CN102122924A - 可变增益放大器 - Google Patents

Abstract

一种可变增益放大器，包括：控制电压产生单元，产生第一控制电压和第二控制电压，所述第一控制电压和第二控制电压的比值呈指数变化；差分放大电路，将输入信号放大为输出信号，包括栅极输入为输入信号的输入晶体管和栅极输入为输出信号的负载晶体管，所述差分放大电路的放大增益为输入晶体管的跨导和负载晶体管的跨导的比值，所述输入晶体管的跨导、负载晶体管的跨导分别由第一控制电压、第二控制电压控制。无论输入信号是小信号还是大信号，所述可变增益放大器都能够满足线性特性的要求。

Description

可变增益放大器

技术领域

本发明涉及可变增益放大器，特别是涉及一种基于大信号分析的可变增益放大器。

背景技术

在无线通信技术领域，无线发射机和接收机中的可变增益放大器(VGA，Variable Gain Amplifier)用于放大中频(IF，Intermediate Frequency)信号。

可变增益放大器主要是由晶体管构成的电路，晶体管是非线性元件，例如金属氧化物半导体晶体管(MOS晶体管)，当输入信号偏离MOS晶体管的静态工作点在一定范围内时，MOS晶体管的跨导是一个常数，电路的增益是线性的，这个偏离MOS晶体管的静态工作点在一定范围内的输入信号被称为小信号。在输入信号为小信号时，可以采用小信号等效电路(即小信号模型)将放大器的非线性作线性化处理。

通常，可变增益放大器要求具有优良的线性特性，目前的可变增益放大器多是基于小信号分析的，例如，申请号为01817072.2、03147236.2、03821923.9、200610141215.0等中国发明专利申请所述的可变增益放大器都是基于小信号分析。

然而，当输入信号偏离MOS晶体管的静态工作点更多时，MOS晶体管的跨导会改变，这个足以使MOS晶体管跨导改变的输入信号就是大信号。在输入信号为大信号时，MOS晶体管的跨导、放大器的增益都是时变的，因此，在输入信号为大信号，小信号模型就不再适用，上述基于小信号分析的可变增益放大器就不容易满足线性特性的要求。

发明内容

本发明解决的问题是，提供一种可变增益放大器，在输入信号为大信号时能满足线性特性的要求。

为解决上述问题，本发明提供一种可变增益放大器，包括：

控制电压产生单元，产生第一控制电压和第二控制电压，所述第一控制电压和第二控制电压的比值呈指数变化；

差分放大电路，将输入信号放大为输出信号，包括栅极输入为输入信号的输入晶体管和栅极输入为输出信号的负载晶体管，所述差分放大电路的放大增益为输入晶体管的跨导和负载晶体管的跨导的比值，所述输入晶体管的跨导、负载晶体管的跨导分别由所述第一控制电压、第二控制电压控制。

可选的，所述差分放大电路还包括：

第一共源共栅极晶体管、第一放大器，所述第一共源共栅极晶体管的栅极输入连接第一放大器的输出，第一放大器的正端输入为第一控制电压，第一放大器的负端输入连接输入晶体管的漏极和第一共源共栅极晶体管的源极，第一共源共栅极晶体管的漏极输出为输出信号；

负载晶体管、第二共源共栅极晶体管、第二放大器，所述第二共源共栅极晶体管的栅极输入连接第二放大器的输出，第二放大器的正端输入为第二控制电压、负端输入连接负载晶体管的漏极和第二共源共栅极晶体管的源极，负载晶体管的栅极输入、第二共源共栅极晶体管的漏极输出为输出信号。

