CN108702135B - 放大器装置和开关电容积分器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种放大器装置，其包括：具有第一晶体管对的第一差分级，具有第一和第二晶体管对的第二差分级，每对的共源极连接被耦接到第一差分级的相应晶体管的漏极端。放大器装置还具有第一互补差分级和第二互补差分级，其中第一互补差分级具有与第一差分级的晶体管对导电类型相反的晶体管对，第二互补差分级具有互补导电类型的第一和第二晶体管对。相对于第一和第二差分级，第一和第二互补差分级对称地连接。第二互补差分级的互补晶体管对称地连接到第二差分级的晶体管，使得形成相应的第一、第二、第三和第四电流路径。一对输出端耦接到第一和第四电流路径。每级的晶体管的栅极端耦接到相应的一对输入端。

Description

放大器装置和开关电容积分器
本公开涉及放大器装置和具有这种放大器装置的开关电容积分器。
放大器广泛用于采样电路中，用于将电荷传输到采样电容器。为了确保在有限的时间内准确传输电荷，这种放大器需要一定的最小跨导gm。对于这样的应用，放大器通常是噪声的主要来源。
传统的放大器概念只能利用高电流消耗来提供足够的跨导，或者在降低电流消耗时提供有限的跨导。而且，这种传统的放大器概念具有有限的噪声性能。
本发明要实现的目的是提供一种改进的放大器概念，其提供了在电流消耗和速度以及跨导之间的有效折衷，同时具有低噪声贡献。
这个目的是通过独立权利要求的主题来实现的。实施例和改进，特别是开关电容积分器中的应用是从属权利要求的主题。
改进的放大器概念基于在放大器的多个差分晶体管输入对中重复使用相同电源电流的想法。此外，在放大器中形成多级，特别是具有一个或更多个晶体管对的至少四级，由此形成具有互补晶体管类型的对称结构。放大器的每一级都提供一对不同的输入端，而仅一对输出端就足够了。该至少四对输入端允许向每个输入对提供不同的共模电压，当在具有用于每对输入端的相应采样电容器对的开关电容积分器中使用这种放大器时，这是特别有用的。改进的放大器概念允许针对给定的跨导gm实现更低的噪声贡献。
根据一个示例性实施例，根据改进的放大器概念的放大器装置包括第一、第二、第三和第四对输入端和一对输出端。放大器装置具有包括第一和第二晶体管的第一差分级以及包括第一、第二、第三和第四晶体管的第二差分级。第二差分级的所述第一和第二晶体管的共源极连接被耦接到第一差分级的第一晶体管的漏极端，并且第二差分级的所述第三晶体管和第四晶体管的共源极连接被耦接到第一差分级的第二晶体管的漏极端。
放大器装置还具有第一互补差分级，其包括与第一差分级的晶体管相比具有相反导电类型的第一和第二互补晶体管。放大器装置还具有第二互补差分级，其包括与第二差分级的晶体管相比具有相反导电类型的第一、第二、第三和第四互补晶体管。第二互补差分级的所述第一和第二晶体管的共源极连接被耦接到第一互补差分级的第一晶体管的漏极端。类似地，第二互补差分级的所述第三和第四晶体管的共源极连接被耦接到第一互补差分级的第二晶体管的漏极端。
在放大器装置中，第二互补差分级的互补晶体管对称地连接到第二差分级的晶体管，使得形成相应的第一、第二、第三和第四电流路径。一对输出端耦接到第一和第四电流路径。第一差分级的晶体管的栅极端耦接到第一对输入端。第二差分级的晶体管的栅极端耦接到第二对输入端。第一互补差分级的晶体管的栅极端耦接到第三对输入端，并且第二互补差分级的晶体管的栅极端耦接到第四对输入端。
在各种实施方式中，当第一和第四电流路径耦接到输出端对时，第二和第三电流路径与单个公共连接连接在一起。例如，放大器装置还包括耦接到所述第二和第三电流路径的所述公共连接的偏置电压源。因此，在放大器装置的工作期间，各个电流路径中的噪声贡献分布使得仅仅一些噪声贡献出现在输出端，而其他噪声贡献，特别是在第二和第三电流路径处的噪声贡献从输出中移出并且提供给偏置电压源。换句话说，部分噪声贡献被转储给偏置电压源。
在一些示例性实施方式中，放大器装置还包括第一尾源和第二尾源。第一差分级的第一和第二晶体管的共源极连接被耦接到第一尾源。第一互补差分级的第一和第二晶体管的共源极连被耦接到第二尾源。第一和第二尾源中的至少一个可以利用固定电流源或受控电流源或与电源端的连接来实现。例如，如果尾源直接连接到相应的电源端，则可以实现单级AB类行为。在这种情况下，在放大器装置的设计中很容易实现该装置的稳定性。另外，可以实现该装置的有效安置。
在放大器装置的各种实施方式中，第一差分级的晶体管和第二差分级的晶体管具有相同的阈值电压。类似地，第一互补差分级的晶体管和第二互补差分级的晶体管具有相同的阈值电压。因此，至少一种导电类型的所有晶体管可以用相同的栅极氧化层配置来制造，这减少或至少不增加生产工作量。此外，由于所有晶体管的单个阈值，放大器装置变得能与低电源电压兼容。另外，共同的阈值电压实现了不存在放大器输出电压范围限制的效果。
