一种缓冲放大电路的制作方法

文档序号:9618382阅读:835来源:国知局
一种缓冲放大电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域,更具体来说,涉及一种缓冲放大电路。
【背景技术】
[0002]缓冲放大器广泛应用于片上集成系统和通信系统。图1是现有技术中通常采用的缓冲放大器的电路图,如图1所示,所述缓冲放大器包括偏置电阻R0、第一晶体管Ml和第二晶体管M2,其中,所述偏置电阻R0的一端与所述第一晶体管M1、第二晶体管M2的栅极连接,作为所述缓冲放大器的信号输入端Vin,另一端与所述第一晶体管M1、第二晶体管M2的漏极连接,作为信号输出端G ;所述第一晶体管Ml为N沟道增强型场效应管,其衬底及源极接地,所述第二晶体管M2为P沟道增强型场效应管,其衬底及源极与直流电源VDD连接;所述偏置电阻R0用于将所述第一晶体管M1、第二晶体管M2偏置在饱和放大区,从而使得通过所述信号输入端Vin的输入信号可以被所述第一晶体管M1、第二晶体管M2放大后输出。
[0003]因为闪烁噪声(即Ι/f噪声)是由于半导体材料缺陷引起电流随机波动而产生的,而半导体材料的缺陷在目前来讲是不可避免的,就所述的缓冲放大器而言,在放大输入信号的同时,晶体管的Ι/f噪声将会调制到放大的输出信号上,表现为输出信号的相位噪声,过大的相位噪声使得所述缓冲放大器难以满足高性能的通信系统和片上集成系统的要求。
[0004]因此,亟需一种输出信号的相位噪声更小的缓冲放大器。

