CN110908423A - 级联互补源极跟随器以及控制电路 - Google Patents

级联互补源极跟随器以及控制电路 Download PDF

Info

Publication number
CN110908423A
CN110908423A CN201911234805.1A CN201911234805A CN110908423A CN 110908423 A CN110908423 A CN 110908423A CN 201911234805 A CN201911234805 A CN 201911234805A CN 110908423 A CN110908423 A CN 110908423A
Authority
CN
China
Prior art keywords
source
mos tube
type
follower
type mos
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911234805.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110908423B (zh
Inventor
陶成
季翔宇
陈余
卫海燕
张亚南
付家喜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lontium Semiconductor Corp
Original Assignee
Lontium Semiconductor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lontium Semiconductor Corp filed Critical Lontium Semiconductor Corp
Priority to CN201911234805.1A priority Critical patent/CN110908423B/zh
Priority to US16/748,015 priority patent/US10879890B1/en
Publication of CN110908423A publication Critical patent/CN110908423A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110908423B publication Critical patent/CN110908423B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/14—Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature
    • H03K17/145—Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature in field-effect transistor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/50—Amplifiers in which input is applied to, or output is derived from, an impedance common to input and output circuits of the amplifying element, e.g. cathode follower
    • H03F3/505—Amplifiers in which input is applied to, or output is derived from, an impedance common to input and output circuits of the amplifying element, e.g. cathode follower with field-effect devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/34—Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback
    • H03F1/342—Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback in field-effect transistor amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/219—Follower transistors are added at the input of the amplifier, e.g. source or emitter followers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/50—Indexing scheme relating to amplifiers in which input being applied to, or output being derived from, an impedance common to input and output circuits of the amplifying element, e.g. cathode follower
    • H03F2203/5012—Indexing scheme relating to amplifiers in which input being applied to, or output being derived from, an impedance common to input and output circuits of the amplifying element, e.g. cathode follower the source follower has a controlled source circuit, the controlling signal being derived from the drain circuit of the follower

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明提供了一种级联互补源极跟随器以及控制电路，所述源极跟随器包括：至少两个MOS管组成的源极跟随器电路；反馈电路，所述反馈电路用于对所述源极跟随器电路中提供输出电压的MOS管进行电压钳位，通过调整供给该MOS管的偏置电流，改变该MOS管的栅源电压，从而实现输出电压精确跟踪输入电压。

Description

级联互补源极跟随器以及控制电路
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，更具体的说，涉及一种级联互补源极跟随器以及控制电路。
背景技术
基于MOS管(即MOSFET，或称MOS晶体管)的源极跟随器被广泛应用于各种功能的电路中。例如，源极跟随器通常可以用作高速输入缓冲，其电路结构简单，可以提供高输入阻抗，低输出阻抗和宽信号带宽。源极跟随器主要包括：由N型MOS管组成的N型源极跟随器和由P型MOS管组成的P型源极跟随器，通常被用作简单的电压缓冲器、驱动电容或电阻负载。
如图1所示，图1为一种N型源极跟随器的电路结构图，所示N型源极跟随器包括一N型MOS管M1，N型MOS管M1的栅极作为源极跟随器的输入端，用于连接输入电压Vi，其源极作为源极跟随器的输出端，用于提供输出电压Vo，且其源极通过一电流源I1接地，其漏极用于连接电源电压VDD1。该方式中，I1为M1提供偏置电流，对于信号中的交流(AC)分量，Vo跟随Vi变化，即VoAC＝ViAC，故称为源极跟随器。但是对于信号中的直流(DC)分量，即共模电压，由于M1的栅源电压VGS1的存在，输出的共模电压比输入的共模电压低VGS1，即VoDC＝ViDC-VGS1。
如图2所示，图2为一种P型源极跟随器的电路结构图，所示P型源极跟随器包括一P型MOS管M2，P型MOS管M2的栅极作为源极跟随器的输入端，用于连接输入电压Vi，其源极作为源极跟随器的输出端，用于提供输出电压Vo，且其源极通过一电流源I2与电源电压VDD2连接，其漏极接地。该方式中，I2为M2提供偏置电流，对于信号中的AC分量，Vo跟随Vi变化，即VoAC＝ViAC，但是对于信号中的DC分量，即共模电压，由于M2的栅源电压VGS2的存在，输出的共模电压比输入的共模电压高VGS2。
可见，现有技术中，无论N型或是P型的源极跟随器，对于信号中的DC分量，其输出的共模电压比输入的共模电压存在一个等于MOS管栅源电压的差值。常规源极跟随器，输出信号仅能够跟随输入的AC分量，不能跟随输入的DC分量。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种级联互补源极跟随器，有利于减小误差电压，从而实现输出精确跟踪输入。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种级联互补源极跟随器，所述源极跟随器包括：
至少两个MOS管组成的源极跟随器电路；
反馈电路，所述反馈电路用于对所述源极跟随器电路中提供输出电压的MOS管进行电压钳位，通过调整供给该MOS管的偏置电流，改变该MOS管的栅源电压。
优选的，在上述的源极跟随器中，所述源极跟随器电路的输入端用于接入输入电压，输出端用于提供输出电压；