可选的，所述控制电压产生单元包括：

第一参考电阻、第一参考晶体管，流过所述第一参考晶体管的电流为可变控制电压与第一参考电阻的比值；

连接所述第一参考晶体管的第一镜像晶体管和第二镜像晶体管，流过第一镜像晶体管、第二镜像晶体管的电流与流过第一参考晶体管的电流成比例；

第二参考电阻、第二参考晶体管，流过所述第二参考晶体管的电流为参考电压与第二参考电阻的比值；

连接所述第二参考晶体管的第三镜像晶体管和第四镜像晶体管，流过第三镜像晶体管、第四镜像晶体管的电流与流过第二参考晶体管的电流成比例；

第一输出电阻，流过所述第一输出电阻的电流为流过第一镜像晶体管的电流与第三镜像晶体管的电流之和，所述第一控制电压为第一输出电阻的电压；

第二输出电阻，流过所述第二输出电阻的电流为流过第四镜像晶体管的电流与第二镜像晶体管的电流之差，所述第二控制电压为第二输出电阻的电压。

可选的，所述流过第一镜像晶体管、第二镜像晶体管的电流与流过第一参考晶体管的电流相等，流过第三镜像晶体管的电流与流过第二参考晶体管的电流相等，流过第四镜像晶体管的电流为流过第二参考晶体管的电流的三倍，所述第一输出电阻等于第二输出电阻。

可选的，所述控制电压产生单元还包括串联的第一分压电阻和第二分压电阻，流过所述第一参考晶体管的电流为可变分压控制电压与第一参考电阻的比值，所述可变分压控制电压为可变控制电压经第一分压电阻和第二分压电阻分压而得到。所述第一分压电阻等于第二分压电阻。

可选的，所述输入信号包括第一输入信号和第二输入信号，所述第一输入信号和第二输入信号为差分信号，所述输出信号包括第一输出信号和第二输出信号，所述差分放大电路包括：第一差分放大电路，将所述第一输入信号放大为第二输出信号；第二差分放大电路，将所述第二输入信号放大为第一输出信号。

可选的，所述可变增益放大器还包括：共模反馈电路，将所述第一输出信号、第二输出信号叠加，产生共模反馈信号；钳位电路，由共模电压和所述共模反馈信号控制，将所述第一输出信号和第二输出信号钳位在共模电压所提供的电压值。

可选的，所述差分放大电路、共模反馈电路、钳位电路构成电压控制型增益放大单元。

可选的，所述可变增益放大器还包括输入为所述差分放大电路的第一输出信号和第二输出信号的缓冲单元。

与现有技术中基于小信号分析的可变增益放大器相比，上述技术方案是基于大信号分析的，其将可变增益放大器的增益设为输入晶体管和负载晶体管的跨导的比值，也就是考虑了因大信号输入而发生变化的晶体管的跨导，其中，输入晶体管、负载晶体管的跨导分别由第一控制电压、第二控制电压控制变化，并且第一控制电压和第二控制电压的比值呈指数变化，以此实现以dB为单位线性地控制可变增益放大器的增益。因此，无论是小信号输入还是大信号输入，即无论晶体管的跨导是常数还是因大信号输入而发生变化，上述可变增益放大器都能够满足线性特性的要求。

附图说明

图1是本发明实施例的可变增益放大器的结构示意图；

图2是图1所示的电压控制型增益放大单元的电路图；

图3是图1所示的控制电压产生单元的电路图；

图4是本发明另一个实施例的可变增益放大器的结构示意图；

图5是图4所示的缓冲单元的电路图。

具体实施方式

本发明实施例将可变增益放大器的增益设为输入晶体管的跨导和负载晶体管的跨导的比值，即考虑了晶体管跨导的变化，其中，输入晶体管的跨导由第一控制电压控制变化，负载晶体管的跨导由第二控制电压控制变化；同时，通过设置第一控制电压和第二控制电压的比值呈指数的变化，就可以实现以dB为单位线性地控制可变增益放大器的增益。

下面即结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。

请参考图1，本实施例的可变增益放大器包括：电压控制型增益放大单元10和控制电压产生单元11。

电压控制型增益放大单元10，将第一输入信号Vinp放大为第二输出信号Voutn、将第二输入信号Vinn放大为第一输出信号Voutp，其放大增益为第一控制电压Vx和第二控制电压Vy的比值。第一输入信号Vinp和第二输入信号Vinn为差分输入信号，第一输出信号Voutp和第二输出信号Voutn为差分输出信号。

