CN100474760C - 米勒补偿放大器 - Google Patents

Abstract

一种米勒补偿放大器，具有放大器输入端以及放大器输出端，包括第一增益级、第二增益级、第三增益级以及一电容。第一增益级具有作为第一增益级输入端的放大器输入端，以及第一增益级输出端。第二增益级具有耦接至第一增益级输出端的第二增益级输入端，以及第二增益级输出端。第三增益级具有耦接至第二增益级输出端的第三增益级输入端，并在放大器输出端产生输出电压。电容耦接于放大器输出端与第二增益级输入端之间。本发明提供的米勒补偿放大器，在增加米勒补偿电容使放大器的极点分离，以增加负反馈回路的稳定度的同时，可使放大器的增益与频宽乘积保持不变，而不致造成放大器在频宽上的牺牲。

Description

米勒补偿放大器

技术领域

本发明是有关于一种频率补偿电路，特别是有关于一种具有补偿电容的电路。

背景技术

通过补偿增加的相位边界值(phase margin)可以改善电路反馈(circuitfeedback)的稳定性。一种众所皆知用以改善相位边界值的方法为利用米勒效应(Miller Effect)在与增益级(gain stage)平行处加入米勒补偿电容，例如设置于两级放大器电路的输出级。在众所皆知且期望的极点分离现象中(polesplitting phenomenon)的设定结果(configuration result)有助于使电路中实体电容的有效电容值呈倍数的增加。由R.Gray and Robert G.Meyer于1993年在John Wiley & Sons，Inc.，New York所发行的“模拟电路的分析与设计第三版”的第九章(特别是第607-623页)中揭露了利用米勒补偿电容作为放大器电路的补偿的技术背景。

在美国专利第6084475号中揭露一补偿放大器，用以将施加至输入节点的输入信号放大而在放大器输出节点产生输出信号。如图1所示，补偿放大器100包括第一放大级110、第二放大级120、第三放大级130以及电容C。第一放大级110具有作为输入端的内部节点以及第一级输出节点。第二放大级120具有作为输入端的放大器输入节点IN以及第二级输出节点。第三放大级130具有耦接至第一级输出节点以及第二级输出节点的第三级输入节点，并且在放大器输出节点OUT输出一输出信号。电容C耦接于放大器输出节点OUT与内部节点之间。通过将电容C以这样的方式电性连接，流经电容C的回授电流在到达高阻抗节点之前通过第二放大级120而被放大。在高阻抗节点处所引起的有效负载电容也会被放大。图1所示的以虚线表示的箭头为补偿放大器的主要信号路径。主要信号是由第二放大级120接收并通过第三放大级130而放大。然而，补偿放大器的增益与频宽的乘积随着电容的放大的增加而降低。

发明内容

本发明的主要目的，为提供一种米勒补偿放大器，在增加米勒补偿电容使放大器的极点分离，以增加负回授回路的稳定度的同时，可使放大器的增益与频宽乘积(gain-bandwidth product)保持不变，而不致造成放大器在频宽上的牺牲。

有鉴于此，本发明提供一种米勒补偿放大器，具有放大器输入对以及放大器输出端，包括第一增益级、第二增益级、第三增益级以及一电容。第一增益级具有作为第一增益级输入端的放大器输入端以及第一增益级输出端。第二增益级具有耦接至第一增益级输出端的第二增益级输入端以及第二增益级输出端。第三增益级具有耦接至第二增益级输出端的第三增益级输入端，并且在放大器输出端产生输出电压。一电容耦接于放大器输出端与第二增益级输入端之间。第二增益级是将接收电流的小信号部分放大第一增益，并将DC部分放大第二增益。

