專利名稱：具有柵地陰地放大器控制的差動(dòng)放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及差動(dòng)放大器，具體上涉及一種具有使用用于提高增益和降低偏移的柵地陰地放大器(cascode)負(fù)荷的AB類控制的差動(dòng)放大器。
背景技術(shù)：
包括CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管的推挽放大器電路是一種常用的電路。音頻放大器電路通常是模擬放大器電路或數(shù)字放大器電路。
模擬放大器電路被分類為A類放大器電路、B類放大器電路或AB類放大器電路之一，數(shù)字放大器電路被分類為D類放大器電路。因?yàn)樵谝纛l放大器電路中線性被認(rèn)為比高效率更重要，因此作為線性放大器的模擬放大器一般用于音頻放大器。
A、B和AB類放大器電路近來已經(jīng)因?yàn)樗鼈兊妮^高的線性而被用作模擬放大器電路。但是，這樣的放大器消耗相對較高的功率以產(chǎn)生高輸出。即，模擬放大器具有高線性的優(yōu)點(diǎn)，但是卻具有低效率的缺點(diǎn)。
具體上，在A類模擬放大器中，比放大器的最大輸出消耗多得多的功率，因此放大器的效率通常不超過25％。B類推挽放大器使用在射極跟隨器(emitter follower)結(jié)構(gòu)中彼此耦接的兩個(gè)晶體管而克服了A類放大器的效率問題。但是，B類推挽放大器對于低信號電平具有交叉失真(crossover distortion)。
而且，雖然B類推挽放大器的晶體管對于小電流容易導(dǎo)通和截止，但是這樣的晶體管對于大電流不能迅速地導(dǎo)通和截止。更具體而言，因?yàn)楫?dāng)在空閑(即靜態(tài))狀態(tài)中時(shí)在B類放大器中沒有偏流(bais current)流動(dòng)，因此難于對于大電流迅速將晶體管導(dǎo)通/截止，導(dǎo)致增加的總諧波失真(THD)。
在AB類放大器中，在空閑狀態(tài)中，少量的電流流過放大器。這樣的電流比在A類放大器中小的多，但是比在B類放大器中要大。即，利用在空閑狀態(tài)中的較大量的電流，AB類放大器變得更類似于A類放大器，以及利用在空閑狀態(tài)中的較小量的電流，AB類放大器變得更類似于B類放大器。
授予Huijsing等的美國專利第5,311,145號描述了在差動(dòng)放大器中的浮動(dòng)AB類控制終端。AB類控制終端使用在空閑狀態(tài)中的靜態(tài)電流來控制差動(dòng)放大器的交叉點(diǎn)，以便防止輸出信號的失真。而且，使用正反饋來保持高增益。
期望在差動(dòng)放大器中的電流的控制在靜態(tài)和有效操作狀態(tài)中都具有高放大器增益。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的差動(dòng)放大器具有用于增加增益和減少偏移的柵地陰地放大器負(fù)荷的AB類控制。
在本發(fā)明的一般方面，差動(dòng)放大器包括輸入級、輸出級和控制單元。輸入級響應(yīng)于在差動(dòng)輸入信號之間的電壓差而產(chǎn)生差動(dòng)電流。輸出級在輸出節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生輸出信號。控制單元被耦接在輸入級和輸出級之間，并且包括浮動(dòng)電流源(floating current source)，所述浮動(dòng)電流源包括至少兩個(gè)晶體管的柵地陰地放大器，用于使用靜態(tài)電流來偏置輸出級。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)在差動(dòng)輸入信號之間的電壓差大致是零時(shí)，浮動(dòng)電流源使用靜態(tài)電流來偏置輸出級。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，控制單元還包括電流求和電路，用于響應(yīng)于來自輸入級的差動(dòng)電流而調(diào)整通過輸出級的輸出電流，以確定輸出信號。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，電流求和電路包括第一和第二柵地陰地放大器電流鏡。第一柵地陰地放大器電流鏡位于高電源和第一控制節(jié)點(diǎn)之間，并且第二柵地陰地放大器電流鏡位于低電源和第二控制節(jié)點(diǎn)之間。