所述反馈电路包括：运放和控制MOS管；
其中，所述运放的正相输入端连接所述源极跟随器电路的输出端，其负相输入端连接所述源极跟随器电路的输入端，其输出端连接所述控制MOS管的栅极；所述控制MOS管的漏极连接所述源极跟随器电路的输出端，其漏极用于接入设定电位。
优选的，在上述的源极跟随器中，所述控制MOS管为N型，所述设定电位为接地零电位。
优选的，在上述的源极跟随器中，所述源极跟随器电路包括级联的N型子源极跟随器和P型子源极跟随器；
所述N型子源极跟随器包括N型MOS管，其源极作为所述源极跟随器电路的输出端，通过第一电流源接地，其漏极接入第一电源电压。
所述P型子源极跟随器包括P型MOS管，其栅极作为所述源极跟随器电路的输入端，其源极通过第二电流源与第二电源电压连接，且连接所述N型MOS管的栅极，其漏极接地。
优选的，在上述的源极跟随器中，所述源极跟随器电路包括级联的N型子源极跟随器和P型子源极跟随器；
所述N型子源极跟随器包括第一N型MOS管和第二N型MOS管；所述第一N型MOS管的源极连接所述源极跟随器电路的输出端，还通过第一电流源与第一电源电压连接，还与第二N型MOS管的栅极连接；所述第二N型MOS管的漏极连接所述源极跟随器电路的输出端，其源极接地；
所述P型子源极跟随器包括第一P型MOS管和第二P型MOS管；所述第一P型MOS管的栅极作为源极跟随器电路的输入端，其漏极通过第二电流源接地，其源极连接所述第一N型MOS管的栅极；所述第二P型MOS管的栅极与所述第一P型MOS管的漏极连接，其源极接入第二电源电压，其漏极与所述第一P型MOS管的源极连接。
优选的，在上述的源极跟随器中，所述控制MOS管为P型，所述设定电位为第二电源电压。
优选的，在上述的源极跟随器中，所述源极跟随器电路包括级联的N型子源极跟随器和P型子源极跟随器；
所述N型子源极跟随器包括N型MOS管，其栅极作为所述源极跟随器电路的输入端，其漏极接入第一电源电压，其漏极通过第一电流源接地；
所述P型子源极跟随器包括P型MOS管，其栅极连接所述N型MOS管的源极，其源极作为所述源极跟随器电路的输出端，且通过第二电流源与所述第二电源电压连接，其漏极接地。
优选的，在上述的源极跟随器中，所述源极跟随器电路包括级联的N型子源极跟随器和P型子源极跟随器；
所述N型子源极跟随器包括第一N型MOS管和第二N型MOS管；所述第一N型MOS管的栅极作为所述源极跟随器电路的输入端，其源极连接所述第二N型MOS管的漏极，其漏极通过第一电流源与第一电源电压连接；所述第二N型MOS管的栅极与所述第一N型MOS管的漏极连接，其源极接地；
所述P型子源极跟随器包括第一P型MOS管和第二P型MOS管；所述第一P型MOS管的栅极连接所述第一N型MOS管的源极，其源极连接所述源极跟随器电路的输出端，其漏极通过第二电流源接地；所述第二P型MOS管的栅极连接所述第一P型MOS管的漏极，其源极连接第二电源电压，其漏极连接所述第一P型MOS管的源极。
本发明还提供一种控制电路，包括上述任一项所述的源极跟随器。
根据上述描述可知，本发明实施例提供的级联互补源极跟随器中，具有源极跟随器电路和反馈电路，该反馈电路用于对源极跟随器电路中提供输出电压的MOS管进行电压钳位，通过调整供给该MOS管的偏置电流，改变该MOS管的栅源电压，从而实现输出精确跟踪输入。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为一种N型源极跟随器的电路结构图；
图2为一种P型源极跟随器的电路结构图；
图3为本发明实施例提供的控制MOS管为N型时的级联互补源极跟随器的电路结构图；
图4为本发明实施例提供的控制MOS管为P型时的级联互补源极跟随器的电路结构图；
图5为本发明实施例提供的一种级联互补源极跟随器的电路结构图；
图6为本发明实施例提供的另一种级联互补源极跟随器的电路结构图；
图7为基于图5引入反馈电路后的级联互补源极跟随器的电路结构图；
图8为基于图6引入反馈电路后的级联互补源极跟随器的电路结构图；
图9为本发明实施例提供的一种级联互补源极跟随器引入反馈电路后的电压模型图；
图10为本发明实施例提供的另一种级联互补源极跟随器引入反馈电路后的电压模型图；
图11为本发明实施例提供的一种级联互补翻转电压跟随器的电路结构图；
图12为基于图11引入反馈电路后的级联互补翻转电压跟随器的电路结构图；
图13为本发明实施例提供的另一种级联互补翻转电压跟随器的电路结构图；
图14为基于图13引入反馈电路后的级联互补翻转电压跟随器的电路结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
正如背景技术中描述的，现有技术中，无论N型或是P型的源极跟随器，对于信号中的DC分量，其输出的共模电压比输入的共模电压存在一个等于MOS管栅源电压的差值。常规源极跟随器，输出信号仅能够跟随输入的AC分量，不能跟随输入的DC分量。