再者，本发明提供一种米勒补偿放大器用以放大差动输入信号而产生输出信号，包括差动放大器、偏压电流源、金氧半晶体管对、第一电流镜包括第一与第二金氧半晶体管、第二电流镜包括第三与第四金氧半晶体管、第五与第六金氧半晶体管、第三电流镜、第七金氧半晶体管、电流源以及电容。差动放大器是在其输出对处将差动输入信号的电压转换为差动输出电流。偏压电流源是提供偏压电流至差动放大器。金氧半晶体管的漏极是交互耦接至输出对。第一与第二电流镜是耦接至输出对。第一与第三金氧半晶体管分别以二极管架构连接。第一与第二金氧半晶体管具有共同栅极连接点。第三与第四金氧半晶体管也具有共同栅极连接点。第五与第六金氧半晶体管分别串接至第二与第四金氧半晶体管。第三电流镜提供电流至第五与第六金氧半晶体管。第七金氧半晶体管具有耦接至第五与第六金氧半晶体管的一者的栅极，以及电性连接至电压源的源极。电流源提供电流至第七金氧半晶体管的漏极。电容耦接于第七金氧半晶体管的漏极与第一以及第二电流镜的一者的共同栅极连接点之间。

附图说明

图1显示在美国专利第6,084,475号中所揭露的补偿放大器的方块图。

图2显示根据本发明实施例所述的米勒补偿放大器的方块图。

图3A显示根据本发明实施例所述的米勒补偿放大器的示意图。

图3B显示图3A所示的米勒补偿放大器的变形。

图4A显示图3A所示的米勒补偿放大器的另一种变形。

图4B显示图4A所示的米勒补偿放大器的变形。

图5显示根据本发明实施例所述的具有系数K为1、2、4以及8的米勒补偿放大器的频率响应。

图6显示根据本发明实施例所述的具有系数K为1、2、4以及8的米勒补偿放大器的相位边界值。

主要组件符号说明：

100～补偿放大器　　　　　　　　110、120、130～放大级

200～米勒补偿放大器            C_L～负载电容

210、220、230、310、320、330～增益级

301、301’～放大器输入对       K～系数

C、C’、C1～电容               IN～放大器输入节点

OUT～放大器输出节点            R_L～负载电阻

I、I’～电流镜对

B、B’、D、D’～半电路

303、303’～放大器输出端

313、313’、321、321’、323、323’、331、331’～输出对

i₁、i₁’、i₂、i₂’、i₃、i₃’、i₄、i₄’～电流对

P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7～PMOS晶体管

N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8、N9、N10～NMOS晶体管

具体实施方式

为让本发明的上述和其它目的、特征以及优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，详细说明如下。

实施例：

图2显示根据本发明实施例所述的米勒补偿放大器(Miller-compensatedamplifier)。米勒补偿放大器200具有放大器输入端IN以及放大器输出端OUT，包括第一增益级210、第二增益级220、第三增益级230以及一电容C。第一增益级210具有作为第一增益级输入端的放大器输入端IN以及第一增益级输出端213。第二增益级220具有耦接至第一增益级输出端213的第二增益级输入端221以及第二增益级输出端223。第三增益级230具有耦接至第二增益级输出端223的第三增益级输入端231，并且在放大器输出端OUT产生输出端压。电容C耦接于放大器输出端OUT与第二增益级输入端221之间。第二增益级220将接收到的部分电流i的小信号部分放大第一增益，并将第二增益级220的DC部分放大第二增益。第一增益较佳为大于1，而第二增益较佳为大致(substantially)等于1。图2中以虚线表示的箭号为米勒补偿放大器的主要信号路径。主要信号是由第一增益级210接收，并且传送至第二增益级220。接下来，第三增益级230接收来自第二增益级220的主要信号，并在放大器输出端OUT产生输出信号。

图3A显示根据本发明实施例所述的米勒补偿放大器的示意图。米勒补偿放大器具有放大器输入对301与301’以及放大器输出303，包括第一增益级310、第二增益级320、第三增益级330以及电容C。如图3A所示，第一增益级310为共源差动放大器(common-source differential amplifier)，包括PMOS晶体管P1与P2，其电流源电性连接至电压源。PMOS晶体管P1与P2具有共源连接点。电流源本身是PMOS晶体管P3。PMOS晶体管P3的源极与漏极分别电性连接至电压源以及共源连接点。放大器输入对301与301’也为第一增益级310的第一输入对。第一增益级310接收输入电压对，并将其于第一输出对313与313’处转换为第一电流对i₁与i₁’。

