专利名称：参考电压电路及共栅结构前端放大电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种参考电压电路及包含该电路的共栅结构前端放大电路。
背景技术：
在电子电路中，尤其在模拟和混合信号电路中参考电压电路起着不可或缺的作 用。传统的参考电压电路一般由带隙基准产生，它与工艺、电源电压和温度基本无关, 所用面积大、成本较高。在一些特殊应用中，参考电压需要随输入信号的变化而变化 或随电路静态工作点变化而变化，这样传统的产生恒定电压的参考电压电路就有局限 性了。图1所示为共栅结构前端放大电路，由一个开环应用的共栅放大器和一个比较 器组成，如果电源电压VDD改变，共栅放大电路的输出信号CG_OUT的静态点也会 改变，这样就对后级的比较电路中的参考电压Vref提出了可变的要求，不然就会造成 信号的失真问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种参考电压电路及包含该电路的共栅结构前端放大 电路，它克服了现有技术的不足，能通过参考电压电路跟踪共栅放大电路的静态工作 点，使得后级比较器的参考电压能在不同电源电压VDD下准确提供。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案-
一种参考电压电路，其特征在于包括一第三电流源、 一第六PMOS管、 一第五NMOS 管、 一可变电阻和一第六电阻，第三电流源的输入端连接电源电压，其输出端连接第 六PMOS管的源极，第六PMOS管的漏极连接第五NMOS管的漏极形成参考电压输出 端，可变电阻和第六电阻依次串联在第五NMOS管的源极和接地端之间，第五NMOS 管的栅极连接第一偏置电压，第六PMOS管的栅极连接第二偏置电压。
一种包含前述参考电压电路的共栅结构前端放大电路，包括共栅放大电路和比较 器，其特征在于共栅放大电路的信号输出端连接比较器的iH相输入端，参考电压电路的参考电压输出端连接比较器的负相输入端，参考电压电路与共栅放大电路共用第一 偏置电压和第二偏置电压，实现参考电压电路对共栅放大电路静态工作点的跟踪。 本实用新型的有益效果
1、 本实用新型的参考电压电路结构简单，适当选择两个偏置电压以及其它器件 参数就能实现对共栅放大电路静态工作点的跟踪，避免造成信号的失真问 题。
2、 本实用新型的共栅结构前端放大电路利用传统的电路结构，实现参考电压电 路和共栅放大电路共用偏置电压，并通过器件参数的适当选择，轻松实现参 考电压随共栅放大电路输出信号的静态工作点的变化而变化，具有很强的兼 容性，成本低廉，效果显著。
3、 本实用新型的参考电压电路可集成程度高，可以有效降低电路面积，降低成 本。
4、 本实用新型的共栅结构前端放大电路可以根据应用的实际需要，通过参考电 压电路中可变电阻的参数设置，设计比较器正、负相输入端之间的电压差值， 通过比较这一环节滤除被放大的噪声，使比较器的输出更稳定可靠。
图1是共栅结构前端放大电路图。
图2是本实用新型的参考电压电路图。
图3是本实用新型的共栅结构前端放大电路图。
图4是噪声屏蔽示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一歩的描述，但本实用新型不应仅限于此实施例。 如图2所示，本实用新型的参考电压电路图包括第三电流源13、第六PMOS管M6、 第五NMOS管M5、可变电阻R5和一第六电阻R6，第三电流源13的输入端连接电源 电压VDD，其输出端连接第六PMOS管M6的源极，第六PMOS管M6的漏极连接第 五NMOS管M5的漏极，两漏极连接端形成了参考电压输出端Vref。可变电阻R5和 第六电阻R6依次串联在第五NMOS管M5的源极和接地端之间，第五NMOS管M5 的栅极连接第一偏置电压Vbiasl ，第六PMOS管M6的栅极连接第二偏置电压Vbias2。如图3所示，本实用新型的共栅结构前端放大电路包括共栅放大电路、比较器和前 述的本实用新型的参考电压电路。
