多级放大器的制造方法_2

文档序号:8548335阅读:来源:国知局
由耦合到电阻器 R3(其进一步耦合到负电源电压)的电容器C3来近似。
[0031] 从阻尼级GmD214的输出朝向多级放大器200的输出的阻抗可由耦合到电阻器 R4(其进一步耦合到负电源电压)的电容器C4来近似。由阻尼级GmD214、电阻器R2和电 容器C5形成的阻尼电路仿效了阻尼电阻们^以及等效阻断电容C3 ~GmD*R2*C5。 GmD
[0032] 图5是解说根据本发明的一示例性实施例的多级放大器400的电路图。多级放大 器400可包括图3中解说的多级放大器106。多级放大器400包括第一级410、第二级412、 阻尼级414、和输出级416。多级放大器400还可包括偏置电路系统500 (见图6 ;未在图5 中示出)。控制电压VrtP和控制电压VrtN可从偏置电路系统500(见图6)提供。
[0033] 第一级410 (其親合到正电源电压VddJ3uek和负电源电压Vss)可接收输入信号408。 根据一个不例性实施例,正电源电压VddJ3uc;k和电源电压Vss(例如,接地电压或负电源电压) 可包括模拟电源(即,并不根据输出信号VOTT变动)。第一级410的输出可被耦合到包括p 沟道晶体管Mil和n沟道晶体管M10的电流镜。p沟道晶体管Mil的源极可被耦合到正电 源电压VddBudt,并且p沟道晶体管Mil的栅极可被耦合到p沟道晶体管Mil的漏极。p沟道 晶体管Mil的漏极也可親合到n沟道晶体管M10的漏极。进一步地,n沟道晶体管M10的 源极可耦合到n沟道晶体管M12的漏极,并且n沟道晶体管M10的栅极可耦合到第一级410 的输出。n沟道晶体管M12的栅极配置成接收偏置电压,并且n沟道晶体管M12的源极耦 合到负电源电压Vss。此外,放大器400包括n沟道晶体管M9,其具有耦合到第一级410的 输出的栅极、耦合到节点N1的漏极、以及耦合到n沟道晶体管M10的源极和n沟道晶体管 M12的漏极的源极。
[0034] 第二级412可包括p沟道晶体管M3和p沟道晶体管M3'。p沟道晶体管M3的源 极和P沟道晶体管M3'的源极可各自耦合到正电源电压VddBuek。进一步地,p沟道晶体管M3 的栅极和P沟道晶体管M3'的栅极可各自耦合到p沟道晶体管Mil的栅极。
[0035] 阻尼级414可以是输出级416的电流源和阻尼级。由此,阻尼级414也可被称为 电源级。阻尼级414(其可为多级放大器400提供必需的阻尼)也可被重用作第二级412 的电流源。阻尼级414可包括n沟道晶体管M4、n沟道晶体管M4'、和n沟道晶体管M5。注 意到,阻尼级414还可包括耦合到n沟道晶体管M4、n沟道晶体管M4'、和n沟道晶体管M5 中的一者或多者的各种电容器和/或电阻器。n沟道晶体管M4的栅极和n沟道晶体管M4' 的栅极可被耦合到控制电压VrtP,并且n沟道晶体管M5的栅极可被耦合到控制电压VrtN。控 制电压V#和控制电压VrtN(其可由偏置电路系统500提供(参见图6))可设置输出级416 的正确操作所需要的静态电流。
[0036] n沟道晶体管M4的漏极可耦合到p沟道晶体管M3的漏极,并且n沟道晶体管M4 的源极可耦合到可变负电源电压VMg。n沟道晶体管M4'的漏极可耦合到电流源I,该电流 源I可进一步耦合到正电源电压VddBudt。n沟道晶体管M4'的源极可被耦合至可变负电源 电压Vneg。进一步地,n沟道晶体管M5的漏极可耦合到p沟道晶体管M3'的漏极,并且n沟 道晶体管M5的源极可耦合到可变负电源电压VMg。
[0037] 输出级416可包括p沟道晶体管M2和n沟道晶体管Ml。P沟道晶体管M2的源极 可耦合到可变正电源电压VP()S,并且p沟道晶体管M2的漏极可耦合到n沟道晶体管Ml的漏 极。P沟道晶体管M2的漏极也可耦合到输出信号VOTT,并且p沟道晶体管M2的栅极可耦合 到阻尼级414的n沟道晶体管M4的漏极。p沟道晶体管M2的栅极处的电压可被提供给 偏置电路系统500 (见图6)。n沟道晶体管Ml的源极可耦合到可变负电源电压Vneg,并且n 沟道晶体管Ml的栅极可耦合到阻尼级414的n沟道晶体管M5的漏极和p沟道晶体管M3' 的漏极。n沟道晶体管Ml的栅极处的电压Vgn可被提供给偏置电路系统500 (见图6)。