在這種情況下，所述浮動(dòng)電流源耦接在第一和第二控制節(jié)點(diǎn)之間。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例實(shí)施例中，所述浮動(dòng)電流源包括上NMOSFET和下NMOSFET的第一柵地陰地放大器，其中上NMOSFET的漏極耦接到第一控制節(jié)點(diǎn)，而下NMOSFET的源極耦接到第二控制節(jié)點(diǎn)。另外，浮動(dòng)電流源包括上PMOSFET和下PMOSFET的第二柵地陰地放大器，其中上PMOSFET的源極耦接到第一控制節(jié)點(diǎn)，而下PMOSFET的漏極耦接到第二控制節(jié)點(diǎn)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，差動(dòng)放大器還包括第一和第二補(bǔ)償電容器。第一補(bǔ)償電容器耦接在輸出節(jié)點(diǎn)和第一柵地陰地放大器電流鏡的一端之間，第二補(bǔ)償電容器耦接在輸出節(jié)點(diǎn)和第二柵地陰地放大器電流鏡的一端之間。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，輸入級是折疊的(folded)柵地陰地放大器運(yùn)算跨導(dǎo)放大器(OTA)。在這種情況下，輸入級包括差動(dòng)耦合的NMOSFET和差動(dòng)耦合的PMOSFET。在這種情況下，差動(dòng)輸入信號被施加跨過差動(dòng)耦合的NMOSFET的柵極和跨過差動(dòng)耦合的PMOSFET的柵極。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，輸出級包括在高電源和輸出節(jié)點(diǎn)之間耦接并且具有耦接到第一控制節(jié)點(diǎn)的柵極的PMOSFET。另外，輸出級包括在低電源和輸出節(jié)點(diǎn)之間耦接并且具有耦接到第二控制節(jié)點(diǎn)的柵極的NMOSFET。
以這種方式，使用來自柵地陰地放大器電流鏡和浮動(dòng)電流源的柵地陰地放大器負(fù)荷，增加了差動(dòng)放大器的增益。


當(dāng)參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的例證實(shí)施例時(shí)，本發(fā)明的上述和其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖1是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的差動(dòng)放大器的電路圖；圖2是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有在空閑工作狀態(tài)期間的電流的圖1的差動(dòng)放大器的電路圖；圖3是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、具有在有效工作狀態(tài)期間的電流的圖1的差動(dòng)放大器的電路圖，所述差動(dòng)放大器用于放大在差動(dòng)輸入信號之間的正電壓差；以及圖4是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、具有在有效工作狀態(tài)期間的電流的圖1的差動(dòng)放大器的電路圖，所述差動(dòng)放大器用于放大在差動(dòng)輸入信號之間的負(fù)電壓差。
為了說明的清楚而繪制在此參照的附圖。并且所述附圖不是必須按照比例繪制。在圖1、2、3和4中具有相同附圖標(biāo)號的元件指示具有類似結(jié)構(gòu)和/或功能的元件。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的差動(dòng)放大器100的電路圖。參見圖1，差動(dòng)放大器100包括輸入級110、電流求和電路120、輸出級130和浮動(dòng)電流源140。
