高速放大器电路的制作方法

本实用新型涉及信号放大领域，具体为一种高速放大器电路。

背景技术：

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。

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。

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。

因此，有必要进行改进。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种高速放大器电路。

本实用新型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。

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。

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。

本实用新型的有益效果是：本实用新型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。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

图1是现有技术一电路示意图；

图2是本实用新型一实施例的电路示意图；

图3是本实用新型第二实施例的电路示意图。

具体实施方式

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。

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。

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。

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。

参照图2，是本实用新型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。

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。

参照图3，是本实用新型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。

本实用新型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。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。