差分放大器的制造方法
【专利说明】差分放大器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]基于35 U.S.C.§ 119(a)，本申请要求于2013年12月18日提交的韩国专利申请第10-2013-0158648号优先权，其全部公开内容通过引用的方式并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及一种差分放大器，更具体地，涉及一种电容器反馈全差分放大器。
【背景技术】
[0004]当前，放大器正被用于各种电子电路中，并且这类放大器可以被用于各种电子设备中。用在各种电子设备中的一类放大器是差分放大器，其整合了电阻器反馈结构和电容器反馈结构。与具有电阻器反馈结构的差分放大器相关的问题包括，直流(DC)偏移在输出中被放大。
[0005]与此相反，电容器反馈结构优于电阻器反馈结构的优点在于，电容器反馈结构传输并放大交流(AC)信号，并阻断直流(DC)分量。然而，当电容器与具有电容器反馈结构的差分放大器连接时，由于形成有放大端子，会产生悬空节点。在悬空节点中，由于其电势不固定并基于周边环境而变化，差分放大器的输出由于非固定的(可变的)悬空节点而变化。
[0006]在现有技术中，为固定悬空节点的电压，具有相当高电阻的电阻器可以与用于反馈的输出端子连接。具体地，由于当电阻为至少约I千兆欧姆时，具有非常高电阻的电阻器不影响放大端子的输出，但是获得如此高的电阻需要相当大的面积，因此难以使用亚微米互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺来实现这种放大器。
[0007]在本【背景技术】部分公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此其可能含有不构成该国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
【发明内容】
[0008]本发明提供一种差分放大器，其可以包括:运算放大器(OP AMP)，其具有反相输入端子、同相输入端子、反相输出端子和同相输出端子；第一反馈电容器，其与OP AMP的同相输入端子和反相输出端子连接；第二反馈电容器，其与OP AMP的反相输入端子和同相输出端子连接；第一晶体管，其具有四个端子并与OP AMP的同相输入端子和反相输出端子连接；以及第二晶体管，其具有四个端子并与OP AMP的反相输入端子和正相输出端子连接。
[0009]第一晶体管的源极端子和漏极端子中的一个和其栅极端子可以与OP AMP的反相输出端子连接，源极端子和漏极端子中的另一个和体端子可以与OP AMP的同相输入端子连接，第二晶体管的源极端子和漏极端子中的一个和其栅极端子可以与OP AMP的同相输出端子连接，并且源极端子和漏极端子中另一个和体端子可以与OP AMP的反相输入端子连接。第一晶体管和第二晶体管可以是P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管。第一晶体管和第二晶体管的源极端子和漏极端子可以分别与一对通过将P型掺杂物注入到N型半导体衬底上而形成的P区域连接。
[0010]第一晶体管和第二晶体管可以形成有在一对P区域之间的沟道，并且可以包括在沟道上方凸出的栅极端子。第一晶体管和第二晶体管可以具有与体端子连接的在N型半导体衬底上的体区域。差分放大器还可以包括:第一输入端电容器，其连接在OP AMP的同相输入端子与差分放大器的同相输入端子之间；以及第二输入端子电容器，其连接在OP AMP的反相输入端子与差分放大器的反相输入端子之间。
[0011]—对悬空节点可以分别配置在第一输入端电容器与OP AMP的同相输入端子之间以及在第二输入端子电容器与OP AMP的反相输入端子之间。第一晶体管的源极端子和漏极端子中的另一个和其体端子可以与一对悬空节点中的第一悬空节点连接，并且第二晶体管的源极端子和漏极端子中的另一个和其体端子可以与一对悬空节点中的第二悬空节点连接。一对悬空节点中的第一悬空节点可以与第一反馈电容器连接，且一对悬空节点中的第二悬空节点可以与第二反馈电容器连接。
[0012]如上所述，四端子晶体管可以与差分放大器的电容器反馈端子并联形成，并且各个四端子晶体管的源极端子和漏极端子中的一个和其体端子可以与悬空节点连接，而另外两个端子可以与差分放大器的输出端子连接，从而稳定悬空节点的电压并减少使它们稳定的时间。此外，用于稳定悬空节点的元件可以形成在半导体衬底上作为PMOS晶体管，从而减小形成面积。
【附图说明】
[0013]基于以下结合附图的详细说明，将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，其中:
[0014]图1是根据本发明的示例性实施方式的差分放大器的示例性电路图；
[0015]图2是根据本发明的示例性实施方式的差分放大器的一侧的示例性放大视图；
[0016]图3是根据本发明的示例性实施方式的4-端口晶体管的示例性横截面视图；
[0017]图4和图5是根据现有技术的差分放大器的示例性电路图；
[0018]图6和图7是示出使用图5的差分放大器的悬空节点的仿真后电压稳定性的示例图；以及
[0019]图8和图9是根据本发明的示例性实施方式的差分放大器的电压稳定性的仿真结果的示例图。