控制电压产生单元11，输出第一控制电压Vx和第二控制电压Vy，第一控制电压Vx和第二控制电压Vy的比值呈指数变化。

图2为图1所示的电压控制型增益放大单元10的电路图，如图所示，电压控制型放大单元10包括：第一差分放大电路101、第二差分放大电路102、钳位电路103、共模反馈电路104。

第一差分放大电路101，将第一输入信号Vinp放大为第二输出信号Voutn，其放大增益为第一控制电压Vx和第二控制电压Vy的比值。

第二差分放大电路102，将第二输入信号Vinn放大为第一输出信号Voutp，其放大增益为第一控制电压Vx和第二控制电压Vy的比值。

钳位电路103，由共模电压VCM和共模反馈信号CMFB控制，将第一输出信号Voutp和第二输出信号Voutn钳位在共模电压VCM所提供的电压值。

共模反馈电路104，向钳位电路103提供共模反馈信号CMFB，共模反馈信号CMFB是第一输出信号Voutp和第二输出信号Voutn的叠加信号。

如图2所示，第一差分放大电路101包括第一输入晶体管M1、第一负载晶体管M3、第一共源共栅极晶体管M5、第二共源共栅极晶体管M7、第一放大器A1、第二放大器A3。第二差分放大电路102包括第二输入晶体管M2、第二负载晶体管M4、第三共源共栅极晶体管M6、第四共源共栅极晶体管M8、第三放大器A2、第四放大器A4。其中，第一输入晶体管M1、第一负载晶体管M3、第二输入晶体管M2、第二负载晶体管M4都工作在线性区(非饱和区)，具有相同的尺寸(即导电沟道宽度和长度之比)；第一共源共栅极晶体管M5、第二共源共栅极晶体管M7、第三共源共栅极晶体管M6、第四共源共栅极晶体管M8都工作在饱和区，具有相同的尺寸；第一放大器A1、第二放大器A3、第三放大器A2、第四放大器A4都工作在线性区，具有相同的增益。因此，第一差分放大电路101和第二差分放大电路102是两个对称的电路，在此仅说明第一差分放大电路101各元件的连接并进行分析，第二差分放大电路102的各元件的连接方式和分析方法与第一差分放大电路101相同。

第一差分放大电路101的第一输入晶体管M1的栅极(Gate)输入为第一输入信号Vinp，源极(Source)连接地GND，漏极(Drain)连接第一共源共栅极晶体管M5的源极和第一放大器A1的负端输入；第一放大器A1的正端输入为第一控制电压Vx输入，输出连接第一共源共栅极晶体管M5的栅极；第一负载晶体管M3的源极连接地GND，漏极连接第二共源共栅极晶体管M7的源极和第二放大器A3的负端输入；第二放大器A3的正端输入为第二控制电压Vy输入，输出连接第二共源共栅极晶体管M7的栅极；第一负载晶体管M3的栅极输入、第一共源共栅极晶体管M5的漏极输出和第二共源共栅极晶体管M7的漏极输出为第二输出信号Voutn。第一输入晶体管M1、第一共源共栅极晶体管M5和第一放大器A1构成的电路与第一负载晶体管M3、第二共源共栅极晶体管M7和第二放大器A3构成的电路为对称的结构。

第一输入晶体管M1、第一放大器A1工作在线性区，因此，第一输入晶体管M1的跨导g_m1可以用式(1)表示：

g_m1＝K*(W/L)₁*V_DS1＝K*(W/L)₁*Vx                        (1)

其中，K为常数(与晶体管的工艺参数有关，同一芯片上，各晶体管的K值相同)，(W/L)₁为第一输入晶体管M1的导电沟道宽度与长度之比，V_DS1为第一输入晶体管M1的漏源极电压。从式(1)可以看到，第一输入晶体管M1的跨导g_m1由第一控制电压Vx控制变化。

第一负载晶体管M3、第二放大器A3工作在线性区，因此，第一负载晶体管M3的跨导g_m3可以用式(2)表示：

g_m3＝K*(W/L)₃*V_DS3＝K*(W/L)₃*Vy                        (2)