在上述示例性实施例中，描述了具有各自导电性的两个差分级的基本实施方式。然而，可以在结构中插入额外的差分级，在保持相同的跨导gm的同时进一步降低噪声贡献。
例如，在一些示例性实施方式中，放大器装置还包括第三差分级，其包括第一、第二、第三和第四晶体管。第三差分级耦接在第一和第二差分级之间，使得第三差分级的所述第一和第二晶体管的共源极连接被耦接到第一差分级的第一晶体管的漏极端。第三差分级的所述第三和第四晶体管的共源极连接被耦接到第一差分级的第二晶体管的漏极端。以类似的方式，放大器装置包括第三互补差分级，其包括与第三差分级的晶体管相比具有相反导电类型的第一、第二、第三和第四晶体管。第三互补差分级耦接在第一互补差分级和第二互补差分级之间，使得所述第一和第二晶体管的共源极连接被耦接到第一互补差分级的第一晶体管的漏极端。第三互补差分级的第三和第四晶体管的共源极连接被耦接到第一互补差分级的第二晶体管的漏极端。
第三差分级的晶体管的栅极端耦接到第五对输入端，并且第三互补差分级的晶体管的栅极端耦接到第六对输入端。
优选地，第三差分级的第一晶体管和第二晶体管中的一个的漏极端连接到第二差分级的第一晶体管和第二晶体管的共源极连接，而另一个的漏极连接在第二和第三电流路径处。相对于差分级的第三和第四晶体管以及所述公共连接，将对称配置应用于第三差分级的第三和第四晶体管。此外，利用适当的修改，将相同的连接方案应用于第三互补差分级的晶体管。这种实施方式可以进一步降低放大器装置的电流消耗。
在改进的放大器概念的进一步扩展中，在放大器装置中提供有第四差分级和第四互补差分级，各自包括第一、第二、第三和第四晶体管。第四差分级耦接在第一和第三差分级之间，使得第四差分级的第一和第二晶体管的共源极连接被耦接到第一差分级的第一晶体管的漏极端，并且第四差分级的第三和第四晶体管的共源极连接被耦接到第一差分级的第二晶体管的漏极端。
以类似的方式连接第四互补差分级的与第四差分级的晶体管相比具有相反的导电类型的第一、第二、第三和第四晶体管。特别地，第四互补差分级耦接在第一互补差分级和第三互补差分级之间使得第四互补差分级的第一和第二晶体管的共源极连接被耦接到第一互补差分级的第一晶体管的漏极端。第四互补差分级的第三和第四晶体管的共源极连接被耦接到第一互补差分级的第二晶体管的漏极端。
第四差分级的晶体管的栅极端耦接到第七对输入端，并且第四互补差分级的晶体管的栅极端耦接到第八对输入端。
类似地，如针对第三差分级和第三互补差分级的晶体管的连接方案所述，该级的两个晶体管对中的相应晶体管对分别连接到第三差分或第三互补差分级的晶体管对的共源极连接，而另一个连接到第二和第三电流路径的公共连接。为了简洁起见，这里省略了对这些连接的详细列举。然而，对于本领域技术人员来说，根据上面的描述这将是显而易见的。
理论上，可以按照相同的方案插入更多的差分级。优选地，所有互补差分级具有相同导电类型的晶体管，该类型与“非互补”差分级的所有晶体管互补。
放大器装置可以具有一对公共输入端，用于提供例如单个差分输入信号。在这样的配置中，放大器装置可以具有其将该对公共输入端耦接到至少四对输入端的相应的电平移位器。特别地，优选地适合于输入端的位置的相应的共模电压可以被施加到各对输入端。电平移位器的详细实现取决于应用或利用放大器装置对单个差分输入信号的处理，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。
例如，上述放大器装置的实施例可以在开关电容积分器内使用。
在一些示例性实施方式中，这种开关电容积分器包括根据上述实施方式之一的放大器装置，并且还包括第一、第二、第三和第四采样电容器，其通过至少一对第一开关元件耦接到一对公共输入端，并分别通过相应的第二开关元件对耦接到第一、第二、第三和第四对输入端。积分器还包括分别耦接在一对输出端与第一、第二、第三和第四对输入端之间的第一、第二、第三和第四对反馈电容器。提供第一、第二、第三和第四共模输入以用于施加相应的共模电压，所述共模输入分别通过另外的相应的第一开关元件对耦接到第一、第二、第三和第四对采样电容器。积分器还包括至少一个另外的第二开关元件，用于将采样电容器连接在一起。例如，所述至少一个另外的第二开关元件通过至少一对第一开关元件将采样电容器的可连接的那些端子连接到该对公共输入端。