共栅放大电路采用传统结构，第一电流源Il、第二电流源I2的输入端分别连接电 源电压VDD，由第三PMOS管M3和第四PMOS管M4组成的电流镜通过第三PMOS 管M3、第四PMOS管M4的源极分别连接第一电流源II、第二电流源12的输出端。 第三PMOS管M3的漏极连接第一 NMOS管Ml的漏极，第一 NMOS管Ml的源极和 接地端之间依次串联第一电阻Rl和第二电阻R2。第四PMOS管M4的漏极连接第二 NMOS管M2的漏极，第二 NMOS管M2的源极和接地端之间依次串联第三电阻R3 和第四电阻R4。第一 NMOS管Ml和第二 NMOS管M2的栅极均与参考电压电路中 第五NMOS管M5的栅极连接，即第一 NMOS管Ml 、第二 NMOS管M2和第五NMOS 管的栅极都连接第一偏置电压Vbiasl。电流镜的第三PMOS管M3和第四PMOS管 M4的栅极连接在一起，并与第六PMOS管M6的栅极连接，第三PMOS管M3和第 四PMOS管M4的栅极提供了第二偏置电压Vbias2。第三PMOS管M3的漏极和第一 NMOS管M1的漏极的连接端提供共栅放大电路的信号输出端CG一OUT，第一电阻R1 和第二电阻R2的连接端形成信号输入端IN。共栅放大电路的信号输出端CGJ3UT连 接比较器的正相输入端，参考电压电路的参考电压输出端Vref连接比较器的负相输入
4山顿。
为实现参考电压电路对共栅放大电路静态工作点的跟踪，在器件参数的选择上，最
容易实现的是采取以下方案
/1 = /2 = /3，(『k『k紐U,(『k『/丄)紹,/丄)M2，
i l = i 2 = i 3 = / 4 = i 6。其中71、 /2、 /3分别表示第一、第二、第三电流源Il、 12、 13 的电流值，W/L表示对应MOS管的宽长比。由于参考电压电路与共栅放大电路共用电 压偏置，这样不管电源电压VDD怎么变化，在信号输入端IN没有信号输入且= i 6 的情况下，参考电压Vref的静态工作电压与共栅放大电路的输出信号CG—OUT的静态 工作电压就相等。
第五电阻R5设计成可变电阻，比如可以用修条方式(trimming)来实现。设计不 同R5的阻值就可以得到高于或低于CG一OUT电压的参考电压Vref的电压值。由前面 可知，第三电流源B与第一电流源II的电流相等，这样流过电阻Rl、 R2、 R5和R6 的电流是相等的；当R5大于R1时，R5上的压降大于R1上的压降，这样就可以得到
6参考电压Vref的值高于共栅放大电路的输出信号CG_OUT的电压值；当R5小于Rl 时，R5上的压降就小于Rl上的压降，可以得到参考电压Vref的值低于CG一OUT的电 压值，这样就可以根据应用的实际需要，设计两者的电压差值A^，即比较器正、负相 输入端之间的电压差值，就可以在比较这一环节滤除被放大的噪声，使比较器的输出 更稳定可靠。
图4就是利用电压差值AF来屏蔽噪声的示意图。此时，第五电阻R5阻值大于第 一电阻R1，信号输入端IN无有效信号输入，图中细实线表示参考电压Vref，细虚线 为理想情况时的CG—OUT电压,，而粗实线为有噪声时的CG_OUT电压。由于电玛差 值A「的存在，噪声放大后的电压值依然小于参考电压Vref的电压值，噪声就被屏蔽 掉了，比较器的输出端OUT就没有有效的方波输出，得到的是平滑稳定的输出信号。 电压差值AF的典型值为i00mV，所以，参考电压Vref的静态点与输出信号CG一OUT 的静态点大致相等，保证了输入信号放大后在比较环节中不失真。在参考电压Vref到 接地端之间连接电容C1的作用是虑除参考电压Vref可能存在的高频波动，使参考电 压Vref更平坦、更干净。