在图3A中，第二增益级320包括电流镜对(current mirror pair)，而电流镜对包括分别耦接至第一输出对313与313’的一者的第一与第二电流镜。第一电流镜包括NMOS晶体管N1与N2。第二电流镜包括NMOS晶体管N3与N4。NMOS晶体管N1与N3为具有漏极与栅极接在一起的二极管形式的晶体管(diode-connected transistor)。NMOS晶体管N1与N3的漏极作为电性连接至第一输出对313与313’的第二输入对321与321’。NMOS晶体管N2与N4分别具有与第一以及第三NMOS晶体管N1与N3共栅的连接点。流经NMOS晶体管N1与N3的第二电流对i₂与i₂’被映射而于NMOS晶体管N2与N4的漏极处产生第三电流对i₃与i₃’，其也可视为第二输出对323与323’。再者，第二增益级320还可包括分别耦接至第二输入对321与321’的电流源对I与I’，该电流源对将电流流出(source from)上述第二增益级，或者提供电流流入(sink to)上述第二增益级。第二增益级320将第二电流对i₂与i₂’的小信号部分放大第一增益而产生第三电流对i₃与i₃’的小信号部分，且第二电流对i₂与i₂’的DC部分被放大第二增益而产生第三电流对i₃与i₃’的DC部分。第一增益较佳为大于1，而第二增益较佳为大致等于1。

在图3A中，第三增益级330包括NMOS晶体管N5与N6、PMOS晶体管P6以及NMOS晶体管N7。NMOS晶体管N5与N6分别串接至NMOS晶体管N2与N4。流经NMOS晶体管N2与N4的第三电流对i₃与i₃’也流经NMOS晶体管N5与N6。NMOS晶体管N5与N6的源极被视为第三输入对331与331’。第三电流镜耦接并且提供电流至NMOS晶体管N5与N6的漏极。第三电流镜包括PMOS晶体管P4与P5，其中PMOS晶体管P4与P5具有耦接至电压源的源极，彼此电性连接的栅极以及电性连接至NMOS晶体管N5与N6的漏极。第三电流镜也可以为一串联电流镜或是其它种类的电流镜。PMOS晶体管P6与NMOS晶体管N7的源极分别电性连接至电压源与接地点。PMOS晶体管P6与NMOS晶体管N7的漏极为电性连接并且作为放大器输出端303。PMOS晶体管P6的栅极耦接至NMOS晶体管N5与N6的漏极之一者。第三增益级330将第三电流对i₃与i₃’转换为输出电压。电容C耦接于放大器输出端303与第二增益级输入对321与321’之一者之间。在此实施例中，第二电流对i₂与i₂’的一者为第一电流对i₁与i₁’的一者与第四电流i₄(i₂＝i₁+i₄)之和，第二电流对i₂与i₂’的另一者相当于第一电流对i₁与i₁’(i₂’＝i₁’)的另一者，其中第四电流i₄是流经电容C。

图3A所示的米勒补偿放大器的转换函式为：

$\frac{v_0}{v_i}=\frac{\frac{1}{2}{g}_{\mathrm{mP}1}{g}_{\mathrm{mN}2}{g}_{\mathrm{mP}6}+\frac{1}{2}{g}_{\mathrm{mP}2}{g}_{\mathrm{mP}6}\frac{g_{\mathrm{mN}4}}{g_{\mathrm{mN}3}}(g_{\mathrm{mN}3}+\mathrm{sC})-\frac{1}{2}{g}_{\mathrm{mP}1}\mathrm{sC}(\frac{1}{r_{\mathrm{oP}5}}+s{C}_1)}{(g_{\mathrm{mN}1}+\mathrm{sC})(\frac{1}{R_L}+s(C_L+C))(\frac{1}{r_{\mathrm{oP}5}}+s{C}_1)-s^2{C}^2(\frac{1}{r_{\mathrm{oP}5}}+s{C}_1)+s{\mathrm{Cg}}_{\mathrm{mN}2}{g}_{\mathrm{mP}6}}.$

g_mN1、g_mN2、g_mN3、g_mN4、g_mP1、g_mP2以及g_mP6分别为NMOS晶体管N1/N2/N3/N4以及PMOS晶体管P1/P2/P6的跨导(trnasconductance)。r_oP5为PMOS晶体管P5的输出电阻。C₁为位于PMOS晶体管P6的栅极处的寄生电容。R_L与C_L为分别耦接至放大器输出端303的负载电阻与负载电容。从转换函式中可得知米勒补偿放大器为具有三个极点以及两个零点的系统。g_mN1通常会被设计为等于g_mN3，而g_mN2通常会被设计为等于g_mN4。当电流增益g_mN4/g_mN3＝K时，极点与零点表达为：