因此，与传统的开关电容积分器相比，单对采样电容器被分配或分成至少四对采样电容器，针对每对输入端采用一对采样电容器。以类似的方式，传统积分器的单对反馈电容器被分配或分成至少四对反馈电容器，针对每对输入端采用一对反馈电容器。在该示例性实施方式中，仅使用四对输入端。但是，如果实现第三或者甚至第四差分级，如上所述，采样电容器对和反馈电容器对的数量相应增加。以相同的方式，用于施加相应共模电压的共模输入的数量也随着输入端对的增加而增加。
关于第一开关元件和第二开关元件之间的区别，应该注意的是，在各种实施方式中，所有第一开关元件由开关信号控制，并且所有第二开关元件由第二开关信号控制。优选地，第一和第二开关信号是不重叠的，特别是分别相对于开关的闭合条件和导通条件。
根据一些实施方式，积分器还包括连接到第一、第二、第三和第四共模输入中的一个的至少一个共模电压源。优选地，为每个共模输入提供一个不同的共模电压源。
例如，这样的共模电压源包括串联连接的电流源和耦接到电源端的二极管连接的晶体管。共模电压源的输出由所述电流源和所述二极管连接的晶体管之间的连接点形成。每个共模电压源可以被缩放以在放大器装置中实现期望的工作点。
在一些实施方式中，可以根据实际的积分器输出共模电压与期望的积分器输出共模电压的偏差来调节相应的共模电压源。为此，例如可以提供输出公共电压调节回路，其根据积分器输出共模电压误差稍微调节所得到的共模电压。
在一些配置中，放大器装置或开关电容积分器的输出可以连接到Σ-Δ(ΣΔ)模数转换器的输入，用于处理放大器的积分输出信号并提供其比特流。
下面参考附图更详细地描述根据改进概念的几个示例性实施例。在附图中，具有相同功能或含义的元件由相同的附图标记表示。因此，这些元件可能不会重复描述。
在附图中：
图1示出了具有多个差分级的放大器装置的示例性实施例；
图2示出了根据图1的具有公共输入对的放大器装置的示例性实施方式；
图3示出了具有第三差分级的放大器装置的示例性实施方式的细节；
图4示出了具有第四差分级的放大器装置的示例性实施方式；
图5示出了开关电容积分器的示例性实施方式，以及
图6示出了共模电压源的示例性实施方式。
图1示出了根据改进的放大器概念的放大器装置100的示例性实施例。放大器装置100由第一差分级110、第二差分级130、第一互补差分级120和第二互补差分级140形成。
第一差分级110具有第一晶体管M1a和第二晶体管M1b，其栅极端连接到第一对输入端InBB+、InBB-，并且其源极端共同连接到第一尾源TS1。
以对称的方式，第一互补差分级120由第一和第二晶体管M2a、M2b形成，第一和第二晶体管M2a、M2b与第一差分级的晶体管M1a、M1b相比为互补导电类型。晶体管M2a、M2b的栅极端连接到另一对输入端InTT+、InTT-并且它们的源极端共同连接到第二尾源TS2。
与尾源TS1、TS2的公共连接被定义为使得从相应尾源提供的或提供到相应尾源的电流被分流以流向相应连接到的晶体管的源极端。在各种实施方式中，尾源TS1、TS2可以利用如固定电流源或受控电流源等的电流源来实现或通过到相应电源端的简单连接来实现，特别是到电源端的直接电连接。
第二差分级130包括两个晶体管对M3a、M3b和M3c、M3d，其具有与第一差分级110的晶体管M1a、M1b相同的导电类型。第一对晶体管M3a、M3b的源极端共同连接到第一差分级110的晶体管M1a的漏极端。这些晶体管M3a、M3b的相应栅极端连接到另一对输入端InB+、InB-。以类似的方式，第二对晶体管M3c、M3d的源极端共同连接到晶体管M1b的漏极端，并且与晶体管M3a、M3b相同，它们的栅极端连接到同一对输入端InB+、InB-。
同样，以对称的方式，第二互补差分级140由两个晶体管对M4a、M4b和M4c、M4d形成，其源极端共同连接到用于晶体管M4a、M4b的晶体管M2a的漏极端和用于晶体管M4c、M4d的晶体管M2b的漏极端。第二互补差分级140的晶体管M4a、M4b、M4c、M4d的栅极端连接到另一对输入端InT+、InT-。第二差分级130的晶体管的漏极端和第二互补差分级140的晶体管各自以一对一的连接方式连接，使得晶体管M3a和M4a的漏极端相连接，晶体管M3b和M4b的漏极端相连接等。另外，晶体管M3a和M4a之间的连接点以及晶体管M3d和M4d之间的连接点一起形成一对输出端Out+、Out-。此外，晶体管M3b、M4b和M3c、M4c的连接点连接在一起，限定了公共电位。另外，在该示例性实施例中，所述公共连接连接到偏置电压源Vdump。
利用第二差分级和第二互补差分级的所述连接，由于对称连接而形成了相应的第一、第二、第三和第四电流路径。在该示例性实施例中，输出端对Out+、Out-连接到第一和第四电流路径，而第二和第三电流路径与偏置电压源Vdump互连。
