一种高速放大器电路 |
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申请号 | CN201610897204.9 | 申请日 | 2016-10-14 | 公开(公告)号 | CN106505954A | 公开(公告)日 | 2017-03-15 |
申请人 | 广州昌钰行信息科技有限公司; | 发明人 | 刘雄; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种高速 放大器 电路 ,包括第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管,第一电容、第一 电阻 、第二电阻;所述第一MOS管的栅极为输入端;所述第一MOS管的源极与地连接,所述第一MOS管的漏极与第三MOS管的漏极连接,所述第三MOS管的栅极与电源连接,所述第三MOS管的源极与第一电容的一端连接,所述第一电容的另一端与电源连接;所述第二MOS管的栅极通过第一电阻与所述第一MOS管的漏极连接,所述第二MOS管的源极与 电流 源连接,所述第二MOS管的漏极与第一电容的一端连接;所述第二电阻的一端与第一电容的一端连接,另一端与第二MOS管的源极连接。实现了加快电路工作速度,功耗较低,驱动更大,且对带宽的影响较小,广泛应用于 信号 放大领域。 | ||||||
权利要求 | 1.一种高速放大器电路,其特征在于,包括第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管,以及第一电容、第一电阻、第二电阻;所述第一MOS管的栅极为输入端;所述第一MOS管的源极与地连接,所述第一MOS管的漏极与第三MOS管的漏极连接,所述第三MOS管的栅极与电源连接,所述第三MOS管的源极与第一电容的一端连接,所述第一电容的另一端与电源连接;所述第二MOS管的栅极通过第一电阻与所述第一MOS管的漏极连接,所述第二MOS管的源极与电流源连接,所述第二MOS管的漏极与第一电容的一端连接;所述第二电阻的一端与第一电容的一端连接,另一端与第二MOS管的源极连接;所述第一MOS管的漏极为输出端。 |
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说明书全文 | 一种高速放大器电路技术领域背景技术[0002] 放大电路,是指对输入信号进行电压或者电流或者功率放大的电路,而且该放大增益可在一定范围内调节。一般芯片内部电压放大的比较多,在某个特定频率下,输出的信号范围和输入信号的比值称为增益。随着输入信号的增加,一般放大器的放大能力受到寄生电容等的影响下降。当输入信号的增益降低到低频增益的0.707或者降低3dB时,该频率称为该放大器的带宽。带宽越高,该放大器能放大信号的频率范围越高。差分电路指输入信号是差分信号,一边信号变大,另外一边信号变小,反之亦然。差分电路的输出可以是单端也可以是双端差分。在该专利里面,特指输出也是差分信号的电路。 [0003] CMOS 器件,指的是采用互补金属氧化物半导体工艺 (Complementary Metal Oxide Semiconductor) 制造出来的平面型场三端器件,可用来做开关或放大等。包括P型MOS管和N型MOS管,所以被称为互补金属氧化物半导体工艺。也有单独的P型金属氧化物半导体工艺和N型金属氧化物半导体工艺,现在用的比较少。通常包括栅极 (Gate) ,源极 (Source) 和漏极 (Drain) 三个端口。栅极一般起控制作用。 [0004] 根据MOS管的工作原理,参照图1所示电路的电压增益可近似为 ,其中I,W,L分别为NMOS M1和NMOS M2的直流偏置电流,沟道宽度,沟道长度。其中沟道宽度是可以离散的调节,如1um,1.2um等,而非可以连续调节。该结构的NMOS M2的输入电容直接是负载的一部分,严重影响输出的带宽。该结构也不太适合增益范围大的运用,否则输入管的电容太大,影响带宽。 [0005] 因此,有必要进行改进。 发明内容[0006] 为了解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种高速放大器电路。 [0007] 本发明所采用的技术方案是:一种高速放大器电路,包括第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管,以及第一电容、第一电阻、第二电阻;所述第一MOS管的栅极为输入端;所述第一MOS管的源极与地连接,所述第一MOS管的漏极与第三MOS管的漏极连接,所述第三MOS管的栅极与电源连接,所述第三MOS管的源极与第一电容的一端连接,所述第一电容的另一端与电源连接;所述第二MOS管的栅极通过第一电阻与所述第一MOS管的漏极连接,所述第二MOS管的源极与电流源连接,所述第二MOS管的漏极与第一电容的一端连接;所述第二电阻的一端与第一电容的一端连接,另一端与第二MOS管的源极连接;所述第一MOS管的漏极为输出端。 [0008] 作为该技术方案的改进,其还包括第二电容,所述第二电容的一端与第二MOS管的栅极连接,另一端接地。 [0009] 作为该技术方案的进一步改进,所述第一MOS管和第二MOS管均为NMOS,所述第三MOS管为PMOS。 具体实施方式[0012] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0013] 一种高速放大器电路,包括第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管,以及第一电容、第一电阻、第二电阻;所述第一MOS管的栅极为输入端;所述第一MOS管的源极与地连接,所述第一MOS管的漏极与第三MOS管的漏极连接,所述第三MOS管的栅极与电源连接,所述第三MOS管的源极与第一电容的一端连接,所述第一电容的另一端与电源连接;所述第二MOS管的栅极通过第一电阻与所述第一MOS管的漏极连接,所述第二MOS管的源极与电流源连接,所述第二MOS管的漏极与第一电容的一端连接;所述第二电阻的一端与第一电容的一端连接,另一端与第二MOS管的源极连接;所述第一MOS管的漏极为输出端。 [0014] 作为该技术方案的改进,其还包括第二电容,所述第二电容的一端与第二MOS管的栅极连接,另一端接地。 [0015] 作为该技术方案的进一步改进,所述第一MOS管和第二MOS管均为NMOS,所述第三MOS管为PMOS。 [0016] 参照图2,是本发明一实施例的电路示意图。一种新型高速放大电路,NMOS M1是输入管,将输入电压信号转换成电流。PMOS M3是输出负载,将电流信号转换成电压信号。在低频的时候,M3栅极电压GATEP和NMOS M2源极直流电压等电位。M2的栅极GATEN和源极SOURCE之间的电压差由NMOS M2的偏置电流IW1和NMOS M2的管子大小决定。因此SOURCE点的直流等于GATEN的直流减去一个固定的直流压降。SOURCE点的直流电流和输出OUT的直流电压是一样的,在直流工作点,NMOS M2的栅极不能有电流,所以电阻R2上没有直流电流流过,也就没有直流压降。因此输出OUT的直流电压和GATEN是一样的,SOURCE点和PMOS M1的栅极GATEP直流电压是一样的。 SOURCE点的直流电压又等于输出的直流电压减去一个固定值,因此PMOS M1的栅极直流电压等于输出OUT的直流电压减去一个固定值。因此PMOS M3的直流偏置电流将自动等于NMOS M2的直流偏置电流,实现了自偏置,不需要其他的反馈电路来稳定各个管子的直流工作点。 [0017] 在高频的时候,高频信号被R2和NMOS M2的输入电阻组成的低通滤波器滤掉,该信号进一步在SOURCE点被R2和C2组成的低通滤波器滤掉。因此,PMOS的高频偏置电压和低频的时候一致,PMOS M1栅极 GATEP和源极VAA的输出保持稳定,保证PMOS M1的输出电流在高频的时候仍然能够维持稳定。确保NMOS M1产生的大部信号电流流到负载,保证高频的时候的信号增益。 [0018] 参照图3,是本发明第二实施例的电路示意图。一种高速放大器电路,包括第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管,以及第一电容、第一电阻、第二电阻;所述第一MOS管的栅极为输入端;所述第一MOS管的源极与地连接,所述第一MOS管的漏极与第三MOS管的漏极连接,所述第三MOS管的栅极与电源连接,所述第三MOS管的源极与第一电容的一端连接,所述第一电容的另一端与电源连接;所述第二MOS管的栅极通过第一电阻与所述第一MOS管的漏极连接,所述第二MOS管的源极与电流源连接,所述第二MOS管的漏极与第一电容的一端连接;所述第二电阻的一端与第一电容的一端连接,另一端与第二MOS管的源极连接;所述第一MOS管的漏极为输出端。所述第一MOS管和第二MOS管均为NMOS,所述第三MOS管为PMOS。其还包括第二电容,所述第二电容的一端与第二MOS管的栅极连接,另一端接地。和图2相比较,额外的滤波电容C2有助于在节点GATEN进一步低通滤波。 [0019] 本发明提供的高速放大器电路,采用多个MOS管,以及电阻、电容的搭配,实现了加快电路工作速度,功耗较低,驱动更大,且对带宽的影响较小。 |