差分放大器、放大电路、芯片和电子设备的制作方法

本申请涉及电路，特别涉及一种差分放大器、放大电路、芯片和电子设备。

背景技术：

1、差分放大器的共模抑制比(common mode rejection rate，cmrr)是指差模信号的电压放大倍数与共模信号的电压放大倍数之比，用来衡量差分放大器抑制共模信号以及放大差模信号的能力，cmrr约大则特性越好。如图1所示，一种典型的差分放大器在低频时，共模等效后的电路中输入阻抗为电流镜所对应的阻抗，由于电路中的电阻匹配而具有良好的cmrr特性，如图2所示，在高频时，由于电流镜的寄生效应，共模等效后的电路中输入阻抗为电流镜与寄生电容并联的阻抗，随着工作频率的上升，电流镜逐渐被寄生电路旁路，导致输入阻抗快速下降，打破了原有的电阻匹配，导致差分放大器的cmrr随着工作频率的上升而逐渐降低。

技术实现思路

1、一种差分放大器、放大电路、芯片和电子设备，能够改善差分放大器的cmrr随着工作频率的上升而逐渐降低的问题。

2、第一方面，提供一种差分放大器，包括：差分放大电路，差分放大电路包括：电连接于第一电压端和信号输出端之间的负载电路；电连接于信号输出端和偏置端之间的差分单元，差分单元还电连接于信号输入端；差分放大器还包括串联于偏置端和第二电压端之间的电流镜电路和感性电路。通过设置与电流镜电路串联的感性电路，使得在工作频率上升时，感性电路与寄生电容形成串联谐振，从而降低在高频下差分放大器的输入阻抗，进而改善了差分放大器的cmrr随着工作频率的上升而逐渐降低的问题。

3、在一种可能的实施方式中，感性电路包括电感，电感和电流镜电路串联于偏置端和第二电压端之间。通过电感来实现感性电路，电路结构简单，并且电感所占据的空间较小，能够提高空间利用率，从而可以应用于空间占用较小的器件中。

4、在一种可能的实施方式中，信号输出端包括第一信号输出端和第二信号输出端；负载电路包括第一电阻和第二电阻，第一电阻串联于第一电压端和第一信号输出端之间，第二电阻串联于第一电压端和第二信号输出端之间；信号输入端包括第一信号输入端和第二信号输入端；差分单元包括：第一晶体管，第一晶体管的第一端电连接于第一信号输出端，第一晶体管的第二端电连接于偏置端，第一晶体管的控制端电连接于第一信号输入端；第二晶体管，第二晶体管的第一端电连接于第二信号输出端，第二晶体管的第二端电连接于偏置端，第二晶体管的控制端电连接于第二信号输入端。

5、在一种可能的实施方式中，电流镜电路包括：第三晶体管，第三晶体管的第一端电连接于参考电压端，第三晶体管的第二端电连接于第三电压端，第三晶体管的控制端电连接于参考电压端；第四晶体管，第四晶体管的控制端电连接于第三晶体管的控制端；第四晶体管的第一端通过感性电路电连接于偏置端，第四晶体管的第二端电连接于第二电压端，或者，第四晶体管的第一端电连接于偏置端，第四晶体管的第二端通过感性电路电连接于第二电压端。

6、在一种可能的实施方式中，第一晶体管和第二晶体管为双极性晶体管或金属氧化物半导体场效应晶体管。

7、第二方面，提供一种分布式放大电路，包括：前级电路、电平平移器和分布式电路，前级电路的输出端通过电平平移器电连接于分布式电路的输入端；前级电路和分布式电路均包括第一方面的差分放大器。通过在前级电路和分布式电路中均设置与电流镜电路串联的感性电路，使得在工作频率上升时，感性电路与寄生电容形成串联谐振，从而降低在高频下差分放大器的输入阻抗，进而改善了差分放大器的cmrr随着工作频率的上升而逐渐降低的问题，通过改善每个差分放大器的cmrr性能，从而改善了整个分布式放大器的cmrr性能。

8、在一种可能的实施方式中，前级电路包括多个前级差分放大电路，每个前级差分放大电路为第一方面的差分放大器，多个前级差分放大电路共用负载电路、信号输入端和信号输出端；分布式电路包括多个分布式放大电路，每个分布式放大电路为第一方面的差分放大器，多个分布式放大电路共用负载电路、信号输入端和信号输出端。

9、第三方面，提供一种集总式放大电路，包括：级联的输入电路、单端转差分级电路、可变增益放大器和缓冲器；串联于单端转差分级电路的输出端和缓冲器的输入端之间的直流偏置校准电路；单端转差分级电路、可变增益放大器和缓冲器均包括如权利要求1至5中任意一项的差分放大器。通过在单端转差分级电路、可变增益放大器和缓冲器中均设置与电流镜电路串联的感性电路，使得在工作频率上升时，感性电路与寄生电容形成串联谐振，从而降低在高频下差分放大器的输入阻抗，进而改善了集总式放大电路的cmrr随着工作频率的上升而逐渐降低的问题，即改善了整个集总式放大电路的cmrr性能。

10、在一种可能的实施方式中，输入电路包括：前级放大器，前级放大器的输出端电连接于单端转差分级电路的第一输入端；第三电阻，第三电阻串联于前级放大器的输入端和输出端之间；虚设前级放大器，虚设前级放大器的输出端电连接于单端转差分级电路的第二输入端；第四电阻，第四电阻串联于虚设前级放大器的输入端和输出端之间。

11、在一种可能的实施方式中，集总式放大电路还包括：级联于单端转差分级电路的输出端和可变增益放大器的输入端之间的第一连续时间线性均衡器；级联于可变增益放大器的输出端和缓冲器的输入端之间的第二连续时间线性均衡器；第一连续时间线性均衡器和第二连续时间线性均衡器均包括第一方面的差分放大器。

12、第四方面，提供一种芯片，包括：放大功能电路，放大功能电路包括第一方面的差分放大器，或者，第二方面的分布式放大电路，或者第三方面的集总式放大电路；电源电路，电源电路用于为放大功能电路供电；增益控制电路，增益控制电路用于控制放大功能电路的放大增益。

13、第五方面，提供一种电子设备，外壳、电路板，电路板包括上述芯片。

技术特征：

1.一种差分放大器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的差分放大器，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的差分放大器，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的差分放大器，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的差分放大器，其特征在于，

6.一种分布式放大电路，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的分布式放大电路，其特征在于，

8.一种集总式放大电路，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的集总式放大电路，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的集总式放大电路，其特征在于，还包括：

11.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括：

12.一种电子设备，其特征在于，包括外壳、电路板，所述电路板包括如权利要求11所述的芯片。

技术总结
本申请实施例提供一种差分放大器、放大电路、芯片和电子设备，涉及电路技术领域，能够改善差分放大器的CMRR随着工作频率的上升而逐渐降低的问题。差分放大器，包括：差分放大电路，差分放大电路包括：电连接于第一电压端和信号输出端之间的负载电路；电连接于信号输出端和偏置端之间的差分单元，差分单元还电连接于信号输入端；差分放大器还包括串联于偏置端和第二电压端之间的电流镜电路和感性电路。通过设置与电流镜电路串联的感性电路，使得在工作频率上升时，感性电路与寄生电容形成串联谐振，从而降低在高频下差分放大器的输入阻抗，进而改善了差分放大器的CMRR随着工作频率的上升而逐渐降低的问题。

技术研发人员：顾立,毕晓君,段博,石玉峰
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16