图1的放大器装置100提供了所使用的晶体管的每种导电类型的两对输入端。这允许输入端的更多单独用途。例如，如果要用放大器装置100处理单个差分输入信号，则其可以施加到全部四对输入端，其中对每对输入端施加特定的共模电压。
图2示出采用所提出的方案的图1的放大器装置100的示例性实施。具体地，四个单独的共模电压源VcmTT、VcmT、VcmB、VcmBB分别连接在一对公共的输入端In+、In-和四对输入端之间。
与传统解决方案相比，这样的实施方式带来噪声性能的改进。例如，假设差分输入电压对于所有成对的输入端InTT、InT、InB、InBB是相同的，则放大器装置100的噪声和gm性能可以如下所示：
Figure BDA0001669944810000081
其中gmMx是晶体管Mx(x＝1,2,3,4)的跨导。
假设
Figure BDA0001669944810000082
并且
Figure BDA0001669944810000083
那么得到以下结果：
gm＝gmM1+gmM2
输入参考热噪声电压密度sn2可以计算为：
Figure BDA0001669944810000084
从上面的例子可以看出，gm的性能与传统的套筒式运算跨导放大器OTA相同，对于给定的跨导gm，产生相同的电流消耗。然而，由于第二差分级130或第二互补差分级140的堆叠的差分晶体管对，晶体管M1a、M1b或M2a、M2b的噪声电流的一半(-6dB)从输出OUT移出，并且被转储到偏置电压源Vdump，因此噪声降低了3dB。第二差分级130或第二互补差分级140仅向输出OUT增加不相关的噪声，该噪声在正和负输出之间也不相关，并因此贡献与第一差分级110、120相同的量。
在上述示例性实施例中，下半部分“正常”差分级110、130的晶体管可以用全部具有相同阈值电压的晶体管来实现，因此可以用相同的工艺步骤来制造。相应地，互补级120、140的晶体管也可以采用相同的阈值电压来实现，从而具有相同的优点。因此，放大器装置可以以令人满意的成本效率生产。
通过将输入对InB+，InB-的共模电压选择为高于输入对InBB+，InBB-的共模电压，即使第一和第二差分级的晶体管具有相同的阈值电压，第一差分级110的晶体管也可以保持在其饱和区。这同样适用于互补差分级120、140的晶体管的输入对InT+，InT-和InTT+，InTT-处的共模电压。
图3示出了图1的放大器装置的扩展的细节，其中插入了额外的差分级。特别地，第三差分级150插入在第一和第二差分级110、130之间。第三差分级150包括分组成两个差分对的第一、第二、第三和第四晶体管M5a、M5b、M5c、M5d。所述晶体管M5a、M5b、M5c、M5d的栅极端连接到输入端对InBB+，InBB-。稍微偏离图1的布置，第一差分级110的晶体管M1a、M1b连接到另一对输入端InBBB+，InBBB-。
晶体管对M5a、M5b的源极端共同连接到晶体管M1a的漏极端，而相应地，晶体管M5c、M5d的源极端共同连接到晶体管M1b的漏极端。晶体管M5a的漏极端连接到晶体管M3a、M3b的共源极连接，并且相应地，晶体管M5d的漏极端连接到晶体管M3c、M3d的源极端的公共连接。晶体管M5b和M5c的漏极端与偏置电压源Vdump一起连接到第二和第三电流路径之间的公共连接。
如上所述，图3仅示出了放大器装置的扩展细节。然而，如图3中的省略号所示，以对称方式对第一和第二互补差分级之间的第三互补差分级进行同样的扩展。仅为了更好的概述而省略细节。
如在每半部分具有三个差分级的最终放大器装置中那样，存在六对输入实施例，还应在相应输入端对处提供两个额外的共模电压，相应地分别命名为VcmBBB和VcmTTT。
参见图3所示的结构的跨导，其结果如下：
Figure BDA0001669944810000101
其中gmMx是晶体管Mx(x＝1,2,3,4,5,6)的跨导。
假设
Figure BDA0001669944810000102
并且
Figure BDA0001669944810000103
那么得到以下结果：
Figure BDA0001669944810000104
输入参考热噪声电压密度sn2可以计算为：
Figure BDA0001669944810000105
可以看出，与图1相比在相同电流(相同gmM1+gmM2)下，输入参考噪声密度提高了0.5dB(＝64/27/(8/3))，但跨导gm降低了3/4。为了使输入噪声恢复到图1的相同水平，电流可降至8/9(＝64/27/(8/3))。在这种情况下，跨导gm变为图1的2/3(＝3/4*8/9)。
图4示出了从图3所示的实施方式开始的放大器装置100的进一步扩展。特别地，在现有级之间插入另一个差分级和未示出的另一个互补差分级。为了更好地概述，只示出了“正常”差分级的左半部分。然而，从下面的描述中，具有对称结构的其余部分对于本领域技术人员而言是显而易见的。