輸入級110包括一對差動(dòng)耦合的PMOSFET(P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)DTR11和DTR12，它們通過另一個(gè)PMOSFET ITR1而耦接到高電源VDD。而且，輸入級110包括一對差動(dòng)耦合的NMOSFET(N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)DTR21和DTR22，它們通過另一個(gè)NMOSFETITR2而耦接到低電源VSS。低電源VSS可以例如是地節(jié)點(diǎn)。
輸入級110是折疊的柵地陰地放大器運(yùn)算跨導(dǎo)放大器(OTA)。折疊的柵地陰地放大器OTA將在差動(dòng)輸入信號INP和INN之間的電壓差轉(zhuǎn)換為進(jìn)一步被發(fā)送以確定在輸出節(jié)點(diǎn)NOUT的輸出信號的差動(dòng)電流。
PMOSFET ITR1的源極連接到高電源VDD，并且第一偏壓BV1被施加到PMOSFET ITR1的柵極。差動(dòng)耦合的PMOSFET DTR11和DTR12包括第一差動(dòng)放大器，用于放大在差動(dòng)輸入信號INP和INN之間的電壓差。PMOSFET DTR11和DTR12的源極耦接到PMOSFET ITR1的漏極，并且PMOSFET DTR11和DTR12的漏極耦接到電流求和電路120。
NMOSFET ITR2的源極耦接到低電源VSS，并且第四偏壓BV4被施加到NMOSFET ITR2的柵極。差動(dòng)耦合的NMOSFET DTR21和DTR22包括第二差動(dòng)放大器，用于放大在差動(dòng)輸入信號INP和INN之間的電壓差。NMOSFET DTR21和DTR22的源極耦接到NMOSFET ITR2的漏極，NMOSFET DTR21和DTR22的漏極耦接到電流求和電路120。
電流求和電路120包括第一柵地陰地放大器電流鏡121和第二柵地陰地放大器電流鏡123。第一柵地陰地放大器電流鏡121耦接在高電源VDD和第一控制節(jié)點(diǎn)N1之間。更具體而言，第一柵地陰地放大器電流鏡121包括響應(yīng)于第一偏壓BV1而被控制的第一和第二控制PMOSFET CTR1和CTR2、響應(yīng)于第二偏壓BV2而被控制的第三和第四控制PMOSFET CTR3和CTR4?？刂芇MOSFET CTR1和CTR3作為柵地陰地放大器與高電源VDD串聯(lián)，以及控制PMOSFET CTR2和CTR4作為柵地陰地放大器串聯(lián)在高電源VDD和第一控制節(jié)點(diǎn)N1之間。
第二柵地陰地放大器電流鏡123耦接在低電源VSS和第二控制節(jié)點(diǎn)N2之間。第二柵地陰地放大器電流鏡123包括響應(yīng)于第三偏壓BV3而被控制的第五和第六控制NMOSFET CTR5和CTR6。另外，第五控制NMOSFET CTR5和第七控制NMOSFET CTR7作為柵地陰地放大器串聯(lián)在第三控制PMOSFETCTR3的漏極和第二控制節(jié)點(diǎn)N2之間。
類似地，第六控制NMOSFET CTR6和第八控制NMOSFET CTR8作為柵地陰地放大器串聯(lián)在低電源VSS和第二控制節(jié)點(diǎn)N2之間。而且，第五控制晶體管CTR5的漏極耦接到第七和第八NMOSFET CTR7和CTR8的柵極。
輸入級110的NMOSFET DTR22的漏極耦接到在第一控制PMOSFETCTR1的漏極處的第一柵地陰地放大器電流鏡121的左側(cè)。輸入級110的NMOSFET DTR21的漏極耦接到在第二控制PMOSFET CTR2的漏極處的第一柵地陰地放大器電流鏡121的右側(cè)。
輸入級110的PMOSFET DTR12的漏極耦接到在第七控制NMOSFETCTR7的漏極處的第二柵地陰地放大器電流鏡123的左側(cè)。輸入級110的PMOSFET DTR11的漏極耦接到在第八控制NMOSFET CTR8的漏極處的第二柵地陰地放大器電流鏡123的右側(cè)。
輸入級110和電流求和電路120通過差動(dòng)放大器100來控制電流電平。即，輸入級110從在差動(dòng)輸入信號INP和INN之間的電壓差來產(chǎn)生差動(dòng)電流。這樣的差動(dòng)電流被發(fā)送到電流求和電路120，該電流求和電路120繼而使用兩個(gè)柵地陰地放大器電流鏡121和123來控制在第一和第二控制節(jié)點(diǎn)N1和N2處的電壓電平。因此，輸入級110和電流求和電路120形成嵌入的電流源，它們由偏壓BV1、BV2、BV3和BV4來控制。
