一种轨到轨输入固定跨导放大器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轨到轨输入固定跨导放大器，尤其涉及一种适于低电源电压的轨到轨输入固定跨导放大器。
【背景技术】
[0002]运算放大器的带宽决定着其动态特性，但由于带宽由跨导电容比决定，而跨导会随温度、共模输入电平变化，因此需要补偿电路保证跨导不随上述条件变化。另一方面，工业领域信号的输入共模电平变化较大，需要放大器能接受轨到轨输入。传统的PMOS差分电路需要在一定电源电压下才能工作，不能满足低电流低压的需求。
【发明内容】
[0003]鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种轨到轨输入固定跨导放大器。
[0004]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为:一种轨到轨输入固定跨导放大器，特别地，由输入差分电路、电流放大器、镜像晶体管Nsc和共模电平判决跨导放大器相接构成，其中输入差分电路由NMOS管Nsa、Nsb和Natice MOS管NVA、Nvb组成，且两组差分对的跨导匹配，
NMOS管Nsa和Natice MOS管Nva共栅连接V in_电位点，
NMOS管Nsb和Natice MOS管Nvb共栅连接V in+电位点，
所述镜像晶体管Nsc为由NMOS管Nsa、Nsb镜像生成，
所述共模电平判决跨导放大器接入并判断Vin_电平与镜像晶体管Ns。的栅端压高低，若Vin-电平大于端栅压，电流经电流放大器向NMOS管Nsa、Nsb供电；若V in_电平小于或等于端栅压，电流经电流放大器向Natice MOS管Nva和Nvb供电。
[0005]进一步地，所述共模电平判决跨导放大器为与镜像晶体管Nsc共栅相连的场效应管Nsd，所述场效应管Nsd接入电流放大器。
[0006]进一步地，所述电流放大器由场效应管P2b、场效应管P2a、场效应管N2b、场效应管Nia和场效应管N 1B相接组成并分别接入两组差分对，
Vin-电平大于端栅压，电流经场效应管P 2B、场效应管P2a、场效应管N2b、场效应管Nib向Nsa和Nsb供电，
Vin_电平小于或等于端栅压，电流经场效应管P 2B、场效应管P2a、场效应管N2b、场效应管Nia向Nva和Nvb供电。
[0007]进一步地，所述共模电平判决跨导放大器由场效应管N3a、场效应管N3b和场效应管N5a相接组成，所述场效应管N %的栅极连接电平V in_，所述场效应管N3a与镜像晶体管N %共栅相连，所述场效应管N5a的漏极与场效应管N 3A和场效应管N %的共源极相连，所述共模电平判决跨导放大器接入电流放大器。
[0008]进一步地，所述电流放大器为由场效应管P3a、场效应管P3b、场效应管P2a、场效应管P2b、场效应管N2a、场效应管N2b、场效应管Nia、场效应管Nib组成的双路式放大器，
Vin_电平大于端栅压，电流经过共模电平判决跨导放大器、场效应管P 3B、场效应管P2A、场效应管你N2a、场效应管Nib向N SA^P N SB供电，
Vin_电平小于或等于端栅压，电流经过共模电平判决跨导放大器、场效应管P 3A、场效应管P2b、场效应管N2b、场效应管Nia向Nva和Nvb供电。
[0009]进一步地，所述Natice MOS管Nva的漏极接设有钳制输出阻抗的场效应管N LA,所述Natice MOS管Nvb的漏极接设有钳制输出阻抗的场效应管N LBo
[0010]本发明的有益效果:采用NMOS和NativeMOS组成的差分对实现轨到轨输入跨导放大器，能在低电源电压下稳定工作，更适合低功耗需要，轨到轨共模电平范围内消耗的电流恒定，耗能低。
【附图说明】
[0011]图1是本发明第一实施例的结构示意图。