其中，K为常数，(W/L)₃为第一负载晶体管M3的导电沟道宽度与长度之比，V_DS3为第一负载晶体管M3的漏源极电压。从式(2)可以看到，第一负载晶体管M3的跨导g_m3由第二控制电压Vy控制变化。

第一负载晶体管M3栅极输入为第二输出信号Voutn，即负反馈输入提高了第一共源共栅极晶体管M5的漏极(即第二输出信号Voutn)的输入阻抗r_IN，其可以用式(3)表示：

r_IN＝Av1*g_m5*r_o1*r_o5                                   (3)

其中，Av1为第一放大器A1的增益，g_m5为第一共源共栅极晶体管M5的跨导，r_o1为第一输入晶体管M1的导通电阻，r_o5为第一共源共栅极晶体管M5的导通电阻。

第一共源共栅极晶体管M5的漏极具有高输入电阻r_IN，第一差分放大电路101的负载电阻r_LOAD可以用式(4)表示：

r_LOAD＝r_IN/(1+T)＝Av1*g_m5*r_o1*r_o5/(1+g_m3*Av1*g_m5*r_o1*r_o5)≈1/g_m3  (4)

其中，T＝g_m3*r_IN为环路增益，第一放大器A1工作在线性区，增益Av1非常大，因而式(4)中，r_LOAD近似等于1/g_m3。

第一差分放大电路101的增益Av可以用式(5)表示：

Av＝g_mINPUT*r_LOAD＝g_m1/g_m3                             (5)

其中，g_mINPUT为输入跨导，即第一输入晶体管M1的跨导g_m1，将式(1)和(2)代入式(5)，并且第一输入晶体管M1的尺寸与第一负载晶体管M3的尺寸相等，即(W/L)₁＝(W/L)₃，可得到式(6)：

Av＝g_m1/g_m3＝(K*(W/L)₁*Vx)/(K*(W/L)₃*Vy)＝Vx/Vy        (6)

同样地，第二差分放大电路102增益与第一差分放大电路101的增益相同，因此，电压控制型增益放大单元10的增益Av由第一控制电压Vx和第二控制电压Vy控制，即为第一控制电压Vx与第二控制电压Vy的比值。

钳位电路103，用于将第一输出信号Voutp和第二输出信号Voutn相对地钳位在一个固定的电压值，即共模电压VCM所提供的电压值。如图2所示，第一钳位晶体管M15的栅极输入为共模电压VCM(由基准电压源提供)输入，源极连接电流源Is的一端和第二钳位晶体管M16的源极，漏极连接第三钳位晶体管M17的栅极和漏极、第五钳位晶体管M9的栅极、第六钳位晶体管M10的栅极；电流源Is的另一端连接地GND；第二钳位晶体管M16的栅极输入为共模反馈信号CMFB，漏极连接第四钳位晶体管M18的栅极和漏极；第三钳位晶体管M17的源极、第四钳位晶体管M18的源极、第五钳位晶体管M9的源极、第六钳位晶体管M10的源极连接电压源VDD；第五钳位晶体管M9的漏极输出为第二输出信号Voutn；第六钳位晶体管M10的漏极输出为第一输出信号Voutp。

共模反馈电路104，用于向钳位电路103提供共模反馈信号CMFB，包括由第一晶体管M11、第三晶体管M13构成的第一传输门，由第二晶体管M12、第四晶体管M14构成的第二传输门。第一传输门的一端连接第二输出信号Voutn，第二传输门的一端连接第一输出信号Voutp，第一传输门的另一端与第二传输门的另一端连接，其连接点即为第一输出信号Voutp和第二输出信号Voutn叠加得到的共模反馈信号CMFB。