权利要求1、一种参考电压电路，其特征在于包括一第三电流源(I3)、一第六PMOS管(M6)、一第五NMOS管(M5)、一可变电阻(R5)和一第六电阻(R6)，第三电流源(I3)的输入端连接电源电压(VDD)，其输出端连接第六PMOS管(M6)的源极，第六PMOS管(M6)的漏极连接第五NMOS管(M5)的漏极形成参考电压输出端(Vref)，可变电阻(R5)和第六电阻(R6)依次串联在第五NMOS管(M5)的源极和接地端之间，第五NMOS管(M5)的栅极连接第一偏置电压(Vbias1)，第六PMOS管(M6)的栅极连接第二偏置电压(Vbias2)。
2、 如权利要求1所述的参考电压电路，其特征在于所述参考电压输出端(Vref)与 接地端之间连接有电容。
3、 包含权利要求1所述的参考电压电路的共栅结构前端放大电路，包括共栅放大电 路和比较器，其特征在于共栅放大电路的信号输出端(CG—OUT)连接比较器的正相输入 端，参考电压电路的参考电压输出端(Vref)连接比较器的负相输入端，参考电压电路与 共栅放大电路共用第一偏置电压(Vbiasl)和第二偏置电压(Vbias2)，实现参考电压电 路对共栅放大电路静态工作点的跟踪。
4、 如权利要求3所述的共栅结构前端放大电路，其特征在于所述共栅放大电路中， 第一电流源(11)、第二电流源(12)的输入端分别连接电源电压(VDD)，由一第三PMOS 管(M3)和一第四PMOS管(M4)组成的电流镜通过第三PMOS管(M3)、第四PMOS 管(M4)的源极分别连接第一电流源(11)、第二电流源(12)的输出端，第三PMOS管(M3)的漏极和接地端之间依次串联一第一NMOS管(Ml)、 一第一电阻(Rl)和一第 二电阻(R2)，第四PMOS管(M4)的漏极和接地端之间依次串联一第二NMOS管(M2)、 一第三电阻(R3)和一第四电阻(R4)，第一NMOS管(Ml)和第二NMOS管(M2) 的栅极连接第一偏置电压(Vbiasl)，第三PMOS管(M3)和第四PMOS管(M4)的栅 极提供第二偏置电压(Vbias2)，第三PMOS管(M3)的漏极和第一NMOS管(Ml)的 漏极的连接端提供共栅放大电路的信号输出端(CG_OUT)。
5、 如权利要求4所述的共栅结构前端放大电路，其特征在于第一电阻(Rl)和第二 电阻(R2)的连接端形成信号输入端(IN)。
6、 如权利要求4或5所述的共栅结构前端放大电路，其特征在于所述第一、第二、 第三电流源(11、 12、 13)的电流相等，所述第三、第四、第六PMOS管(M3、 M4、 M6)的宽长比相等，所述第一、第二、第五NMOS管(Ml、 M2、 M5)的宽长比相等，所述 第一、第二、第三、第四、第六电阻(Rl、 R2、 R3、 R4、 R6)的阻值相等。
专利摘要本实用新型公开一种参考电压电路及包含该电路的共栅结构前端放大电路，参考电压电路包括一第三电流源、一第六PMOS管、一第五NMOS管、一可变电阻和一第六电阻，第三电流源的输入端连接电源电压，其输出端连接第六PMOS管的源极，第六PMOS管的漏极连接第五NMOS管的漏极形成参考电压输出端，可变电阻和第六电阻依次串联在第五NMOS管的源极和接地端之间，第五NMOS管的栅极连接第一偏置电压，第六PMOS管的栅极连接第二偏置电压。本实用新型的参考电压电路结构简单，适当选择两个偏置电压以及其它器件参数就能实现对共栅放大电路静态工作点的跟踪，避免造成信号的失真问题。
文档编号G05F3/24GK201368997SQ200820199019
公开日2009年12月23日 申请日期2008年12月29日 优先权日2008年12月29日
发明者坦 杜, 江石根, 石万文, 谢卫国, 陈志明 申请人:苏州市华芯微电子有限公司