[0038]输出级416进一步包括n沟道晶体管M2',其具有耦合到可变正电源电压VP()S的漏 极、以及耦合到输出信号沟道晶体管Ml的漏极中的每一者的源极。相应地,输出 级416包括输出路径,该输出路径包括p沟道晶体管M2和n沟道晶体管Ml,输出级416还 包括另一输出路径,该另一输出路径包括n沟道晶体管M2'和n沟道晶体管M1,其中n沟道 晶体管M2'与p沟道晶体管M2并联。
[0039]n沟道晶体管M2'的栅极耦合到p沟道晶体管M7的漏极和n沟道晶体管M8的漏 极中的每一者。此外,n沟道晶体管M8的源极耦合到可变负电源电压Vneg,并且n沟道晶体 管M8的栅极配置成接收控制电压Vb。此外,p沟道晶体管M7的源极被耦合到正电源电压 Vdd_Buek,并且P沟道晶体管M7的栅极被耦合到p沟道晶体管M6的栅极,该p沟道晶体管M6 的源极耦合到正电源电压VddBuek。P沟道晶体管M6进一步包括耦合到节点N1和p沟道晶 体管M6的栅极的漏极。应当注意,晶体管M6、M7、M8和M9被配置成激励包括n沟道晶体 管M2'和n沟道晶体管Ml的输出路径。进一步注意到,n沟道晶体管M4'为n沟道晶体管 M2'提供了反馈偏置电流控制路径,并且配置成为输出级416设置静态电流。
[0040] 如本领域普通技术人员将领会的,为了达成电压效率,输出级416应当用最小电 源电压来操作。进一步地,由于高峰均比,在低和中范围电压处的效率十分重要,由此,期望 非常低电压的操作。如本领域普通技术人员将会领会的,多级放大器400的p沟道晶体管 M2和n沟道晶体管Ml的正确操作所要求的最小净空为Vp(JS-Vneg>VgSM2+Vdsat M4,其中VgsM2 是P沟道晶体管M2从栅极到源极的电压,而VdsatM4是满足饱和操作并且由此防止n沟道 晶体管M4在三极管区中操作所要求的n沟道晶体管M4从漏极到源极的最小电压。
[0041] 根据本发明的示例性实施例,若放大器500的电源电压被减小超出阈值(S卩,减小 超出P沟道晶体管M2传导的值),则n沟道晶体管M2'可被激活用于放大器500的继续操 作。
[0042] 例如,若Vp()S-Vneg〈VgSM2+VdSatM4,则p沟道晶体管M2可被截止,n沟道晶体管M2' 可被导通,并且由此输出级Gm3416可继续用最小电源电压来操作。作为一个示例,n沟道晶 体管M2'和n沟道晶体管Ml可各自在可变正电源电压VP()S和可变负电源电压Vneg中的每一 个的绝对值小于〇.40伏时导电。作为一个更具体的示例,n沟道晶体管M2'和n沟道晶体 管Ml可各自在可变正电源电压VP()S基本上等于0. 1伏或更高,并且可变负电源电压Vneg基 本上等于-0. 1伏或更低时导电。注意到,即使可变正电源电压VP()S和可变负电源电压Vneg 基本上等于零,n沟道晶体管M2'和n沟道晶体管Ml各自也可导电。相应地,对于偏置,不 要求可变正电源电压VP()S和可变负电源电压VMg的最小值。如本领域中普通技术人员将会 领会的,通过减少放大器500中的电源轨,放大器500的功耗可被降低。
[0043] 参见图2和5,放大器400的功率输出级可要求正电源电压(例如,正电源电压 VP(J为大约0. 1伏或更高,并且负电源电压(例如,负电源电压VMg)为大约-0. 1伏或更低。 然而,如以上所提及的,即使可变正电源电压VP()S和可变负电源电压Vneg基本上等于零,输 出级内的包括n沟道晶体管M2'和n沟道晶体管Ml的路径仍可导电。
[0044] 如本领域普通技术人员将会领会的,放大器400并不要
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