第四差分级170包括另外两个晶体管对，从中仅示出第一对M7a、M7b。类似于插入第三差分级，晶体管对M7a、M7b的源极端共同连接到第一级的第一晶体管M1a的漏极端，而晶体管M7a的漏极端连接到晶体管对M5a、M5b的源极端的公共连接，并且晶体管M7b的漏极端连接到第二和第三电流路径的公共连接点。
根据该插入，晶体管M7a、M7b的栅极端以及未示出的第二晶体管对的栅极端连接到输入端对InBBB+、InBBB-，而晶体管对M1a，M1b的栅极端连接到另一对输入端InBBBB-和InBBBB+(未示出)。从图4的细节得出的放大器装置的总体结构因此具有八对输入端，如前所述，为了操作放大器装置，其优选地与八个不同的共模电压一起使用。这种装置的跨导性能可以计算如下：
Figure BDA0001669944810000111
其中gmMx是晶体管Mx(x＝1,2,3,4,5,6,7,8)的跨导。
假设
Figure BDA0001669944810000112
Figure BDA0001669944810000113
并且
Figure BDA0001669944810000114
那么得到以下结果：
Figure BDA0001669944810000115
输入参考热噪声电压密度sn2可以计算为：
Figure BDA0001669944810000116
可以看出，输入参考噪声保持不变，但gm与图1相比在相同电流(相同gmM1+gmM2)下降至1/2。
图5示出了根据例如结合图1所描述的改进概念的放大器装置100的实施方式。具体地，图5示出了具有放大器装置100的开关电容积分器的示例性实施例。在该示例性实施例中，放大器装置100具有四对输入端和一对输出端Out+，Out-，其形成开关电容积分器的输出以提供输出电压Vout。反相输出端Out-通过相应的反馈电容器CF连接到四对输入端的相应的正的非反相端中的每一个。因此，非反相输出端Out+连接到四对输入端的相应的反相端中的每一个。优选地，所得的八个反馈电容器CF具有相同的电容值。然而，技术人员可以使用其他电容值，特别是不同的电容值。
一对公共的输入端In+，In-通过一对第一开关元件p1连接到第一、第二、第三和第四对采样电容器CS，使得差分输入电压Vin能够可切换地提供给采样电容器CS的相应的第一端。每一对采样电容器CS与放大器装置100的四对输入端中的一对相关联。因此，采样电容器CS的第二端分别通过各对第二开关元件p2耦接到第一、第二、第三和第四对输入端。采样电容器CS的所述第二端各自通过另外的各对第一开关元件p1连接到相应的共模电压源，其中对于每对输入端提供专用的共模电压源。
因此，参照例如图2，输入端对InTT+，InTT-与共模电压源VcmTT相关联，输入端对InT+，InT-与共模电压源VcmT相关联，输入端对InB+，InB-与共模电压VcmB相关联，并且输入端对InBB+，InBB-与共模电压源VcmBB相关联。
另一第二开关元件p2提供在采样电容器的第一端之间，使得通过闭合所述第二开关元件p2能够使所有采样电容器CS处的相应电位达到相同的电平。
为了操作开关电容积分器，所有的第一开关元件p1可以由共同的第一开关信号控制，并且所有的第二开关元件p2可以由共同的第二开关信号控制。优选地，第一开关信号和第二开关信号不重叠，使得第一开关元件和第二开关元件不同时处于闭合状态。
与传统的开关电容积分器相比，这种常规布置的单输入采样电容器对可以分成四对，如图5所示。根据这样的分割，采样电容器CS以及反馈电容器CF的电容值可以设置为常规开关电容积分器的电容值的四分之一。因此，在开关电容积分器中采用改进的放大器概念不会产生额外的面积消耗。此外，如上所述，跨导性能和输入参考热噪声电压密度得到改善。
如前所述，图5的积分器采用例如图1中所描绘的具有四对输入端的放大器装置。然而，也可以在开关电容积分器中采用结合图3和图4所描述的具有六对或八对输入端的放大器装置。根据以上描述，对于本领域技术人员而言，与图5相比，必要的适应性修改，即增加额外的共模电压源和采样电容器对CS以及具有相应的开关的反馈电容器CF是显而易见的。
例如，对于如图3所述的具有六对输入端的实施方式，如果噪声保持恒定，那么在开关电容积分器中存在一些电流消耗上的益处。特别是，与图5的解决方案相比，电流消耗降至8/9。此外，相同噪声性能的电容器面积可以缩小2/3。
在开关电容积分器中采用结合图4描述的具有八对输入端的实施方式，与图5的装置相比，如果噪声保持恒定，那么对于第四层堆叠差分对可能没有进一步的电流消耗上的益处。尽管如此，对于相同的噪声性能，电容器面积可以缩小1/2。