輸出電路130包括PMOSFET PUTR和NMOSFET PDTR，它們具有被一起耦接到輸出節(jié)點(diǎn)NOUT的漏極。PMOSFET PUTR的柵極耦接到第一控制節(jié)點(diǎn)N1，而NMOSFET PDTR的柵極耦接到第二控制節(jié)點(diǎn)N2。
輸出電路130還包括第一偏置支路，它包括在高電源VDD和低電源VSS之間的第一電流源IB1和成二極管連接(diode-connected)的PMOSFET M1和M2。另外，輸出電路130包括第二偏置支路，它包括在高電源VDD和低電源VSS之間的第二電流源IB2和成二極管連接的NMOSFET M3和M4。這樣的第一和第二偏置支路向后述的浮動(dòng)電流源140提供偏壓。
PMOSFET PUTR具有耦接到高電源VDD的源極、耦接到輸出節(jié)點(diǎn)NOUT的漏極和耦接到第一控制節(jié)點(diǎn)N1的柵極。NMOSFET PDTR具有耦接到低電源VSS的源極、耦接到輸出節(jié)點(diǎn)NOUT的漏極和耦接到第二控制節(jié)點(diǎn)N2的柵極。
第一補(bǔ)償電容器C1耦接在輸出節(jié)點(diǎn)NOUT和第一柵地陰地放大器電流鏡121的右側(cè)之間。第二補(bǔ)償電容器C2耦接在輸出節(jié)點(diǎn)NOUT和第二柵地陰地放大器電流鏡123的右側(cè)之間。
浮動(dòng)電流源140耦接在電流求和電路120的第一和第二控制節(jié)點(diǎn)N1和N2之間。浮動(dòng)電流源140包括第一、第二、第三和第四偏置晶體管BTR1、BTR2、BTR3和BTR4。第一和第二偏置晶體管BTR1和BTR2分別是上和下NMOSFET，它們串聯(lián)在第一和第二控制節(jié)點(diǎn)N1和N2之間作為柵地陰地放大器。第三和第四偏置晶體管BTR3和BTR4分別是上和下PMOSFET，它們串聯(lián)在第一和第二控制節(jié)點(diǎn)N1和N2之間。
第一和第三偏置晶體管BTR1和BTR3并聯(lián)，并且第二和第四偏置晶體管BTR2和BTR4并聯(lián)。因此，第一和第三偏置晶體管BTR1和BTR3的柵極耦接到在成二極管連接的PMOSFET M2和第一電流源IB1之間的第三節(jié)點(diǎn)N3。第二和第四偏置晶體管BTR2和BTR4的柵極耦接到在成二極管連接的NMOSFET M3和第二電流源IB2之間的第四節(jié)點(diǎn)N4。
具有柵地陰地放大器耦接的偏置晶體管BTR1、BTR2、BTR3和BTR4的浮動(dòng)電流源140控制差動(dòng)放大器100的AB類操作。使用在浮動(dòng)電流源140內(nèi)的這樣的柵地陰地放大器負(fù)荷，電阻性負(fù)荷被增加以繼而增加差動(dòng)放大器100的DC增益。而且，所增加的DC增益導(dǎo)致在差動(dòng)放大器100內(nèi)的偏移減小。
雖然已經(jīng)具體示出和描述了在圖1中所示的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。例如，通過使用具有與上述實(shí)施例的那些相反的極性的半導(dǎo)體元件，可以獲得相同的結(jié)果。而且，取代上述的場效應(yīng)晶體管，可以使用雙極性晶體管。
電流求和電路120和浮動(dòng)電流源140形成在差動(dòng)放大器100內(nèi)的控制單元，用于響應(yīng)于由輸入級110產(chǎn)生的差動(dòng)電流而控制流過輸出級130的電流?，F(xiàn)在參照圖2、3和4來說明差動(dòng)放大器100的這樣的操作。
圖2是用于說明在圖1的差動(dòng)放大器100內(nèi)的空閑操作狀態(tài)的電路圖。在圖2中，差動(dòng)輸入信號INP和INN的電壓電平基本上相等。因此，在差動(dòng)輸入信號INP和INN之間的電壓差基本上是零。在這種情況下，為了操作作為AB類放大器的差動(dòng)放大器100，由電流求和電路120和浮動(dòng)電流源140組成的控制單元使得靜態(tài)電流IQ流過輸出級130，包括流過輸出節(jié)點(diǎn)NOUT。
在圖2中，假定由于第一偏壓BV1而導(dǎo)致2I的電流在第一晶體管ITR1中流動(dòng)，以及3I的電流在第一和第二控制晶體管CTR1和CTR2中流動(dòng)。在圖2中，當(dāng)差動(dòng)輸入信號INP和INN基本上相等時(shí)，3I的固定電流流過第一和第二柵地陰地放大器電流鏡121和123的控制晶體管CTR1、CTR2、CTR7和CTR8。