为了解决上述问题，本发明提供一种级联互补源极跟随器，所述源极跟随器包括：
至少两个MOS管组成的源极跟随器电路；
反馈电路，所述反馈电路用于对所述源极跟随器电路中提供输出电压的MOS管进行电压钳位，通过调整供给该MOS管的偏置电流，改变该MOS管的栅源电压。
由此可见，本发明实施例提供的级联互补源极跟随器中，通过将N型源极跟随器和P型源极跟随器级联，形成源极跟随器电路，并在源极跟随器电路中增加反馈电路，该反馈电路用于对源极跟随器电路中提供输出电压的MOS管进行电压钳位，通过调整供给该MOS管的偏置电流，改变该MOS管的栅源电压，从而实现输出精确跟踪输入。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参考图3和图4，图3为本发明实施例提供的控制MOS管为N型时的级联互补源极跟随器的电路结构图，图4为本发明实施例提供的控制MOS管为P型时的级联互补源极跟随器的电路结构图。
如图3或图4所示，所述源极跟随器包括：
至少两个MOS管组成的源极跟随器电路CCSF；反馈电路，所述反馈电路用于对所述源极跟随器电路CCSF中提供输出电压Vo的MOS管进行电压钳位，通过调整供给该MOS管的偏置电流，改变该MOS管的栅源电压。
进一步的，所述源极跟随器电路CCSF的输入端用于接入输入电压Vi，输出端用于提供输出电压Vo；所述反馈电路包括：运放OP和控制MOS管M3；其中，如图3所示，所述运放OP的正相输入端连接所述源极跟随器电路CCSF的输出端，其负相输入端连接所述源极跟随器电路CCSF的输入端，其输出端连接所述控制MOS管M3的栅极；所述控制MOS管M3的漏极连接所述源极跟随器电路CCSF的输出端，其漏极用于接入设定电位。其中，所述控制MOS管M3为N型，所述设定电位为接地零电位。
如图4所示，所述运放OP的正相输入端连接所述源极跟随器电路CCSF的输入端，其负相输入端连接所述源极跟随器电路CCSF的输出端，其输出端连接所述控制MOS管M3的栅极；所述控制MOS管M3的漏极连接所述源极跟随器电路CCSF的输出端，其漏极用于接入设定电位。其中，所述控制MOS管M3为P型，所述设定电位为第二电源电压VDD2。
本发明实施例中，由两个MOS管组成的源级跟随器电路CCSF具有以下两种方式：
一种方式中，如图5所示，所述源极跟随器电路包括级联的N型子源极跟随器和P型子源极跟随器；所述N型子源极跟随器包括N型MOS管M1，其源极作为所述源极跟随器电路的输出端，通过第一电流源I1接地，其漏极接入第一电源电压VDD1；所述P型子源极跟随器包括P型MOS管M2，其栅极作为所述源极跟随器电路的输入端，其源极通过第二电流源I2与第二电源电压VDD2连接，且连接所述N型MOS管M1的栅极，其漏极接地。VGS1为N型MOS管M1的栅源电压，VGS2为P型MOS管M2的栅源电压。
另一种方式中，如图6所示，所述源极跟随器电路包括级联的N型子源极跟随器和P型子源极跟随器；所述N型子源极跟随器包括N型MOS管M1，其栅极作为所述源极跟随器电路的输入端，其漏极接入第一电源电压VDD1，其源极通过第一电流源I1接地；所述P型子源极跟随器包括P型MOS管M2，其栅极连接所述N型MOS管M1的源极，其源极作为所述源极跟随器电路的输出端，且通过第二电流源I2与所述第二电源电压VDD2连接，其漏极接地。其中，VGS1为N型MOS管M1的栅源电压，VGS2为P型MOS管M2的栅源电压。
上述两种方式中，由于工艺偏差、温度变化和器件参数失配等因素的存在，VGS1和VGS2很难保证在任何条件下都能近似相等。为了在一定程度上解决该问题，保证输入输出的跟踪性能不随以上因素的变化而变化较大偏差，本发明进而引入了一个反馈电路来克服该问题。
参考图7，图7为基于图5引入反馈电路后的级联互补源极跟随器的电路结构图。为了保证在任何工艺、温度和电压条件下，输出都能近似跟踪输入，在输入和输出之间引入由运放OP和N型的控制MOS管M3构成的反馈电路。其中，运放OP的负相输入端连接P型MOS管M2的输入端，其正相输入端连接N型MOS管M1的输出端，其输出端连接控制MOS管M3的栅极，控制MOS管M3的漏极连接N型MOS管M1的输出端。
此时，N型MOS管M1的偏置电流由两部分组成，一个是固定的偏置电流，另外一个是控制MOS管M3的输出电流IM1，且IM1受反馈电路控制可变，当输出电压Vo比输入电压Vi大(小)，运放OP输出电压即控制MOS管M3的栅极电压增加(减小)，控制MOS管M3的输出电流IM1增加(降低)，相当于把M1的偏置电流增加(减小)，导致M1的栅源电压VGS1增加(减小)，由于M1的栅极电压近似不变，所以M1的源极电压，即源级跟随器电路CCSF的输出电压Vo减小(增加)。当Vo近似和Vi相等时，反馈电路处于稳定状态。该方式中，反馈电路用于对N型MOS管M1进行电压钳位，通过调整供给N型MOS管M1的偏置电流，改变N型MOS管M1的栅源电压VGS1，从而实现输出精确跟踪输入。