[0020]附图标记的说明:
[0021]10: OP AMP
[0022]20:第一晶体管
[0023]25:第二晶体管
[0024]C1、C2、C3、C4:电容器
【具体实施方式】
[0025]应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其他代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。本文中提到的混合动力车是具有两种或更多种动力来源的车，例如同时为汽油动力和电动力的车。
[0026]尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元以执行示例性进程，但应理解的是，示例性进程还可以由一个或多个模块执行。另外，应当理解的是，术语“控制器/控制单元”是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置成对模块进行存储，处理器具体配置成执行该模块以执行将在以下进一步描述的一个或更多进程。
[0027]此外，本发明的控制逻辑可以具体表现为，在含有由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非瞬时性计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光数据存储装置。计算机可读记录介质也可以在连接网络的计算机系统中分布，从而计算机可读介质可以通过例如远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)以分布方式进行存储并执行。
[0028]本文使用的术语仅为说明【具体实施方式】，而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种、该”也意在包括复数形式，除非上下文中另外明确指明。还应当理解的是，在说明书中使用的术语“包括、包含、含有”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和所有结合。
[0029]除非特别指出或从上下文清晰得到，本文使用的术语“约”应理解为在本领域的正常容忍范围内，例如在均值的2个标准差内。“约”可以理解为在所述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%,0.1% ,0.05%或0.01 % 内。除非另外从上下文清晰得出，本文中提供的所有数值都被术语“约”修饰。
[0030]在下文中将参照示出本发明示例性实施方式的附图来更加充分地说明本发明。本领域技术人员将会认识到，所描述的示例性实施方式可以多种不同方式进行修改，而不偏离本发明的精神或范围。在附图中，为清楚起见，层、膜、板、区域等的厚度被放大。在整个说明书中，同样的附图标记指代同样的元件。将理解的是，当诸如层、膜、区域或衬底的元件被称作在另一个元件“上”时，其能够直接在另一元件上或者也可以存在介于中间的元件。相反地，当元件被称作“直接”在另一个元件“上”时，不存在介于中间的元件。
[0031]图1是根据本发明的示例性实施方式的差分放大器的示例性电路图。图1是电容器反馈全差分放大器。该电容器反馈全差分放大器可以包括运算放大器(OP AMP) 10，第一至第四电容器C1、C2、C3和C4，以及第一晶体管20和第二晶体管25。差分放大器具有两个输入端子IN+和IN-、以及两个输出端子OUT+和OUT-。差分放大器的同相输入端子IN+与第一电容器Cl的一端子连接，差分放大器的反相输入端子IN-与第三电容器C3的一端子连接。OP AMP 10具有两个输入端子(+，-)和两个输出端子(+，_)。
[0032]而且，OP AMP 10的反相输出端子(_)可以与差分放大器的反相输出端子(0UT-)直接连接，且OP AMP 10的同相输出端子(+)可以与差分放大器的反相输出端子(OUT+)直接连接。OP AMP 10的同相输入端子(+)和反相输出端子(_)可以通过第二电容器C2连接以具有反馈结构，并且反相输入端子㈠和同相输出端子⑴可以通过第四电容器C4连接以具有反馈结构。第二电容器被称作第一反馈电容器，且第四电容器被称作第二反馈电容器。
[0033]OP AMP 10的同相输入端子(+)可以与第一电容器Cl的另一端子(例如，第二端子)连接，反相输入端子(-)可以与第三电容器C3的另一端子(例如，第二端子)连接。第一电容器Cl被称作为第一输入端电容器，且第三电容器C3被称为第二输入端电容器。第一悬空节点出现在OP AMP 10的同相输入端子(+)与第一电容器Cl的另一端子之间，并可以与第二电容器C2连接。
[0034]然而，图1所示的示例性实施方式具有通过第一晶体管20使第一悬空节点不悬空的结构。换言之，与第二电容器C2—起，第一晶体管20可以连接OP AMP 10的同相输入端子(+)与反相输出端子(_)。换言之，可以将第二电容器C2和第一晶体管20并联连接。第一晶体管20可以是具有四个端子的PMOS晶体管，其中其栅极端子和源极端子可以与OPAMP 10的反相输出端子(_)连接，且其体端子和漏极端子可以与OP AMP 10的同相输入端子⑴连接。
[0035]然而，在一些示例性实施方式中，第一晶体管20的源极端子