[0012]图2是本发明第二实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]如图1和图2所示，一种轨到轨输入固定跨导放大器，由输入差分电路、电流放大器、镜像晶体管Nsc和共模电平判决跨导放大器相接构成，其中输入差分电路由NMOS管Nsa、Nsb和Natice MOS管N VA、Nvb组成，且两组差分对的跨导匹配，NMOS管N jP Natice MOS管Nva共栅连接V in_电位点，NMOS管N⑶和Natice MOS管N ^共栅连接V in+电位点，镜像晶体管Nsc为由NMOS管NSA、NSB镜像生成，共模电平判决跨导放大器接入并判断V in_电平与镜像晶体管Nsc的栅端压高低，若V in_电平大于端栅压，电流经电流放大器向NMOS管N SA、Nsb供电；若Vin-电平小于或等于端栅压，电流经电流放大器向Natice MOS管Nva和Nvb供电。
[0014]为优化本发明，Natice MOS管Nva的漏极接设有钳制输出阻抗的场效应管N u，Natice MOS管Nvb的漏极接设有钳制输出阻抗的场效应管N随着输入电平上升，Nva和Nvb的漏极电平也随之上升，接近电源时会由于负载电流源将Nva和Nvb压入线性区，导致Nva和Nvb的输出阻抗变小，降低整个跨导放大器的增益，因此引入N ^和N u在高共模输入时隔断Nva和Nvb。此时该路输出阻抗为队4和的输出阻抗，保证了跨导放大器的增益。
[0015]实施例一，如图1所示为本发明第一实施例的结构示意图，共模电平判决跨导放大器由场效应管N3a、场效应管N3b和场效应管N5a相接组成，场效应管N3b的栅极连接电平Vin_，场效应管N3a与镜像晶体管N s。共栅相连，场效应管N 5A的漏极与场效应管N 34和场效应管N3b的共源极相连，共模电平判决跨导放大器接入电流放大器。电流放大器为由场效应管P3a、场效应管P3b、场效应管P2a、场效应管P2b、场效应管N2a、场效应管N2b、场效应管Nia、场效应管Nib组成的双路式放大器，V in_电平大于端栅压，电流经过共模电平判决跨导放大器、场效应管P3b、场效应管P2a、场效应管你N2a、场效应管Nib向N N SB供电，V in_电平小于或等于端栅压，电流经过共模电平判决跨导放大器、场效应管P3a、场效应管P2b、场效应管N2b、场效应管Nia向Nva和Nvb供电。该结构能在lVes+2Vdsat的低电源电压下工作，同时在整个轨到轨共模电平范围内消耗的电流恒定。
[0016]实施例二，如图2所示为本发明第二实施例的结构示意图，共模电平判决跨导放大器为与镜像晶体管Nsc共栅相连的场效应管N SD，所述场效应管Nsd接入电流放大器。电流放大器由场效应管P2b、场效应管P2a、场效应管N2b、场效应管Nia和场效应管N⑶相接组成并分别接入两组差分对，Vin-电平大于端栅压，电流经场效应管P 2B、场效应管P2a、场效应管N2b、场效应管Nib向Nsa和Nsb供电，V in_电平小于或等于端栅压，电流经场效应管P 2B、场效应管P2a、场效应管N2b、场效应管Nia向Nva和Nvb供电。该结构亦能在lVes+2Vdsat的低电源电压下工作，同时在整个轨到轨共模电平范围内消耗的电流恒定。且电路精简，成本得到有效控制。唯一的缺点是，Nva和Nvb工作时整个电路所耗费的电流比Nsa和Nsb工作时要高近一倍。
[0017]除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。
【主权项】