同理，如图8所示，图8为基于图6引入反馈电路后的级联互补源极跟随器的电路结构图。如图所示，在输入和输出之间引入由运放OP和P型的控制MOS管M3构成的反馈电路。其中，运放OP的负相输入端连接N型MOS管M1的输入端，其正相输入端连接P型MOS管M2的输出端，其输出端连接控制MOS管M3的栅极，控制MOS管M3的漏极连接P型MOS管M2的输出端。
此时，P型MOS管M2的偏置电流由两部分组成，一个是固定的偏置电流，另外一个是控制MOS管M3的输出电流IM2，且IM2受反馈电路控制可变，当输出电压Vo比输入电压Vi大(小)，运放OP输出电压即控制MOS管M3的栅极电压增加(减小)，控制MOS管M3的输出电流IM2增加(降低)，相当于把M2的偏置电流增加(减小)，导致M2的栅源电压VGS1增加(减小)，由于M2的栅极电压近似不变，所以M2的源极电压，即源级跟随器电路CCSF的输出电压Vo减小(增加)。当Vo近似和Vi相等时，反馈电路处于稳定状态。该方式中，反馈电路用于对P型MOS管M2进行电压钳位，通过调整供给P型MOS管M2的偏置电流，改变P型MOS管M2的栅源电压VGS2，从而实现输出精确跟踪输入。
参考图9和图10，图9为本发明实施例提供的一种级联互补源极跟随器引入反馈电路后的电压模型图，图10为本发明实施例提供的另一种级联互补源极跟随器引入反馈电路后的电压模型图。
如图9所示，上图横轴表示输入电压Vi，纵轴表示输出电压Vo，下图横轴表示输入电压Vi，纵轴表示输入输出差值，两图中上面的线表示没有引入反馈电路的输出电压Vo，下面的线其实是两条线近似重合到了一起，其中一条表示输入电压Vi，另一条表示引入反馈电路后的输出电压Vo。由图可知，输出电压Vo随着输入电压Vi的变化而变化，引入反馈电路后的输出电压Vo与输入电压Vi重合跟踪得比较好，输入和输出的差值保持相对稳定且差值近似为0，而没有引入反馈电路的输出电压Vo与输入电压Vi有较大区别，输出跟踪不上输入。由此可知，在级联互补源极跟随器中引入反馈电路可实现输出精确跟踪输入。
同理，如图10所示，上图横轴表示输入电压Vi，纵轴表示输出电压Vo，下图横轴表示输入电压Vi，纵轴表示输入输出差值，两图中上面的线其实是两条线近似重合到了一起，其中一条表示输入电压Vi，另一条表示引入反馈电路后的输出电压Vo，下面的线表示没有引入反馈电路的输出电压Vo。由图可知，输出电压Vo随着输入电压Vi的变化而变化，引入反馈电路后的输出电压Vo与输入电压Vi重合跟踪得比较好，输入和输出的差值保持相对稳定且差值近似为0，而没有引入反馈电路的输出电压Vo与输入电压Vi有较大区别，输出跟踪不上输入。由此可知，在级联互补源极跟随器中引入反馈电路可实现输出精确跟踪输入。
本发明实施例提出的反馈电路虽然是应用于级联互补源极跟随器(CascadeComplementary Source Follower,CCSF)的结构，但是对于功能类似的其他源极跟随器变体同样适用，比如超级跟随器(Super Source Follower，SSF)和翻转电压跟随器(FlippedVoltage Follower，FVF)，其本质也是源极跟随器，同样也可通过级联并引入反馈来实现输入输出的精确跟踪。
参考图11，图11为本发明实施例提供的一种级联互补翻转电压跟随器的电路结构图。如图所示，所述源极跟随器电路包括级联的N型子源极跟随器和P型子源极跟随器；所述N型子源极跟随器包括第一N型MOS管M1和第二N型MOS管M2；所述第一N型MOS管M1的源极连接所述源极跟随器电路的输出端，还通过第一电流源I1与第一电源电压VDD1连接，还与第二N型MOS管M2的栅极连接；所述第二N型MOS管M2的漏极连接所述源极跟随器电路的输出端，其源极接地；所述P型子源极跟随器包括第一P型MOS管M4和第二P型MOS管M5；所述第一P型MOS管M4的栅极作为源极跟随器电路的输入端，其漏极通过第二电流源I2接地，其源极连接所述第一N型MOS管M1的栅极；所述第二P型MOS管M5的栅极与所述第一P型MOS管M4的漏极连接，其源极接入第二电源电压VDD2，其漏极与所述第一P型MOS管M4的源极连接。其中，VGS1为第一N型MOS管M1的栅源电压，VGS2为第一P型MOS管M4的栅源电压。
参考图12，图12为基于图11引入反馈电路后的级联互补翻转电压跟随器的电路结构图。如图所示中，为了保证在任何工艺、温度和电压条件下，输出都能近似跟踪输入，在输入和输出之间引入由运放OP和N型的控制MOS管M3构成的反馈电路。其中，运放OP的负相输入端连接P型MOS管M4的输入端，其正相输入端连接N型MOS管M2的输出端，其输出端连接控制MOS管M3的栅极，控制MOS管M3的漏极连接N型MOS管M2的输出端，其源级接地。相似之处可参见上述级联互补源级跟随器的实施例，不再赘述。