【发明内容】

[0005]本发明实施例提供了一种缓冲放大电路,所述放大电路具有较好的相位噪声性會泛。
[0006]—种缓冲放大电路,包括:偏置放大单元、第一补偿单元和第二补偿单元;其中,
[0007]所述偏置放大单元包括偏置电阻、第一晶体管、第二晶体管;所述第一晶体管、第二晶体管的栅极与所述偏置电阻的一端连接,作为所述放大电路的信号输入端,所述第一晶体管、第二晶体管的漏极与所述偏置电阻的另一端连接,作为所述偏置放大单元的信号输出端,所述第一晶体管的源极与所述第一补偿单元连接,所述第二晶体管的源极与所述第二补偿单元连接,输入信号通过所述放大电路的信号输入端传送到所述第一晶体管和第二晶体管的栅极,通过所述第一晶体管和第二晶体管放大后作为第一信号经由所述偏置放大单元的信号输出端输出;
[0008]所述第一补偿单元一端与所述第一晶体管的源极连接,另一端接地,用于向所述偏置放大单元提供负反馈,提高所述偏置放大单元的信号带宽;
[0009]所述第二补偿单元一端与所述第二晶体管的源极连接,另一端与电源连接,用于向所述偏置放大单元提供负反馈,提高所述偏置放大单元的信号带宽。
[0010]优选的,所述第一补偿单元包括第一电阻和第一电容,所述第一电阻与第一电容并联,其一端与所述第一晶体管的源极连接,另一端接地。
[0011]优选的,所述第二补偿单元包括第二电阻和第二电容,所述第二电阻与第二电容并联,其一端与所述第二晶体管的源极连接,另一端与电源连接。
[0012]优选的,所述偏置放大单元还包括补偿放大单元,所述补偿放大单元包括:第三晶体管和第四晶体管;其中,
[0013]所述第三晶体管、第四晶体管的栅极接于所述放大电路的信号输入端,所述第三晶体管、第四晶体管的漏极接于所述偏置放大单元的信号输出端,所述第三晶体管为N沟道增强型场效应管,其源极及衬底接地,所述第四晶体管为P沟道增强型场效应管,其源极及衬底与电源连接;
[0014]输入信号通过所述放大电路的信号输入端传送到所述第三晶体管和第四晶体管的栅极,通过所述第三晶体管和第四晶体管放大后作为第二信号,所述第二信号与所述第一信号叠加组成第二合成信号由所述偏置放大单元的信号输出端输出,以提高所述放大电路的信号增益。
[0015]优选的,所述放大电路还包括第一反相放大单元,所述第一反相放大单元的信号输入端接于所述偏置放大单元的信号输出端,用于对所述偏置放大单元的输出信号进行反相放大,并通过所述第一反相放大单元的信号输出端输出第三信号。
[0016]优选的,所述第一反相放大单元包括第五晶体管和第六晶体管;其中,
[0017]所述第五晶体管、第六晶体管的栅极接于所述偏置放大单元的信号输出端,作为所述第一反相放大单元的信号输入端,所述第五晶体管、第六晶体管的漏极连接,作为所述第一反相放大单元的信号输出端,所述第五晶体管为N沟道增强型场效应管,其源极及衬底接地,所述第六晶体管为P沟道增强型场效应管,其源极及衬底接于直流电源,所述偏置放大单元的输出信号通过所述第一反相放大单元的信号输入端传送到所述第五晶体管和第六晶体管的栅极,经过所述第五晶体管和第六晶体管的反相放大后由所述第一反相放大单元的信号输出端输出第三信号。
[0018]优选的,所述放大电路还包括第二反相放大单元,所述第二反相放大单元的信号输入端接于所述第一反相放大单元的信号输出端,用于对所述第三信号进行反相放大并通过所述第二反相放大单元的信号输出端输出第四信号。
[0019]优选的,所述第二反相放大单元包括:第七晶体管和第八晶体管;其中,
[0020]所述第七晶体管、第八晶体管的栅极接于所述第一反相放大单元的信号输出端,作为所述第二反相放大单元的信号输入端,所述第七晶体管、第八晶体管的漏极连接,作为所述第二反相放大单元的信号输出端,所述第七晶体管为N沟道增强型场效应管,其源极及衬底接地,所述第八晶体管为P沟道增强型场效应管,其源极及衬底接于直流电源,所述第三信号通过所述第二反相放大单元的信号输入端传送到所述第七晶体管和第八晶体管的栅极,经过所述第七晶体管和第八晶体管的反相放大后由所述第二反相放大单元的信号输出端输出第四信号。
[0021]优选的,所述放大电路还包括:隔直电容;
[0022]所述隔直电容的一端作为所述放大电路的信号输入端,另一端接于所述第一晶体管、第二晶体管的栅极与所述偏置电阻的连接节点,用于阻断输入信号的直流电平对所述放大电路的影响。
[0023]优选的,所述第一晶体管为N沟道增强型场效应管,所述第二晶体管为P沟道增强型场效应管。
[0024]与现有技术相比,上述技术方案具有以下优点:
[0025]本发明实施例提供了一种缓冲放大电路,包括:偏置放大单元、第一补偿单元和第二补偿单元;其中,所述第一补偿单元和第二补偿单元通过为所述偏置放大单元提供负反馈,拓宽了所述偏置放大单元的信号带宽,使得所述放大电路的输出信号的上升沿和下降沿变陡,降低了晶体管Ι/f噪声对所述放大电路的输出信号的调制,从而获得了改善的输出信号相位噪声性能。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0027]图1为现有技术中采用的缓冲放大器的电路图;
[0028]图2为本发明的一个实施例提供的一种缓冲放大电路的电路图;
[0029]图3为本发明的一个实施例提供的放大电路负反馈增益带宽变化示意图;
[0030]图4为本发明的一个具体实施例提供的一种所述第一补偿单元和第二补偿单元的具体结构;
[0031]图5为本发明的另一个具体实施例提供的一种缓冲放大电路的电路图;
[0032]图6为本发明的一个具体优选实施例提供的一种带负载的缓冲放大电路的电路图;
[0033]图7-9为本发明的另一个实施例提供的所述放大电路与所述缓冲放大器输出信号的相位噪声对比图;
[0034]图10为本发明的又一个实施例提供的所述放大电路与所述缓冲放大器同一周期内所通过电流的对比图。
【具体实施方式】
[0035]正如【背景技术】所述,现有技术采用的缓冲放大器由于输出信号的相位噪声过大,难以满足高性能的通信系统和片上集成系统的要求。
[0036]有鉴于此,本发明实施例提供了一种缓冲放大电路,包括:偏置放大单元、第一补偿单元和第二补偿单元;其中,
[0037]所述偏置放大单元包括偏置电阻、第一晶体管、第二晶体管;所述第一晶体管、第二晶体管的栅极与所述偏置电阻的一端连接,作为所述放大电路的信号输入端,所述第一晶体管、第二晶体管的漏极与所述偏置电阻的另一端连接
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