1.一种轨到轨输入固定跨导放大器，其特征在于:由输入差分电路、电流放大器、镜像晶体管Nsc和共模电平判决跨导放大器相接构成，其中输入差分电路由NMOS管Nsa、Nsb和Natice MOS管NVA、Nvb组成，且两组差分对的跨导匹配， NMOS管Nsa和Natice MOS管Nva共栅连接V in_电位点， NMOS管Nsb和Natice MOS管Nvb共栅连接V in+电位点， 所述镜像晶体管Nsc为由NMOS管Nsa、Nsb镜像生成， 所述共模电平判决跨导放大器接入并判断Vin_电平与镜像晶体管Ns。的栅端压高低，若Vin-电平大于端栅压，电流经电流放大器向NMOS管Nsa、Nsb供电；若V in_电平小于或等于端栅压，电流经电流放大器向Natice MOS管Nva和Nvb供电。2.根据权利要求1所述的一种轨到轨输入固定跨导放大器，其特征在于:所述共模电平判决跨导放大器为与镜像晶体管Ns。共栅相连的场效应管N SD，所述场效应管Nsd接入电流放大器。3.根据权利要求1或2所述的一种轨到轨输入固定跨导放大器，其特征在于:所述电流放大器由场效应管P2b、场效应管P2a、场效应管N2b、场效应管Nia和场效应管N⑶相接组成并分别接入两组差分对， Vin-电平大于端栅压，电流经场效应管P 2B、场效应管P2a、场效应管N2b、场效应管Nib向Nsa和Nsb供电， Vin_电平小于或等于端栅压，电流经场效应管P 2B、场效应管P2a、场效应管N2b、场效应管Nia向Nva和Nvb供电。4.根据权利要求1所述的轨到轨输入固定跨导放大器，其特征在于:所述共模电平判决跨导放大器由场效应管N3a、场效应管N3b和场效应管N 54相接组成，所述场效应管N 3B的栅极连接电平Vin_，所述场效应管N3a与镜像晶体管N s。共栅相连，所述场效应管N 54的漏极与场效应管N3a和场效应管N3b的共源极相连，所述共模电平判决跨导放大器接入电流放大器。5.根据权利要求1或4所述的轨到轨输入固定跨导放大器，其特征在于:所述电流放大器为由场效应管P3a、场效应管P3b、场效应管P2a、场效应管P2b、场效应管N2a、场效应管N2B、场效应管Nia、场效应管Nib组成的双路式放大器， Vin_电平大于端栅压，电流经过共模电平判决跨导放大器、场效应管P 3B、场效应管P2A、场效应管你N2a、场效应管Nib向N SA^P N SB供电， Vin_电平小于或等于端栅压，电流经过共模电平判决跨导放大器、场效应管P 3A、场效应管P2b、场效应管N2b、场效应管Nia向Nva和Nvb供电。6.根据权利要求1所述的轨到轨输入固定跨导放大器，其特征在于:所述NaticeMOS管Nva的漏极接设有钳制输出阻抗的场效应管N LA,所述Natice MOS管Nvb的漏极接设有钳制输出阻抗的场效应管Νω。
【专利摘要】本发明揭示了一种轨到轨输入固定跨导放大器，由输入差分电路、电流放大器、镜像晶体管Nsc和共模电平判决跨导放大器相接构成，其中输入差分电路由NMOS管NSA、NSB和Natice MOS管NVA、NVB组成，且两组差分对的跨导匹配，NMOS管NSA和Natice MOS管NVA共栅连接Vin-电位点，镜像晶体管Nsc为由NMOS管NSA、NSB镜像生成，共模电平判决跨导放大器接入并判断Vin-电平与镜像晶体管NSC的栅端压高低，若Vin-电平大于端栅压，电流经电流放大器向NMOS管NSA、NSB供电；若Vin-电平小于或等于端栅压，电流经电流放大器向Natice MOS管NVA和NVB供电。本发明的有益效果：采用NMOS和NativeMOS组成的差分对实现轨到轨输入跨导放大器，能在低电源电压下稳定工作，更适合低功耗需要，轨到轨共模电平范围内消耗的电流恒定，耗能低。
【IPC分类】H03F1/30, H03F3/45
【公开号】CN104917469
【申请号】CN201510313434
【发明人】刘扬, 邹鹏
【申请人】思瑞浦微电子科技（苏州）有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月10日