$p_1=\frac{1}{{\mathrm{Kg}}_{\mathrm{mP}6}{R}_L{\mathrm{Cr}}_{\mathrm{oP}5}};$

$p_2\≈\frac{{\mathrm{Kg}}_{\mathrm{mP}6}C}{C_1{C}_L};$

$p_3=\frac{g_{\mathrm{mN}1}}{C};$

$z_1=-K\frac{g_{\mathrm{mP}6}}{C_1};$

$z_2=2\frac{g_{\mathrm{mN}3}}{C}.$

仅通过增加转换函式中的系数K即可使非主要极点p₂与右手系平面(right handed plane，RHP)零点z₁增加，因而依次改善米勒补偿放大器的稳定性。此外，由于DC增益A_dc正比于系数K，且主要极点p₁反比于系数K，DC增益A_dc与主要极点p₁的乘积并不会随着系数K而改变。换言之，增益频宽乘积并不会因稳定性的考虑而被牺牲。

事实上，仅调整转换函式的系数K而不改变其它参数可通过修改g_mN1、g_mN3、I以及I’而实现。减少g_mN1与g_mN3可增加系数K。然而，流经NMOS晶体管N2与N4的DC电流应该保持常数，如此一来有关于MOS晶体管N2、N4以及P5的小信号参数则可维持不变。因此，增加I与I’而使流经NMOS晶体管N2与N4的DC电流维持不变。

图3B显示图3A所示的米勒补偿放大器的变形，其与图3A所示的米勒补偿放大器的不同处在于原本的第三增益级被分成两个半电路(half circuit)B与B’，并将另一个半电路D’加入第三增益级，而电容C’耦接于放大器输出端303’与第二增益级输入对321与321’的另一者之间。半电路B包括NMOS晶体管N5以及耦接至NMOS晶体管N5的电流源。在图3B中，电流源为PMOS晶体管P4。半电路B’具有与半电路B相同的架构。包括PMOS晶体管P6以及NMOS晶体管N7的半电路D耦接至PMOS晶体管P5的漏极。PMOS晶体管P6与NMOS晶体管N7的源极分别电性连接至电压源与接地点。PMOS晶体管P6与NMOS晶体管N7的漏极电性连接在一起，并且作为放大器输出端303。PMOS晶体管P6的栅极耦接至PMOS晶体管P5的漏极。包括PMOS晶体管P7以及NMOS晶体管N8的半电路D’耦接至PMOS晶体管P4的漏极。PMOS晶体管P7与NMOS晶体管N8的源极分别电性连接至电压源与接地点。PMOS晶体管P7与NMOS晶体管N8的漏极电性连接在一起，并且作为放大器输出端303’。PMOS晶体管P7的栅极耦接至PMOS晶体管P4的漏极。

图4A显示图3A所示的米勒补偿放大器的另一种变形，其与图3A所示的米勒补偿放大器的不同处在于图3A的电流镜对I与I’是以MOS晶体管对N9与N10来取代。在图4A中，MOS晶体管对N9与N10具有与第二增益级输入对321与321’交互耦接的漏极。NMOS晶体管N2与二极管形式的NMOS晶体管N1以及NMOS晶体管N9具有一共同连接点。NMOS晶体管N4与二极管形式的NMOS晶体管N3以及NMOS晶体管N10具有一共同连接点。在此实施例中，小信号电流增益K相当于(g_mN2/(g_mN1-g_mN9))，且DC电流增益相当于(g_mN2/(g_mN1+g_mN9))。因此，改变(g_mN1-g_mN9)的值并且将(g_mN1+g_mN9)的值维持为常数即可将K调整至目标值。