请继续参考图3，其为图1所示的控制电压产生单元11的电路图，第五放大器A5的正端输入Va由串联在可变控制电压Vctrl和地之间的第一分压电阻R5和第二分压电阻R6分压得到，即可变分压控制电压Va＝R6*Vctrl/(R5+R6)。第一参考电阻R1连接在第五放大器A5的负端输入和地之间，第五晶体管M21的栅极连接第五放大器A5的输出、源极连接第五放大器A5的负端输入、漏极连接第一参考晶体管M23的漏极。第一参考晶体管M23为二极管连接方式，其栅极和漏极连接、源极连接电压源VDD。第五放大器A5工作在线性区，即正端输入的电压与负端输入的电压相等，因此，流过第一参考晶体管M23、第五晶体管M21、第一参考电阻R1的第一参考电流I1可以用式(7)表示：

I1＝Va/R1＝R6*Vctrl/((R5+R6)*R1)                      (7)

第一镜像晶体管M24、第二镜像晶体管M25的栅极都与第一参考晶体管M23的栅极连接、源极都与电压源VDD连接，本实施例中，第一镜像晶体管M24、第二镜像晶体管M25的尺寸与第一参考晶体管M23的尺寸相同，因此，流过第一镜像晶体管M24、第二镜像晶体管M25的电流即为流过第一参考晶体管M23的第一参考电流I1。

同样地，第六放大器A6、第二参考电阻R2、第六晶体管M22、第二参考晶体管M26、第三镜像晶体管M27、第四镜像晶体管M28的连接方式对应地与第五放大器A5、第一参考电阻R1、第五晶体管M21、第一参考晶体管M23、第一镜像晶体管M24、第二镜像晶体管M25的连接方式相同。第六放大器A6的正端输入为参考电压Vref，因此，流过第二参考晶体管M26、第六晶体管M22、第二参考电阻R2的第二参考电流I2可以用式(8)表示：

I2＝Vref/R2                                           (8)

本实施例中，第三镜像晶体管M27的尺寸与第二参考晶体管M26的尺寸相同，因此，流过第三镜像晶体管M27的电流即为流过第二参考晶体管M26的第二参考电流I2；第四镜像晶体管M28的尺寸为第二参考晶体管M26的尺寸的3倍，因此，流过第四镜像晶体管M28的电流即为流过第二参考晶体管M26的第二参考电流I2的3倍。

第一输出电阻R3连接在第一控制电压Vx和地之间，第一镜像晶体管M24、第三镜像晶体管M27的漏极与第一控制电压Vx连接，因此，流过第一输出电阻R3的电流为流过第一镜像晶体管M24的电流与第三镜像晶体管M27的电流之和，第一控制电压Vx可以用式(9)表示：

Vx＝(I1+I2)*R3＝(2*I2-(I2-I1))*R3                    (9)

第二输出电阻R4连接在第二控制电压Vy和地之间，第四镜像晶体管M28的漏极与第二控制电压Vy连接，第七晶体管M29的栅极与漏极连接、并连接第二镜像晶体管M25的漏极和第八晶体管M30的栅极，第七晶体管M29、第八晶体管M30的源极与地连接，第八晶体管M30的漏极连接第二控制电压Vy，因此，流过第二输出电阻R4的电流为流过第四镜像晶体管M28的电流与第二镜像晶体管M25的电流之差，第二控制电压Vy可以用式(10)表示：

Vy＝(3*I2-I1)*R4＝(2*I2+(I2-I1))*R4                  (10)

将式(9)、(10)代入式(6)，得到：

Av＝Vx/Vy＝((2*I2-(I2-I1))*R3)/((2*I2+(I2-I1))*R4)   (6-1)

从式(6-1)、(7)、(8)可知，可变增益放大器的增益，即电压控制型增益放大单元10的增益Av由第一控制电压Vx和第二控制电压Vy控制，在设定各个电阻(第一参考电阻R1、第二参考电阻R2、第一输出电阻R3、第二输出电阻R4、第一分压电阻R5、第二分压电阻R6)后，通过改变可变控制电压Vctrl的电压值，就可以实现可变增益放大器的增益可变。