1I的電流流過差動(dòng)耦接的NMOSFET DTR21和DTR22和差動(dòng)耦接的PMOSFET DTR11和DTR12的每個(gè)。另外，2I的電流流過第三和第五控制晶體管CTR3和CTR5，并且2I的電流流過浮動(dòng)電流源140。這樣的電流被求和在一起以產(chǎn)生流過控制晶體管CTR1、CTR2、CTR7和CTR8的3I的電流。在圖2中，第一和第二控制節(jié)點(diǎn)N1和N2的電壓電平保持不變。
因?yàn)榱鬟^第一柵地陰地放大器電流鏡121的所有電流僅僅流過第二柵地陰地放大器電流鏡123，因此基本上零電流流過補(bǔ)償電容器C1和C2。因此，在圖2中不對補(bǔ)償電容器C1和C2充電和放電。靜態(tài)電流IQ流過在輸出級130中的晶體管PUTR和PDTR，包括流過輸出節(jié)點(diǎn)NOUT。通過來自成二極管連接的晶體管M1、M2、M3和M4和浮動(dòng)電流源140的偏置來確定靜態(tài)電流的電平。
圖3是用于說明在圖1中的差動(dòng)放大器100的有效操作狀態(tài)的電路圖。在圖3中，正輸入信號INP的電壓電平大于負(fù)輸入信號INN的電壓電平。在這種情況下，在輸入級110中，左NMOSFET DTR21和右PMOSFET DTR 12被導(dǎo)通，而同時(shí)，右NMOSFET DTR 22和左PMOSFET DTR11被截止。
結(jié)果，2I的電流流過每個(gè)導(dǎo)通的晶體管DTR12和DTR21，同時(shí)，基本上零電流流過截止的晶體管DTR11和DTR22。2I的電流從耦接到晶體管DTR21的第一柵地陰地放大器電流鏡121的右端流出。這樣的2I的電流是由在第一補(bǔ)償電容器C1內(nèi)存儲(chǔ)的電荷產(chǎn)生的。初始，由于在補(bǔ)償電容器C1和C2中存儲(chǔ)的電荷導(dǎo)致2I的電流流向第一和第二柵地陰地放大器電流鏡121和123的每個(gè)。
因?yàn)殡娏鲝鸟罱拥骄w管DTR21的第一柵地陰地放大器電流鏡121的節(jié)點(diǎn)連續(xù)地流向晶體管DTR21，因此，在圖3中，在這樣的節(jié)點(diǎn)處的電壓電平和在第一控制節(jié)點(diǎn)N1處的電壓電平下降。于是，在輸出級130中的PMOSFETPUTR被更強(qiáng)地導(dǎo)通，以便更大的電流流過其中。這樣的電流流入輸出節(jié)點(diǎn)NOUT，以便在包括補(bǔ)償電容器C1和C2的輸出節(jié)點(diǎn)NOUT處存儲(chǔ)電荷。
最后，輸出節(jié)點(diǎn)NOUT的這樣的充電也產(chǎn)生在輸出節(jié)點(diǎn)NOUT處的輸出信號，它是在差動(dòng)輸入信號INP和INN之間的電壓差的放大。而且，在圖3所示的這樣的有效操作狀態(tài)期間，因?yàn)樵诟?dòng)電流源140中的偏置晶體管BTR1、BTR2、BTR3和BTR4的高柵地陰地放大器電阻性負(fù)荷，所以差動(dòng)放大器100的DC增益增加。這樣的增加的DC增益導(dǎo)致差動(dòng)放大器100的減小的偏移。
圖4是用于說明當(dāng)正輸入信號INP的電壓電平小于負(fù)輸入信號INN的電壓電平時(shí)在圖1中的差動(dòng)放大器電路的另一個(gè)有效操作狀態(tài)的電路圖。在這種情況下，在輸入級110中，左NMOSFET DTR21和右PMOSFET DTR12被截止，而同時(shí)右NMOSFET DTR22和左PMOSFET DTR11被導(dǎo)通。
結(jié)果，2I的電流流過導(dǎo)通的晶體管DTR22和DTR11的每個(gè)，同時(shí)基本上為零的電流流過截止的晶體管DTR21和DTR12。2I的電流在耦接到晶體管DTR11的節(jié)點(diǎn)處流向第二柵地陰地放大器電流鏡123的右側(cè)。
因?yàn)殡娏鬟B續(xù)地從晶體管DTR11向耦接到晶體管DTR11的第二電流鏡電路123的節(jié)點(diǎn)流動(dòng)，因此在這樣的節(jié)點(diǎn)處的電壓電平和在第二控制節(jié)點(diǎn)N2處的電壓電平被增加。結(jié)果，在輸出級130中的NMOSFET PDTR被更強(qiáng)地導(dǎo)通，以便更大的電流流過其中。這樣的電流從輸出節(jié)點(diǎn)NOUT流出，以便將包括補(bǔ)償電容器C1和C2的輸出節(jié)點(diǎn)NOUT放電。初始，2I的電流從第一和第二柵地陰地放大器電流鏡121和123的每個(gè)流向補(bǔ)償電容器C1和C2。