图4B显示图4A所示的米勒补偿放大器的另一种变形，其与图4A所示的米勒补偿放大器的不同处在于第三增益级被分成两个半电路B与B’，并将另一个半电路D’加入第三增益级，而电容C’耦接于放大器输出端303’与第二增益级输入对321与321’的另一个之间。半电路B包括NMOS晶体管N5以及耦接至NMOS晶体管N5的电流源。在图4B中的电流源为PMOS晶体管P4。半电路D耦接至PMOS晶体管P5的漏极。半电路D’具有与半电路D相同的架构并且耦接至PMOS晶体管P4的漏极。

图5显示根据本发明实施例所述的具有K值为1、2、4以及8的米勒补偿放大器的频率响应。在图5中，DC增益随着K值而增加。再者，DC增益与频宽的乘积并不会随着K值而改变，其显示为具有斜率为-20(dB/decade)的曲线的部分重叠。再者，其显示非主要极点随着K值而增加。图6显示根据本发明实施例所述的具有K值为1、2、4以及8的米勒补偿放大器的相位边界值。在图6中，相位边界值随着K值而增加。

本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (22)

1、一种米勒补偿放大器，具有一放大器输入对以及一放大器输出端，包括：

一第一增益级，具有一第一输入对用以接收一输入电压对，并作为上述放大器输入对，以及用以输出一第一电流对的一第一输出对；

一第二增益级，具有用以接收一第二电流对的一第二输入对，用以输出一第三电流对的一第二输出对，上述第二增益级是将上述第二电流对的小信号部分放大一第一增益而形成上述第三电流对的小信号部分，并且将上述第二电流对的一DC部分放大一第二增益而形成上述第三电流对的一DC部分；

一第三增益级，具有用以接收上述第三电流对的一第三输入对，并且将上述第三电流对转换而于上述放大器输出端产生一输出电压；以及

一电容，耦接于上述放大器输出端与上述第二增益级输入对的一个之间；

其中上述第二电流对的一个为上述第一电流对的一个与第四电流之和，且上述第二电流对的另一个相当于上述第一电流对的另一个，其中上述第四电流流经上述电容。

2、如权利要求1所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述第一增益大于1。

3、如权利要求1所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述第二增益大致等于1。

4、如权利要求1所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述第二增益级还包括耦接至上述第二输入对的一电流源对。

5、如权利要求4所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述电流源对将电流流出上述第二增益级。

6、如权利要求4所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述电流源对提供电流流入上述第二增益级。

7、如权利要求1所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述第二增益级还包括一金氧半晶体管对，上述金氧半晶体管对具有交互耦接至上述第二输入对的漏极。

8、如权利要求1所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述第一增益级包括：

一差动放大器，用以转换上述输入电压对，以产生上述第一电流对在上述第一输出对处；以及

一第一电流源，用以提供一偏压电流至上述差动放大器。

9、如权利要求1所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述第二增益级包括：

一电流源对，耦接至上述第二输入对；以及

第一以及第二电流镜，耦接至上述第二输入对，上述第一电流镜包括以二极管架构连接的一第一金氧半晶体管以及一第二金氧半晶体管，与上述第一金氧半晶体管具有共同栅极连接点，上述共同栅极连接点更连接至电流源对的一个，且上述第二电流镜包括以二极管架构连接的一第三金氧半晶体管以及一第四金氧半晶体管，与上述第三金氧半晶体管具有共同栅极连接点，上述共同栅极连接点更连接至上述电流源对的另一个。

10、如权利要求1所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述第二增益级包括：

一金氧半晶体管对，具有交互耦接至上述第二输入对的漏极；以及

第一以及第二电流镜，耦接至上述第二输入对，上述第一电流镜包括以二极管架构连接中的一第一金氧半晶体管以及一第二金氧半晶体管，与上述第一金氧半晶体管具有共同栅极连接点，上述共同栅极连接点更连接至金氧半晶体管对的一个，且上述第二电流镜包括以二极管架构连接中的一第三金氧半晶体管以及一第四金氧半晶体管，与上述第三金氧半晶体管具有共同栅极连接点，上述共同栅极连接点更连接至上述金氧半晶体管对的另一个。

