲、低功耗、體積小等優勢。

技術領域

本發明屬于集成電路領域，特別涉及一種用于信號放大的MOS管電阻電路。

背景技術

在一些包含微型傳感器、微型檢測器及精密儀器等的信號網絡中，由于部分器件輸出的電流信號極其微弱，應用場合廣泛且環境復雜，需要微型、高跨阻增益倍數、高精度、高線性度的專用信號放大處理電路。傳統的極微弱電流信號放大與檢測電路，由各種分立設備或器件組成，體積龐大、功耗大、噪聲高、精度低，不適合高精度、多變復雜和需要長時間在網運行與監控的場景應用。而采用集成電路片上電阻直接實現十兆歐姆量級以上的電阻時，會由于寄生參數的影響，引入大量干擾噪聲，甚至導致電路振蕩。針對上述問題，本發明提供一種MOS管電阻及其偏置電路，以實現其目標要求。

發明內容

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種用于信號放大的MOS管電阻電路，所述MOS管電阻電路包括共源共柵電流鏡控制電路以及與所述共源共柵電流鏡控制電路連接的MOS管組；

所述共源共柵電流鏡控制電路包括多個晶體管；

所述MOS管組包括P溝道的PMOS管和N溝道的NMOS管，所述PMOS管和所述NMOS管的源極相連，所述PMOS管的柵極和漏極與所述共源共柵電流鏡控制電路中的一段鏡像支路連接，所述NMOS管的柵極和漏極與所述共源共柵電流鏡控制電路中的另一段鏡像支路連接。

可選地，所述共源共柵電流鏡控制電路包括兩段被控支路，所述MOS管電阻電路包括兩組所述MOS管組，兩組所述MOS管組與兩段所述被控支路一一對應連接。

可選地，每段所述被控支路位于所述鏡像支路內的電路分別包括第二晶體管，每組所述MOS管組中的所述PMOS管和所述NMOS管分別與兩個所述第二晶體管一一對應連接。

可選地，所述PMOS管的柵極與其中一所述鏡像支路的所述第二晶體管的柵極和源極連接，所述PMOS管的漏極與所述第二晶體管的漏極連接；所述NMOS管的柵極與另一所述鏡像支路的所述第二晶體管的柵極和漏極連接，所述NMOS管的漏極與所述第二晶體管的源極連接。

可選地，所述共源共柵電流鏡控制電路中的每段鏡像支路分別包括用于調節所述鏡像支路電流的第一晶體管。

可選地，所述晶體管為MOS管。

以及，一種用于信號放大的MOS管電阻偏置電路，包括：

共源共柵電流鏡控制電路、電流信號產生電路以及信號放大電路，所述信號放大電路包括與所述共源共柵電流鏡控制電路連接的MOS管組，所述共源共柵電流鏡控制電路包括多個晶體管；

所述電流信號產生電路與所述信號放大電路以及所述信號放大電路電性連接；

所述MOS管組包括P溝道的PMOS管和N溝道的NMOS管，所述PMOS管和所述NMOS管的源極相連，所述PMOS管的柵極和漏極與所述共源共柵電流鏡控制電路中的一段鏡像支路連接，所述NMOS管的柵極和漏極與所述共源共柵電流鏡控制電路中的另一段鏡像支路連接。

可選地，所述信號放大電路包括第一運算放大器；

所述第一運算放大器的輸入端與所述NMOS管的漏極連接，所述第一運算放大器的輸出端與所述PMOS管的漏極連接。