通常，增益的大小用分贝(dB)表示，即Av(dB)＝20lgAv。如果式(6-1)中Vx/Vy满足泰勒展开式(Taylor series)：Vx/Vy＝(1-z)/(1+z)＝e^-2z，即第一控制电压Vx和第二控制电压Vy的比值呈指数变化，就可以使可变增益放大器的增益Av以dB为单位线性的变化。例如，设定第一输出电阻R3等于第二输出电阻R4，式(6-1)的Vx/Vy即满足泰勒展开式，其中：

z＝(I2-I1)/(2*I2)                                    (11)

将式(7)、(8)代入式(11)，并设定第一分压电阻R5等于第二分压电阻R6，得到：

z＝(Vref/R2-Vctrl/(2*R1))/(2*Vref/R2)                (11-1)

本实施例中，通过设定部分电阻，如第一输出电阻R3和第二输出电阻R4使第一控制电压Vx和第二控制电压Vy的比值满足泰勒展开式。实际上，适当设定各个电阻(第一参考电阻R1、第二参考电阻R2、第一输出电阻R3、第二输出电阻R4、第一分压电阻R5、第二分压电阻R6)；或者改变各个镜像晶体管与对应的参考晶体管的尺寸比例(即改变流过各镜像晶体管的电流与对应的参考晶体管的电流的比例)，并且适当设定部分电阻或各个电阻，也可以使第一控制电压Vx和第二控制电压Vy的比值满足泰勒展开式。控制电压产生单元11输出的第一控制电压Vx和第二控制电压Vy的比值满足泰勒展开式，就可以以dB为单位线性地控制电压控制型增益放大单元10的增益Av，即以dB为单位线性地控制可变增益放大器的增益。

请参考图4，其是本发明另一个实施例的可变增益放大器，与图1相比，图4所示的可变增益放大器还包括连接电压控制型增益放大单元10的缓冲单元12，缓冲单元12的输入信号为电压控制型增益放大单元10的第一差分放大电路101、第二差分放大电路102输出的差分输出信号，即第一输出信号Voutp、第二输出信号Voutn。

缓冲单元12由轨对轨(rail-to-rail)差分输入和输出放大器组成，如图5所示，第一轨对轨放大器121的正端输入为第一输出信号Voutp，第二轨对轨放大器122的正端输入为第二输出信号Voutn；第一轨对轨放大器121、第二轨对轨放大器122的负端输出连接第三轨对轨放大器123的正端输入，第一轨对轨放大器121、第二轨对轨放大器122的正端输出连接第三轨对轨放大器123的负端输入；第三轨对轨放大器123的正端输出为第一缓冲输出信号VGA_OUTP，其反馈至第一轨对轨放大器121的负端输入；第三轨对轨放大器123的负端输出为第二缓冲输出信号VGA_OUTN，其反馈至第二轨对轨放大器122的负端输入。轨对轨放大器的输入信号和输出信号的电压具有满摆幅的特性，不会造成差分线性衰减，因此，缓冲单元12对电压控制型增益放大单元10输出的差分输出信号Voutp、Voutn起缓冲作用，以确保电压控制型增益放大单元10具有高输入电阻r_IN，进而保证负载电阻r_LOAD满足式(4)。

综上所述，上述技术方案是基于大信号分析的，其将可变增益放大器的增益设为输入晶体管和负载晶体管的跨导的比值，也就是考虑了因大信号输入而发生变化的晶体管的跨导，其中，输入晶体管的跨导由第一控制电压控制、负载晶体管的跨导由第二控制电压控制，并且第一控制电压和第二控制电压的比值呈指数变化，以此实现以dB为单位线性地控制可变增益放大器的增益。因此，与现有技术中基于小信号分析的可变增益放大器相比，无论是小信号输入还是大信号输入，上述可变增益放大器都能够满足线性特性的要求。

另外，上述可变增益放大器还包括由轨对轨(rail-to-rail)差分输入和输出放大器组成的缓冲单元，因而具有高输入阻抗和低输出阻抗。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种可变增益放大器，其特征在于，包括：