理论上，可以根据上述方案插入的堆叠差分级没有最大的数量。然而，实际的实施方式可能是一种折衷方案，其涉及考虑最小可接受的晶体管尺寸和电容器尺寸、开关电路复杂性和相关的布线开销、输出电压范围以及每个额外级的益处大小。例如，因为每级都需要一个最小的漏源电压VDS，所以每级的输出电压范围都有所降低。
图6示出了可以在上述示例性实施方式中采用的共模电压源的一些示例性实施方式。具体地，图6示出了可以产生输入共模偏置电压VcmB、VcmBB、VcmT和VcmTT的示例。如果尾源是高阻抗电流源，则差分级的所有输入共模电压限定相邻差分级的漏源工作电压，或者在共模电压源VcmBB或VcmTT的情况下限定电流源的漏源工作电压。这些电压源对放大器的输出共模电压几乎没有影响。因此，可以由通过MOS二极管的偏置电流来完成，例如由二极管连接的晶体管McmB、McmBB、McmT、McmTT所示。这种装置原理上是恒定电压源，其跟踪差分对阈值电压变化，并且可以缩放以实现放大器中的期望工作点。优选地，MOS二极管与差分级的相关晶体管匹配以具有相似的PVT变化。
如果尾源TS1、TS2不是电流源，而是直接连接到装置的低阻抗电源如电源端，则最高差分对和最低差分对的输入共模电压，即VcmTT和VcmBB，还限定了放大器的输出共模电压和放大器内的空闲偏置电流。在这种情况下，MOS二极管优选构建为与差分对匹配良好，以确保良好限定的空闲电流。另外，可以提供输出公共电压调节回路，该输出公共电压调节回路根据积分器输出共模电压误差稍微调节所得到的共模电压VcmBB和/或VcmTT。例如，可以根据实际积分器输出共模电压与期望积分器输出共模电压的偏差来调节相应的共模电压源。

Claims (12)

1.一种包括放大器装置(100)的开关电容积分器，包括：
-第一差分级(110)，其包括第一和第二晶体管(M1a、M1b)；
-第二差分级(130)，其包括第一、第二、第三和第四晶体管，所述第二差分级的所述第一和第二晶体管的共源极连接被耦接到所述第一差分级(110)的第一晶体管(M1a)的漏极端，并且所述第三和第四晶体管的共源极连接被耦接到所述第一差分级(110)的第二晶体管(M1b)的漏极端；
-第一互补差分级(120)，其包括与所述第一差分级(110)的第一和第二晶体管(M1a、M1b)相比具有相反导电类型的第一和第二互补晶体管(M2a、M2b)；
-第二互补差分级(140)，其包括与所述第二差分级(130)的第一、第二、第三和第四晶体管(M3a、M3b、M3c、M3d)相比具有相反导电类型的第一、第二、第三和第四互补晶体管(M4a、M4b、M4c、M4d)，所述第二互补差分级(140)的所述第一和第二晶体管的共源极连接被耦接到所述第一互补差分级(120)的第一晶体管(M2a)的漏极端，并且所述第二互补差分级(140)的所述第三和第四晶体管的共源极连接被耦接到所述第一互补差分级(120)的第二晶体管(M2b)的漏极端；
-第一、第二、第三和第四对不同的输入端；以及
-一对输出端(Out+、Out-)；
其中
-所述第二互补差分级(140)的第一、第二、第三和第四互补晶体管对称地连接到所述第二差分级(130)的第一、第二、第三和第四晶体管，使得形成相应的第一、第二、第三和第四电流路径；
-所述一对输出端(Out+、Out-)耦接到所述第一和第四电流路径；
-所述第一差分级(110)的第一和第二晶体管(M1a、M1b)的栅极端耦接到第一对输入端；
-所述第二差分级(130)的第一、第二、第三和第四晶体管的栅极端耦接到第二对输入端；
-所述第一互补差分级(120)的第一和第二互补晶体管(M2a、M2b)的栅极端耦接到第三对输入端；并且
-所述第二互补差分级(140)的第一、第二、第三和第四互补晶体管的栅极端耦接到第四对输入端；并且
其中，所述开关电容积分器还包括：
-第一、第二、第三和第四对采样电容器(CS)，其通过至少一对第一开关元件耦接到一对公共输入端，并且分别通过相应的第二开关元件对耦接到第一、第二、第三和第四对输入端；
-第一、第二、第三和第四对反馈电容器(CF)，其分别耦接在所述一对输出端与所述第一、第二、第三和第四对输入端之间；
-第一、第二、第三和第四共模输入，用于施加相应的共模电压，所述共模输入分别通过另外的相应的第一开关元件对耦接到所述第一、第二、第三和第四对采样电容器(CS)；以及
-至少一个另外的第二开关元件，用于将采样电容器(CS)连接在一起。
2.根据权利要求1所述的开关电容积分器，其中，所述放大器装置(100)还包括共同连接到第二电流路径和第三电流路径的偏置电压源(Vdump)。
3.根据权利要求1所述的开关电容积分器，其中，所述放大器装置(100)还包括第一尾源(TS1)和第二尾源(TS2)，其中所述第一差分级(110)的第一和第二晶体管(M1a、M1b)的共源极连接被耦接到所述第一尾源(TS1)，并且其中所述第一互补差分级(120)的第一和第二互补晶体管(M2a、M2b)的共源极连接被耦接到所述第二尾源(TS2)。
4.根据权利要求3所述的开关电容积分器，其中所述第一尾源和第二尾源(TS1、TS2)中的至少一个利用固定电流源或受控电流源或与电源端的连接来实现。
5.根据权利要求1所述的开关电容积分器，其中，所述第一差分级(110)的晶体管(M1a、M1b)和所述第二差分级(130)的晶体管具有相同的阈值电压，并且其中所述第一互补差分级(120)的第一和第二互补晶体管(M2a、M2b)和所述第二互补差分级(140)的第一、第二、第三和第四互补晶体管具有相同的阈值电压。
6.根据权利要求1所述的开关电容积分器，其中所述放大器装置(100)还包括：
-第三差分级(150)，其包括第一、第二、第三和第四晶体管，所述第三差分级(150)耦接在所述第一差分级和第二差分级(110、130)之间，使得所述第三差分级(150)的所述第一和第二晶体管的共源极连接被耦接到所述第一差分级(110)的第一晶体管(M1a)的漏极端，并且所述第三差分级(150)的所述第三和第四晶体管的共源极连接被耦接到所述第一差分级(110)的第二晶体管(M1b)的漏极端；
-第三互补差分级，其包括与所述第三差分级(150)的第一、第二、第三和第四晶体管相比具有相反导电类型的第一、第二、第三和第四互补晶体管，所述第三互补差分级耦接在所述第一互补差分级和所述第二互补差分级(120、140)之间，使得所述第三互补差分级的所述第一和第二互补晶体管的共源极连接被耦接到所述第一互补差分级(120)的第一互补晶体管(M2a)的漏极端，并且所述第三互补差分级的所述第三和第四互补晶体管的共源极连接被耦接到所述第一互补差分级(120)的第二互补晶体管(M2b)的漏极端；
其中
-所述第三差分级(150)的第一和第二晶体管(M5a、M5b)的栅极端耦接到第五对输入端；并且
-所述第三互补差分级的第一、第二、第三和第四互补晶体管的栅极端耦接到第六对输入端；并且
其中，所述开关电容积分器还包括：
-第五和第六对采样电容器(CS)，其通过至少一对第一开关元件耦接到所述一对公共输入端，并且分别通过相应的第五和第六对第二开关元件耦接到第五和第六对输入端；
-第五和第六对反馈电容器，其分别耦接在所述一对输出端与所述第五和第六对输入端之间；以及
-第五和第六共模输入，其用于施加相应的共模电压，所述共模输入分别通过相应的第五和第六对第一开关元件耦接到所述第五和第六对采样电容器(CS)。
7.根据权利要求6所述的开关电容积分器，其中，所述放大器装置(100)还包括：
-第四差分级(170)，其包括第一、第二、第三和第四晶体管，所述第四差分级(170)耦接在所述第一差分级和第三差分级(110、150)之间，使得所述第四差分级(170)的所述第一和第二晶体管的共源极连接被耦接到所述第一差分级(110)的第一晶体管(M1a)的漏极端，并且所述第四差分级(170)的所述第三和第四晶体管的共源极连接被耦接到所述第一差分级(110)的第二晶体管(M1b)的漏极端；
-第四互补差分级，其包括与所述第四差分级(170)的第一、第二、第三和第四晶体管相比具有相反导电类型的第一、第二、第三和第四互补晶体管，所述第四互补差分级耦接在所述第一互补差分级和第三互补差分级之间，使得所述第四差分级的所述第一和第二互补晶体管的共源极连接被耦接到所述第一互补差分级(120)的第一互补晶体管(M2a)的漏极端，并且所述第四差分级的所述第三和第四互补晶体管的共源极连接被耦接到所述第一互补差分级(120)的第二互补晶体管(M2b)的漏极端；
其中
-所述第四差分级(170)的第一和第二晶体管(M7a、M7b)的栅极端耦接到第七对输入端；并且
-所述第四互补差分级的第一和第二互补晶体管的栅极端耦接到第八对输入端；并且
所述开关电容积分器还包括：
-第七和第八对采样电容器(CS)，其通过至少一对第一开关元件耦接到所述一对公共输入端，并且分别通过相应的第七和第八对第二开关元件耦接到第七和第八对输入端；
-第七和第八对反馈电容器，其分别耦接在所述一对输出端与所述第七和第八对输入端之间；以及
-第七和第八共模输入，其用于施加相应的共模电压，所述共模输入分别通过相应的第七和第八对第一开关元件耦接到所述第七和第八对采样电容器(CS)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的开关电容积分器，其中，所有的第一开关元件由第一开关信号控制，所有的第二开关元件由第二开关信号控制，并且所述第一开关信号和所述第二开关信号不重叠。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的开关电容积分器，还包括连接到所述第一、第二、第三和第四共模输入中的一个的至少一个共模电压源。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的开关电容积分器，还包括：针对所述共模输入中的每一个的、连接到相关联的共模输入的相应的共模电压源。
11.根据权利要求9所述的开关电容积分器，其中共模电压源中的至少一个包括串联连接的电流源和耦接到电源端的二极管连接的晶体管，该共模电压源的输出由所述电流源和所述二极管连接的晶体管之间的连接点形成。
12.根据权利要求9所述的开关电容积分器，其中，共模电压源中的至少一个能够根据实际的积分器输出共模电压与期望的积分器输出共模电压的偏差来调节。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017213732A1 (de) * 2017-08-08 2019-02-14 Robert Bosch Gmbh Eingangsstufe für eine LVDS-Empfängerschaltung
US10658992B1 (en) * 2018-12-28 2020-05-19 Rafael Microelectronics, Inc. Operational transconductance amplifier

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103633955A (zh) * 2013-12-12 2014-03-12 董启环 0-10m宽频带放大器
US8933729B1 (en) * 2012-03-30 2015-01-13 Rambus Inc. Stacked receivers
CN104348432A (zh) * 2013-08-09 2015-02-11 成都国腾电子技术股份有限公司 一种差分输出增益相位高度平衡且稳健的单转双低噪声放大器
EP2879292A1 (en) * 2013-11-28 2015-06-03 ams AG Amplifier arrangement

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7348810B1 (en) * 2006-10-27 2008-03-25 Rajendran Nair Push pull high-swing capable differential signaling circuits
JP5094441B2 (ja) * 2008-01-21 2012-12-12 株式会社日立製作所 演算増幅器
WO2012101467A1 (en) * 2011-01-24 2012-08-02 Tredefin S.A. Efficient low noise differential amplifier, reutilizing the bias current
GB201101482D0 (en) 2011-01-28 2011-03-16 Isis Innovation Exfoiation of lyered material
US9148087B1 (en) * 2014-05-16 2015-09-29 Kandou Labs, S.A. Symmetric is linear equalization circuit with increased gain

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8933729B1 (en) * 2012-03-30 2015-01-13 Rambus Inc. Stacked receivers
CN104348432A (zh) * 2013-08-09 2015-02-11 成都国腾电子技术股份有限公司 一种差分输出增益相位高度平衡且稳健的单转双低噪声放大器
EP2879292A1 (en) * 2013-11-28 2015-06-03 ams AG Amplifier arrangement
CN103633955A (zh) * 2013-12-12 2014-03-12 董启环 0-10m宽频带放大器

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