最后，輸出節(jié)點(diǎn)NOUT的這樣的放電也產(chǎn)生在輸出節(jié)點(diǎn)NOUT處的輸出信號，它是在差動(dòng)輸入信號INP和INN之間的電壓差的放大。而且在圖4所示的這樣的有效操作狀態(tài)期間，因?yàn)樵诟?dòng)電流源140中的偏置晶體管BTR1、BTR2、BTR3和BTR4的高柵地陰地放大器電阻性負(fù)荷，所以差動(dòng)放大器100的DC增益增加。這樣增加的DC增益導(dǎo)致差動(dòng)放大器100的偏移減小。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的例證實(shí)施例具體示出和說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)明白，在不脫離所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
本申請要求2004年9月24日在韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請第10-2004-0077157號的優(yōu)先權(quán)，其公開以引用方式被整體包含在此。
權(quán)利要求
1.一種差動(dòng)放大器，包括輸入級，響應(yīng)于在差動(dòng)輸入信號之間的電壓差而產(chǎn)生差動(dòng)電流；輸出級，在輸出節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生輸出信號；以及控制單元，被耦接在所述輸入級和所述輸出級之間，其中所述控制單元包括浮動(dòng)電流源，所述浮動(dòng)電流源包括至少兩個(gè)晶體管的柵地陰地放大器，用于使用靜態(tài)電流來偏置所述輸出級。
2.按照權(quán)利要求1的差動(dòng)放大器，其中，當(dāng)在所述差動(dòng)輸入信號之間的電壓差大致是零時(shí)，所述浮動(dòng)電流源使用靜態(tài)電流來偏置所述輸出級。
3.按照權(quán)利要求1的差動(dòng)放大器，其中，控制單元還包括電流求和電路，用于響應(yīng)于來自所述輸入級的差動(dòng)電流而調(diào)整通過所述輸出級的輸出電流，以確定輸出信號。
4.按照權(quán)利要求3的差動(dòng)放大器，其中，所述電流求和電路包括第一柵地陰地放大器電流鏡，位于高電源和第一控制節(jié)點(diǎn)之間；以及第二柵地陰地放大器電流鏡，位于低電源和第二控制節(jié)點(diǎn)之間。
5.按照權(quán)利要求4的差動(dòng)放大器，還包括第一補(bǔ)償電容器，耦接在所述輸出節(jié)點(diǎn)和所述第一柵地陰地放大器電流鏡的一端之間；以及第二補(bǔ)償電容器，耦接在所述輸出節(jié)點(diǎn)和所述第二柵地陰地放大器電流鏡的一端之間。
6.按照權(quán)利要求4的差動(dòng)放大器，其中，所述輸入級是折疊的柵地陰地放大器運(yùn)算跨導(dǎo)放大器(OTA)。
7.按照權(quán)利要求6的差動(dòng)放大器，其中，所述輸入級包括差動(dòng)耦合的NMOSFET，所述差動(dòng)耦合的NMOSFET之一的漏極耦接到第一柵地陰地放大器電流鏡的第一端，所述差動(dòng)耦合的NMOSFET的另一個(gè)的漏極耦接到第一柵地陰地放大器電流鏡的第二端；以及差動(dòng)耦合的PMOSFET，所述差動(dòng)耦合的PMOSFET之一的漏極耦接到第二柵地陰地放大器電流鏡的第一端，所述差動(dòng)耦合的PMOSFET的另一個(gè)的漏極耦接到第二柵地陰地放大器電流鏡的第二端，其中，所述差動(dòng)輸入信號被施加跨過差動(dòng)耦合的NMOSFET的柵極和跨過差動(dòng)耦合的PMOSFET的柵極。
8.按照權(quán)利要求7的差動(dòng)放大器，還包括第一補(bǔ)償電容器，耦接在所述輸出節(jié)點(diǎn)和所述第一柵地陰地放大器電流鏡的第二端之間；以及第二補(bǔ)償電容器，耦接在所述輸出節(jié)點(diǎn)和所述第二柵地陰地放大器電流鏡的第二端之間。
