可编程增益放大器的制作方法

本公开涉及一种可编程增益放大器(pga)。

背景技术：

1、可编程增益放大器(pga)可将增益值(也称为增益因子)应用于输入电压信号以提供输出电压信号。由pga应用的增益值可通过控制多个开关的状态而从多个(n)增益值中选择。为了实现开关的功能，可使用mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)，其可具有“断开”和“闭合”这两个状态/位置中的一者。pga具有n个增益可能性，并且可利用可取决于所需增益而“断开”或“闭合”的n-1个开关实施。然而，当mosfet用作开关时并不理想。当mosfet“断开”时，存在电流泄漏。这种电流泄漏取决于mosfet的大小，并且可随温度增加。这种温度相依性在提供准确的增益值方面可能成问题。

技术实现思路

1、根据本公开的第一方面，提供一种可编程增益放大器，其被配置成接收输入电压信号并提供输出电压信号，其中所述可编程增益放大器包括：

2、跨导放大器，其被配置成接收所述输入电压信号并提供跨导放大器电流信号，其中所述跨导放大器包括可配置以设置所述可编程增益放大器的增益的可切换电阻网络；

3、开关泄漏补偿电路，其被配置成接收所述输入电压信号并输出补偿电流信号，其中所述开关泄漏补偿电路包括补偿跨导放大器，并且其中所述补偿跨导放大器包括可切换补偿电阻网络；

4、跨阻放大器，其被配置成基于来自所述跨导放大器的所述跨导放大器电流信号与来自所述开关泄漏补偿电路的所述补偿电流信号之间的差提供所述输出电压信号；

5、其中：

6、所述可切换电阻网络包括彼此并联的多个分支，其中每个分支包括：

7、根据开关控制信号可断开以及可闭合以影响所述可编程增益放大器的所述增益的增益设置开关；以及

8、与所述增益设置开关串联的电阻；

9、所述可切换补偿电阻网络包括彼此并联的多个分支，其中每个分支包括：

10、在所述可切换电阻网络中具有对应增益设置开关的增益模拟开关，其中所述增益模拟开关根据用于所述对应增益设置开关的同一开关控制信号可断开以及可闭合；以及

11、与所述增益模拟开关串联的泄漏电流传导开关，其中所述泄漏电流传导开关根据用于控制同一分支中的所述增益模拟开关的所述开关控制信号的补码可断开以及可闭合。

12、以此方式，当所述分支中的增益模拟开关断开时，所述分支中的泄漏电流传导开关闭合，反之亦然。

13、有利地，开关泄漏补偿电路的使用可改进可编程增益放大器的线性。

14、在一个或多个实施例中，所述增益模拟开关被配置成在与其对应增益设置开关相同的偏置条件下操作。

15、在一个或多个实施例中，每个增益模拟开关的大小与其对应增益设置开关相同。

16、在一个或多个实施例中，所述跨阻放大器被配置成接收所述跨导放大器电流信号和所述补偿电流信号，使得所述跨导放大器电流信号和所述补偿电流信号具有彼此相反的极性。

17、在一个或多个实施例中，所述跨导放大器电流信号为差分信号，所述差分信号包括：正差分跨导放大器电流信号；以及负差分跨导放大器电流信号。所述补偿电流信号可为差分信号，所述差分信号包括：正差分补偿电流信号；以及负差分补偿电流信号。所述跨阻放大器可包括正输入端和负输入端。所述跨导放大器可包括：正输出端，其被配置成提供所述正差分跨导放大器电流信号；以及负输出端，其被配置成提供所述负差分跨导放大器电流信号。所述开关泄漏补偿电路可包括：正输出端，其被配置成提供所述正差分补偿电流信号；以及负输出端，其被配置成提供所述负差分补偿电流信号。所述跨阻放大器的正输入端可连接到所述跨导放大器的正输出端。所述跨阻放大器的正输入端可连接到所述开关泄漏补偿电路的负输出端。所述跨阻放大器的负输入端可连接到所述跨导放大器的负输出端。所述跨阻放大器的负输入端可连接到所述开关泄漏补偿电路的正输出端。