参考图13，图13为本发明实施例提供的一种级联互补翻转电压跟随器的电路结构图。如图所示，所述源极跟随器电路包括级联的N型子源极跟随器和P型子源极跟随器；所述N型子源极跟随器包括第一N型MOS管M1和第二N型MOS管M2；所述第一N型MOS管M1的栅极作为所述源极跟随器电路的输入端，其源极连接所述第二N型MOS管M2的漏极，其漏极通过第一电流源I1与第一电源电压VDD1连接；所述第二N型MOS管M2的栅极与所述第一N型MOS管M1的漏极连接，其源极接地；所述P型子源极跟随器包括第一P型MOS管M4和第二P型MOS管M5；所述第一P型MOS管M4的栅极连接所述第一N型MOS管M1的源极，其源极连接所述源极跟随器电路的输出端，其漏极通过第二电流源I2接地；所述第二P型MOS管M5的栅极连接所述第一P型MOS管M4的漏极，其源极连接第二电源电压VDD2，其漏极连接所述第一P型MOS管M4的源极。其中，VGS1为第一N型MOS管M1的栅源电压，VGS2为第一P型MOS管M4的栅源电压。
参考图14，图14为基于图11引入反馈电路后的级联互补翻转电压跟随器的电路结构图。如图所示中，为了保证在任何工艺、温度和电压条件下，输出都能近似跟踪输入，在输入和输出之间引入由运放OP和P型的控制MOS管M3构成的反馈电路。其中，运放OP的负相输入端连接N型MOS管M1的输入端，其正相输入端连接P型MOS管M5的输出端，其输出端连接控制MOS管M3的栅极，控制MOS管M3的漏极连接P型MOS管M5的输出端，其源级连接第三电源电压VDD3。相似之处可参见上述级联互补源级跟随器的实施例，不再赘述。
根据上述描述可知，本发明实施例提供的级联互补源极跟随器中，具有源极跟随器电路和反馈电路，该反馈电路用于对源极跟随器电路中提供输出电压的MOS管进行电压钳位，通过调整供给该MOS管的偏置电流，改变该MOS管的栅源电压，从而实现输出精确跟踪输入。
基于上述实施例，本发明另一个实施例还提供了一种控制电路，所述控制电路包括上述任意一个实施例中所述的源极跟随器，相关之处可参见上述级联互补源级跟随器。所述源极跟随器可用于作为电路的电压缓冲器、驱动电容或者电阻负载。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的控制电路而言，由于其与实施例公开的源极跟随器相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见源极跟随器部分说明即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种级联互补源极跟随器，其特征在于，包括：
至少两个MOS管组成的源极跟随器电路；
反馈电路，所述反馈电路用于对所述源极跟随器电路中提供输出电压的MOS管进行电压钳位，通过调整供给该MOS管的偏置电流，改变该MOS管的栅源电压。
2.根据权利要求1所述的源极跟随器，其特征在于，所述源极跟随器电路的输入端用于接入输入电压，输出端用于提供输出电压；
所述反馈电路包括：运放和控制MOS管；
其中，所述运放的正相输入端连接所述源极跟随器电路的输出端，其负相输入端连接所述源极跟随器电路的输入端，其输出端连接所述控制MOS管的栅极；所述控制MOS管的漏极连接所述源极跟随器电路的输出端，其漏极用于接入设定电位。
3.根据权利要求2所述的源极跟随器，其特征在于，所述控制MOS管为N型，所述设定电位为接地零电位。
4.根据权利要求3所述的源极跟随器，其特征在于，所述源极跟随器电路包括级联的N型子源极跟随器和P型子源极跟随器；
所述N型子源极跟随器包括N型MOS管，其源极作为所述源极跟随器电路的输出端，通过第一电流源接地，其漏极接入第一电源电压；
所述P型子源极跟随器包括P型MOS管，其栅极作为所述源极跟随器电路的输入端，其源极通过第二电流源与第二电源电压连接，且连接所述N型MOS管的栅极，其漏极接地。
5.根据权利要求3所述的源极跟随器，其特征在于，所述源极跟随器电路包括级联的N型子源极跟随器和P型子源极跟随器；
所述N型子源极跟随器包括第一N型MOS管和第二N型MOS管；所述第一N型MOS管的源极连接所述源极跟随器电路的输出端，还通过第一电流源与第一电源电压连接，还与第二N型MOS管的栅极连接；所述第二N型MOS管的漏极连接所述源极跟随器电路的输出端，其源极接地；
所述P型子源极跟随器包括第一P型MOS管和第二P型MOS管；所述第一P型MOS管的栅极作为源极跟随器电路的输入端，其漏极通过第二电流源接地，其源极连接所述第一N型MOS管的栅极；所述第二P型MOS管的栅极与所述第一P型MOS管的漏极连接，其源极接入第二电源电压，其漏极与所述第一P型MOS管的源极连接。