9.按照權(quán)利要求4的差動(dòng)放大器，其中，在所述第一和第二控制節(jié)點(diǎn)之間耦接所述浮動(dòng)電流源。
10.按照權(quán)利要求9的差動(dòng)放大器，其中，所述浮動(dòng)電流源包括上NMOSFET和下NMOSFET的第一柵地陰地放大器，所述上NMOSFET的漏極耦接到所述第一控制節(jié)點(diǎn)，所述下NMOSFET的源極耦接到所述第二控制節(jié)點(diǎn)；以及上PMOSFET和下PMOSFET的第二柵地陰地放大器，所述上PMOSFET的源極耦接到所述第一控制節(jié)點(diǎn)，所述下PMOSFET的漏極耦接到所述第二控制節(jié)點(diǎn)。
11.按照權(quán)利要求10的差動(dòng)放大器，還包括第一偏置支路，包括在所述高電源以及所述上NMOSFET和所述上PMOSFET的柵極之間耦接的第一系列二極管；以及第二偏置支路，包括在所述低電源以及所述下NMOSFET和所述下PMOSFET的柵極之間耦接的第二系列二極管。
12.按照權(quán)利要求4的差動(dòng)放大器，其中所述輸出級包括PMOSFET，耦接在所述高電源和所述輸出節(jié)點(diǎn)之間，并且具有耦接到所述第一控制節(jié)點(diǎn)的柵極；以及NMOSFET，耦接在所述低電源和所述輸出節(jié)點(diǎn)之間，并且具有耦接到所述第二控制節(jié)點(diǎn)的柵極。
13.一種差動(dòng)放大器，包括輸入級，響應(yīng)于在差動(dòng)輸入信號之間的電壓差而產(chǎn)生差動(dòng)電流；輸出級，用于在輸出節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生輸出信號；以及用于使用靜態(tài)電流和柵地陰地放大器負(fù)荷來偏置所述輸出級的部件。
14.按照權(quán)利要求13的差動(dòng)放大器，其中，當(dāng)在差動(dòng)輸入信號之間的電壓差大致是零時(shí)，使用所述靜態(tài)電流來偏置所述輸出級。
15.按照權(quán)利要求13的差動(dòng)放大器，還包括用于響應(yīng)于來自所述輸入級的差動(dòng)電流而通過所述輸出級來調(diào)整輸出電流以確定輸出信號的部件。
16.按照權(quán)利要求15的差動(dòng)放大器，其中，用于調(diào)整輸出電流的部件包括電流求和電路。
17.按照權(quán)利要求13的差動(dòng)放大器，其中，所述輸入級是折疊的柵地陰地放大器運(yùn)算跨導(dǎo)放大器(OTA)。
18.一種放大差動(dòng)輸入信號的方法，包括響應(yīng)于在差動(dòng)輸入信號之間的電壓差而產(chǎn)生差動(dòng)電流；響應(yīng)于所述差動(dòng)電流而在輸出節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生輸出信號；以及使用靜態(tài)電流和使用柵地陰地放大器負(fù)荷來偏置所述輸出級。
19.按照權(quán)利要求18的方法，還包括當(dāng)在差動(dòng)輸入信號之間的電壓差大致是零時(shí)，使用所述靜態(tài)電流來偏置所述輸出級。
20.按照權(quán)利要求18的方法，還包括響應(yīng)于來自輸入級的差動(dòng)電流而調(diào)整通過所述輸出級的輸出電流，以確定輸出信號。
全文摘要
一種差動(dòng)放大器包括輸入級、輸出級和控制單元。所述輸入級響應(yīng)于在差動(dòng)輸入信號之間的電壓差而產(chǎn)生差動(dòng)電流。所述輸出級在輸出節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生輸出信號。所述控制單元被耦接在所述輸入級和所述輸出級之間，并且包括浮動(dòng)電流源，所述浮動(dòng)電流源包括柵地陰地放大器(cascade)負(fù)荷，用于使用靜態(tài)電流來偏置輸出級。這樣的柵地陰地放大器負(fù)荷增加了差動(dòng)放大器的DC增益。
文檔編號H03F3/45GK1753303SQ20051010693
公開日2006年3月29日 申請日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者姜在聲, 樸昶美 申請人:三星電子株式會(huì)社