11、如权利要求1所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述第三增益级包括：

一第五以及第六金氧半晶体管，耦接至上述第三输入对；

一第三电流镜，耦接至上述第五与第六金氧半晶体管；

一第七金氧半晶体管，具有耦接至上述第五与第六金氧半晶体管的一个的一栅极，以及电性连接至一电压源的一源极；以及

一第二电流源，用以提供电流至上述第七金氧半晶体管的一漏极，

其中位于上述第七金氧半晶体管的漏极的电压作为上述输出电压。

12、一种米勒补偿放大器，其特征在于，具有一放大器输入对以及一放大器输出对，包括：

一第一增益级，具有一第一输入对用以接收一输入电压对，并作为上述放大器输入对，以及用以输出一第一电流对的一第一输出对；

一第二增益级，具有用以接收一第二电流对的一第二输入对，用以输出一第三电流对的一第二输出对，上述第二增益级将上述第二电流对的小信号部分放大一第一增益而形成上述第三电流对的小信号部分，并且将上述第二电流对的一DC部分放大一第二增益而形成上述第三电流对的一DC部分；

一第三增益级，具有用以接收上述第三电流对的一第三输入对，并且将上述第三电流对转换而在上述放大器输出对产生一输出电压对；以及

两电容，分别耦接于上述放大器输出对的一个与其对应的一第二增益级输入对的一个之间；

其中上述第二电流对的一个为上述第一电流对的一个与一第四电流对的一个的一第一总和，且上述第二电流对的另一个为上述第一电流对的另一个与上述第四电流对的另一个的一第二总和，其中上述第四电流对分别流经上述两电容。

13、如权利要求12所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述第一增益大于1。

14、如权利要求12所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述第二增益大致等于1。

15、如权利要求12所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述第二增益级还包括分别耦接至上述第二输入对的一电流源对。

16、如权利要求15所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述电流源对将电流流出上述第二增益级。

17、如权利要求15所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述电流源对提供电流流入上述第二增益级。

18、如权利要求12所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述第二增益级还包括一金氧半晶体管对，上述金氧半晶体管对具有交互耦接至上述第二输入对的漏极。

19、如权利要求12所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述第一增益级包括：

一差动放大器，用以将上述差动输入信号的电压转换，以产生差动输出电流于第一输出对处；以及

一第一电流源，用以提供一偏压电流至上述差动放大器。

20、如权利要求12所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述第二增益级包括：

一电流源对，分别耦接至上述第二输入对；以及

第一以及第二电流镜，耦接至上述第二输入对，上述第一电流镜包括以二极管架构连接的一第一金氧半晶体管以及一第二金氧半晶体管，与上述第一金氧半晶体管具有共同栅极连接点，上述共同栅极连接点更连接至电流源对的一个，且上述第二电流镜包括以二极管架构连接的一第三金氧半晶体管以及一第四金氧半晶体管，与上述第三金氧半晶体管具有共同栅极连接点，上述共同栅极连接点更连接至上述电流源对的另一个。

21、如权利要求12所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述第二增益级包括：

一金氧半晶体管对，具有交互耦接至上述第二输入对的漏极；以及

第一以及第二电流镜，耦接至上述第二输入对，上述第一电流镜包括二极管连接架构的一第一金氧半晶体管以及一第二金氧半晶体管，与上述第一金氧半晶体管具有共同栅极连接点，上述共同栅极连接点更连接至金氧半晶体管对的一个，且上述第二电流镜包括以二极管架构连接的一第三金氧半晶体管以及一第四金氧半晶体管，与上述第三金氧半晶体管具有共同栅极连接点，上述共同栅极连接点还连接至上述金氧半晶体管对的另一个。

22、如权利要求12所述的米勒补偿放大器，其特征在于，上述第三增益级包括：

一第五以及一第六金氧半晶体管，耦接至上述第三输入对；

一第二以及一第三电流源，分别耦接至上述第五以及第六金氧半晶体管；

一第七金氧半晶体管，具有耦接至上述第六金氧半晶体管的一栅极，以及电性连接至一电压源的一源极；

一第四电流源，提供一电流至上述第七金氧半晶体管的一漏极；

一第八金氧半晶体管，具有耦接至上述第五金氧半晶体管的一栅极，以及电性连接至一电压源的一源极；以及

一第五电流源，用以提供电流至上述第八金氧半晶体管的漏极，

其中位于上述第七与第八金氧半晶体管的漏极的电压作为上述输出电压对。

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