一种增益可精确设置的开环放大器的制造方法
【专利摘要】一种增益可通过电阻比值精确设置的开环全差分放大器。包括差分输入管P1和P4，源极反馈电阻R1和R3，以及尾电流Ib0；P2和Ib2（以及P5和Ib4）构成增益拔高电路，用来提高cascode管P3（以及P6）的跨导；NMOS管N1和N2构成局部反馈环路，用于形成低阻抗通路，R2和R4作为其源极负反馈电阻，也作为整体电路的输出电阻。本发明的信号增益由电阻R2和R1（或者R4和R3）的比值决定。传统的精确增益放大器大都采用闭环运算放大器的结构，而传统的开环放大器的增益值大都不精确，本发明兼具两者的优势，采用开环的放大器设计获得了精确的增益值。
【专利说明】一种増益可精确设置的开环放大器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及了在模拟和射频集成电路中广泛应用的可变增益放大器，尤其是高 精度低功耗增益放大器，采用CMOS工艺，在低压低功耗数模混合电路中具有较大的优势。 与传统的闭环放大器相比，具有结构简单，功耗低的优点；与传统的开环放大器相比具有增 益值可精确设置的优点。属于集成电路设计领域。
【背景技术】
[0002] 随着移动终端产品的普及和推广，电子产品的体积不断缩小，锂电池将成为产品 的主要能量来源。与此同时，节能环保的理念也越来越被社会和工业界所接受，绿色节能产 品将更加受到客户的欢迎。因此，为了提高产品的续航能力同时达到节能环保的目的，低功 耗的芯片设计将是未来发展的趋势。集成电路工艺技术的进步也契合了这种发展趋势，随 着工艺技术的进步，器件的尺寸越来越小，供电电压也越来越低，目前，主流的供电电压已 经降到1.2V甚至更低。
[0003] 对数字电路来讲，工艺的进步带来的福利是，可以降低电源电压、降低摆幅、降低 寄生电容，从而降低功耗；但是对于模拟和射频电路来讲，工艺的进步并没有给电路设计带 来福利，反而是增大了电路设计的压力。针对增益放大器来讲，这种压力表现在，为了得到 精确的增益，必须使用具备较大开环增益的运算放大器，随着工艺技术的进步，电源电压越 来越低，在较低的电压下，为了得到较大的开环增益，必须采用多级结构的运算放大器，这 就会明显的增加功耗；如果想要降低功耗，就需要避免使用运算放大器，而使用开环增益放 大器的结构，这又会明显的降低增益的精度。本发明的电路结构旨在解决降低功耗和精确 设置增益之间的矛盾。
[0004] 传统的精确增益放大器如图1所示，0P是一个开环增益为A0的全差分运算放大 器，电阻R1、R2、R3和R4构成了一个反相放大的反馈网络，其中R1和R3的电阻值相同，R2 和R4的电阻值相同，那么整个闭环电路的增益值为：
【权利要求】
1. 一种增益可通过电阻比值精确设置的开环放大器。
2. 包括差分输入管Pl和P4,源极反馈电阻Rl和R3,以及尾电流IbO ;P3和P6作为Pl 和P4两个输入管的cascode级，用于提高输出阻抗。
3. 其特征在于：所述差分输入管Pl、P4的栅极分别和输入信号Vip、Vin相连接；所述 源极负反馈电阻R1、R3分别和输入管P1、P4的源极相连接；所述两个电阻R1、R3的另外一 端共同连接到所述尾电流IbO的一端；所述输入管PU P4的漏极分别和cascode管P3、P6 相连接。
4. 根据权利要求1所述的增益可精确设置的开环放大器。
5. 其特征在于：所述增益拔高电路，在电路的左半部分由P2和Ib2构成，在电路的 右半部分由P5和Ib4构成；所述增益拔高电路的输入管P2和P5的栅极分别连接到所述 cascode管P3和P6的源极；所述增益拔高电路的输入管P2和P5的漏接分别连接到所述 cascode管P3和P6的栅极，并且各自通过负载电流源Ib2和Ib4接地。
6. 根据权利要求1或2所述的增益可精确设置的开环放大器。
7. 其特征在于：所述局部反馈电路，在电路的左半部分由Nl管和其源极负反馈电阻R2 构成，在电路的右半部分由N2管和其源极负反馈电阻R4构成；所述输出电阻R2的一端接 地，另外一端连接到所述NMOS管Nl的源极并作为整个电路的Von输出端；所述输出电阻R4 的一端接地，另外一端连接到所述NMOS管N2的源极并作为整个电路的Vop输出端。
【文档编号】H03G3/20GK104518747SQ201510027141
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2015年1月20日 优先权日:2015年1月20日
【发明者】吕达文, 范涛 申请人:北京华强智连微电子有限责任公司