控制电压产生单元，产生第一控制电压和第二控制电压，所述第一控制电压和第二控制电压的比值呈指数变化；

差分放大电路，将输入信号放大为输出信号，包括栅极输入为输入信号的输入晶体管和栅极输入为输出信号的负载晶体管，所述差分放大电路的放大增益为输入晶体管的跨导和负载晶体管的跨导的比值，所述输入晶体管的跨导、负载晶体管的跨导分别由所述第一控制电压、第二控制电压控制。

2.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，所述差分放大电路还包括：

第一共源共栅极晶体管、第一放大器，所述第一共源共栅极晶体管的栅极输入连接第一放大器的输出，第一放大器的正端输入为第一控制电压，第一放大器的负端输入连接输入晶体管的漏极和第一共源共栅极晶体管的源极，第一共源共栅极晶体管的漏极输出为输出信号；

第二共源共栅极晶体管、第二放大器，所述第二共源共栅极晶体管的栅极输入连接第二放大器的输出，第二放大器的正端输入为第二控制电压、负端输入连接负载晶体管的漏极和第二共源共栅极晶体管的源极，负载晶体管的栅极输入、第二共源共栅极晶体管的漏极输出为输出信号。

3.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，所述控制电压产生单元包括：

第一参考电阻、第一参考晶体管，流过所述第一参考晶体管的电流为可变控制电压与第一参考电阻的比值；

连接所述第一参考晶体管的第一镜像晶体管和第二镜像晶体管，流过第一镜像晶体管、第二镜像晶体管的电流与流过第一参考晶体管的电流成比例；

第二参考电阻、第二参考晶体管，流过所述第二参考晶体管的电流为参考电压与第二参考电阻的比值；

连接所述第二参考晶体管的第三镜像晶体管和第四镜像晶体管，流过第三镜像晶体管、第四镜像晶体管的电流与流过第二参考晶体管的电流成比例；

第一输出电阻，流过所述第一输出电阻的电流为流过第一镜像晶体管的电流与第三镜像晶体管的电流之和，所述第一控制电压为第一输出电阻的电压；

第二输出电阻，流过所述第二输出电阻的电流为流过第四镜像晶体管的电流与第二镜像晶体管的电流之差，所述第二控制电压为第二输出电阻的电压。

4.根据权利要求3所述的可变增益放大器，其特征在于，所述流过第一镜像晶体管、第二镜像晶体管的电流与流过第一参考晶体管的电流相等，流过第三镜像晶体管的电流与流过第二参考晶体管的电流相等，流过第四镜像晶体管的电流为流过第二参考晶体管的电流的三倍，所述第一输出电阻等于第二输出电阻。

5.根据权利要求3所述的可变增益放大器，其特征在于，所述控制电压产生单元还包括串联的第一分压电阻和第二分压电阻，流过所述第一参考晶体管的电流为可变分压控制电压与第一参考电阻的比值，所述可变分压控制电压为可变控制电压经第一分压电阻和第二分压电阻分压而得到。

6.根据权利要求5所述的可变增益放大器，其特征在于，所述第一分压电阻等于第二分压电阻。

7.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，所述输入信号包括第一输入信号和第二输入信号，所述第一输入信号和第二输入信号为差分信号，所述输出信号包括第一输出信号和第二输出信号，所述差分放大电路包括：第一差分放大电路，将所述第一输入信号放大为第二输出信号；第二差分放大电路，将所述第二输入信号放大为第一输出信号。

8.根据权利要求7所述的可变增益放大器，其特征在于，还包括：

共模反馈电路，将所述第一输出信号、第二输出信号叠加，产生共模反馈信号；

钳位电路，由共模电压和所述共模反馈信号控制，将所述第一输出信号和第二输出信号钳位在共模电压所提供的电压值。

9.根据权利要求8所述的可变增益放大器，其特征在于，所述差分放大电路、共模反馈电路、钳位电路构成电压控制型增益放大单元。

10.根据权利要求7所述的可变增益放大器，其特征在于，还包括输入为所述差分放大电路的第一输出信号和第二输出信号的缓冲单元。

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