18、在一个或多个实施例中，所述泄漏电流传导开关小于所述增益模拟开关。

19、在一个或多个实施例中，所述可切换补偿电阻网络的分支不包括任何电阻器。

20、在一个或多个实施例中，所述可切换补偿电阻网络中的多个分支包括具有不同电阻值的电阻。

21、在一个或多个实施例中，除所述可切换电阻网络和所述可切换补偿电阻网络以外，所述补偿跨导放大器与所述跨导放大器相同。

22、在一个或多个实施例中，所述补偿跨导放大器的电路布局与所述跨导放大器的电路布局相同。

23、在一个或多个实施例中，除所述可切换电阻网络和所述可切换补偿电阻网络之外，所述补偿跨导放大器中的组件的组件值与所述跨导放大器中的对应组件的组件值相同。

24、在一个或多个实施例中，所述可切换电阻网络具有其中当可编程增益阵列在使用中时所述增益设置开关始终闭合以便应用最小增益值的分支。

25、在一个或多个实施例中，所述可切换电阻网络具有在所述可切换补偿电阻网络中不具有对应分支的分支。

26、在一个或多个实施例中，可编程增益放大器另外包括控制器，其中所述控制器被配置成提供开关控制信号以用于操作所述增益设置开关、所述增益模拟开关和所述泄漏电流传导开关，使得所述pga应用所需的增益值。

27、还公开一种集成电路，其包括本文公开的任何可编程增益放大器。

28、虽然本公开允许各种修改和替代形式，但本公开的特性已借助于例子在图中示出且将详细地描述。然而，应理解，所描述的特定实施例之外的其它实施例也是可能的。还涵盖属于所附权利要求书的精神和范围内的所有修改、等同物和替代实施例。

29、以上论述并不意图表示当前或未来权利要求集的范围内的每个示例实施例或每个实施方案。随后的附图说明和具体实施方式还举例说明各种示例实施例。结合附图考虑以下具体实施方式可更全面理解各种示例实施例。

技术特征：

1.一种被配置成接收输入电压信号并提供输出电压信号的可编程增益放大器，其特征在于，所述可编程增益放大器包括：

2.根据权利要求1所述的可编程增益放大器，其特征在于，所述增益模拟开关被配置成在与其对应增益设置开关相同的偏置条件下操作。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的可编程增益放大器，其特征在于，每个增益模拟开关具有与其对应增益设置开关相同的大小。

4.根据在前的任一项权利要求所述的可编程增益放大器，其特征在于，所述跨阻放大器被配置成接收所述跨导放大器电流信号和所述补偿电流信号，使得所述跨导放大器电流信号和所述补偿电流信号具有彼此相反的极性。

5.根据在前的任一项权利要求所述的可编程增益放大器，其特征在于：

6.根据在前的任一项权利要求所述的可编程增益放大器，其特征在于，所述泄漏电流传导开关小于所述增益模拟开关。

7.根据在前的任一项权利要求所述的可编程增益放大器，其特征在于，所述可切换补偿电阻网络的所述分支不包括任何电阻器。

8.根据在前的任一项权利要求所述的可编程增益放大器，其特征在于，所述可切换补偿电阻网络中的多个所述分支包括具有不同电阻值的电阻。

9.根据在前的任一项权利要求所述的可编程增益放大器，其特征在于，除所述可切换电阻网络和所述可切换补偿电阻网络以外，所述补偿跨导放大器与所述跨导放大器相同。

10.一种集成电路，其特征在于，包括在前的任一项权利要求所述的可编程增益放大器。

技术总结
一种可编程增益放大器，包括：跨导放大器、开关泄漏补偿电路和跨阻放大器。所述跨导放大器提供跨导放大器电流信号，并且包括可切换电阻网络。所述开关泄漏补偿电路提供补偿电流信号，并且包括可切换补偿电阻网络。所述跨阻放大器基于所述跨导放大器电流信号与所述补偿电流信号之间的差提供输出电压信号。所述可切换补偿电阻网络包括彼此并联的多个分支，其中每个分支包括：增益模拟开关，其在所述可切换电阻网络中具有对应增益设置开关；以及泄漏电流传导开关，其与所述增益模拟开关串联。根据用于控制同一分支中的所述增益模拟开关的开关控制信号的补码，所述泄漏电流传导开关可断开以及可闭合。

技术研发人员：扬·卡尔古埃,纪尧姆·穆雷
受保护的技术使用者：恩智浦美国有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17