6.根据权利要求2所述的源极跟随器，其特征在于，所述控制MOS管为P型，所述设定电位为第二电源电压。
7.根据权利要求6所述的源极跟随器，其特征在于，所述源极跟随器电路包括级联的N型子源极跟随器和P型子源极跟随器；
所述N型子源极跟随器包括N型MOS管，其栅极作为所述源极跟随器电路的输入端，其漏极接入第一电源电压，其源极通过第一电流源接地；
所述P型子源极跟随器包括P型MOS管，其栅极连接所述N型MOS管的源极，其源极作为所述源极跟随器电路的输出端，且通过第二电流源与所述第二电源电压连接，其漏极接地。
8.根据权利要求6所述的源极跟随器，其特征在于，所述源极跟随器电路包括级联的N型子源极跟随器和P型子源极跟随器；
所述N型子源极跟随器包括第一N型MOS管和第二N型MOS管；所述第一N型MOS管的栅极作为所述源极跟随器电路的输入端，其源极连接所述第二N型MOS管的漏极，其漏极通过第一电流源与第一电源电压连接；所述第二N型MOS管的栅极与所述第一N型MOS管的漏极连接，其源极接地；
所述P型子源极跟随器包括第一P型MOS管和第二P型MOS管；所述第一P型MOS管的栅极连接所述第一N型MOS管的源极，其源极连接所述源极跟随器电路的输出端，其漏极通过第二电流源接地；所述第二P型MOS管的栅极连接所述第一P型MOS管的漏极，其源极连接第二电源电压，其漏极连接所述第一P型MOS管的源极。
9.一种控制电路，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的源极跟随器。
CN201911234805.1A 2019-12-05 2019-12-05 级联互补源极跟随器以及控制电路 Active CN110908423B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911234805.1A CN110908423B (zh) 2019-12-05 2019-12-05 级联互补源极跟随器以及控制电路
US16/748,015 US10879890B1 (en) 2019-12-05 2020-01-21 Cascade complementary source follower and controlling circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911234805.1A CN110908423B (zh) 2019-12-05 2019-12-05 级联互补源极跟随器以及控制电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110908423A true CN110908423A (zh) 2020-03-24
CN110908423B CN110908423B (zh) 2022-03-08

Family

ID=69822777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911234805.1A Active CN110908423B (zh) 2019-12-05 2019-12-05 级联互补源极跟随器以及控制电路

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10879890B1 (zh)
CN (1) CN110908423B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114995576A (zh) * 2022-05-09 2022-09-02 贵州振华风光半导体股份有限公司 适应低电压工作的双向自偏置双极性电流镜电路

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11146262B1 (en) * 2020-07-16 2021-10-12 Xilinx, Inc. Low-noise reference voltage generator
CN116155262A (zh) * 2022-12-08 2023-05-23 苏州迅芯微电子有限公司 双源跟随器、缓冲电路以及模数转换器
CN115903984B (zh) * 2022-12-21 2023-08-04 桂林海纳德半导体科技有限公司 一种自适应型超级源跟随电路及ldo稳压芯片

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1808894A (zh) * 2005-01-18 2006-07-26 瑞昱半导体股份有限公司 源极跟随器及其稳定电流反馈电路
CN106788434A (zh) * 2016-12-19 2017-05-31 电子科技大学 一种源极跟随器缓冲电路
CN107426513A (zh) * 2017-07-25 2017-12-01 京东方科技集团股份有限公司 有源像素传感器及其驱动方法
CN107463199A (zh) * 2016-06-02 2017-12-12 辛纳普蒂克斯日本合同会社 串联调节器以及半导体集成电路
CN110212876A (zh) * 2019-06-24 2019-09-06 南京芯耐特半导体有限公司 带内置负反馈的跟随器电路结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1808894A (zh) * 2005-01-18 2006-07-26 瑞昱半导体股份有限公司 源极跟随器及其稳定电流反馈电路
CN107463199A (zh) * 2016-06-02 2017-12-12 辛纳普蒂克斯日本合同会社 串联调节器以及半导体集成电路
CN106788434A (zh) * 2016-12-19 2017-05-31 电子科技大学 一种源极跟随器缓冲电路
CN107426513A (zh) * 2017-07-25 2017-12-01 京东方科技集团股份有限公司 有源像素传感器及其驱动方法
CN110212876A (zh) * 2019-06-24 2019-09-06 南京芯耐特半导体有限公司 带内置负反馈的跟随器电路结构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114995576A (zh) * 2022-05-09 2022-09-02 贵州振华风光半导体股份有限公司 适应低电压工作的双向自偏置双极性电流镜电路
CN114995576B (zh) * 2022-05-09 2023-09-15 贵州振华风光半导体股份有限公司 适应低电压工作的双向自偏置双极性电流镜电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN110908423B (zh) 2022-03-08
US10879890B1 (en) 2020-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110908423B (zh) 级联互补源极跟随器以及控制电路
CN108599728B (zh) 一种具有限流和钳位功能的误差放大器
CN108776506B (zh) 一种高稳定性的低压差线性稳压器
DE102014102528B4 (de) Vorrichtungen und verfahren zur pufferlinearisierung
CN101533285B (zh) 一种基准电压缓冲电路
CN104679086A (zh) 一种快速瞬态响应cmos低压差线性稳压器
CN104750148A (zh) 一种低压差线性稳压器
CN104426523A (zh) 具有减小的抖动的波形转换电路
CN213634248U (zh) 适用于ldo电路的增强型缓冲器及其ldo电路
US6518817B2 (en) Voltage buffer
CN111181553A (zh) 一种基于有源电感负载的环形振荡器延迟单元
CN104881070A (zh) 一种适用于mems应用的超低功耗ldo电路
CN106774572B (zh) 米勒补偿电路及电子电路
CN106487374B (zh) 一种高速模拟电压信号缓冲器、芯片及通信终端
Carlos et al. Super class AB transconductor with slew-rate enhancement using QFG MOS techniques
CN212586761U (zh) 一种基于低压放大器的易集成稳压电路
US4529948A (en) Class AB amplifier
CN217484784U (zh) 低功耗高瞬态响应无片外电容低压差线性稳压器
US6933708B2 (en) Voltage regulator with reduced open-loop static gain
CN114840051A (zh) 低功耗高瞬态响应无片外电容低压差线性稳压器
CN115756051A (zh) 具有公共栅极阶段反馈的翻转电压跟随器
CN109283965A (zh) 一种低压降镜像电流源电路
CN213717928U (zh) 驱动电路及存储芯片
CN106374870B (zh) 晶体振荡器
TW201931768A (zh) 高速內遲滯型比較器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant