CN112055962B - 放大器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是简化放大器增益的调节。在第一晶体管中，施加的输入信号被输入到其栅极端子并且取决于输入信号的电流流动。负载部连接到第一晶体管的漏极端子。在第二晶体管中，栅极端子连接到负载部，并且取决于第一晶体管的漏极端子的电压变化的电流流动。第一晶体管的源极端子和第二晶体管的漏极端子共同连接到第一电阻，并且来自第一晶体管和第二晶体管的电流流入第一电阻。第三晶体管提供基本上等于第二晶体管的电流的电流。从第三晶体管提供的电流被输出到输出端。

Description

放大器

技术领域

本公开涉及一种放大器。具体地，本公开涉及一种用于检测噪声等的放大器。

背景技术

传统上，使用降低噪声影响的电子装置。例如，在照相机等中使用的成像装置包括二维布置的像素，每个像素产生图像信号。在成像时，许多像素各自同时产生图像信号。因此，负载变化增加，并且向成像装置供电的电源电路的电源电压也存在变化。当像素中产生的图像信号由于电源电压的变化而改变时，图像信号被噪声污染，这使得图像的质量降低。因此，使用这样的成像装置，该成像装置检测电源电压的变化并基于检测到的电源电压的变化补偿图像信号的变化。

在执行将从像素输出的图像信号转换为数字图像信号的模数转换时，可以对图像信号的变化进行补偿。例如，使用通过耦接电容器连接到上述电源的放大器来检测电源电压的变化，并且根据检测到的电源电压的变化来调节用于执行模数转换的参考信号。已经提出了执行这样的处理以消除电源电压变化的影响的成像装置(例如，参考专利文献1)。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请特开第2018-019335号

发明内容

发明解决的技术问题

在上述相关技术中公开的检测电源电压变化的放大器的情况下，电源电压的变化量作为输入信号施加到MOS晶体管的栅极。恒流电路连接到MOS晶体管的漏极端子以提供漏极电流。通过电流镜电路输出对应于基于MOS晶体管放大的输入信号的漏极电流与恒流电路提供的电流之差的电流。该输出电流是通过检测作为输入信号的电源电压的变化而获得的信号(输出电流)。在上述相关技术中，通过根据输出电流调节参考信号的波形来补偿电源电压的变化。

然而，上述相关技术存在增益调节困难的问题，因为输入信号在放大器中被放大时的增益取决于MOS晶体管的互导(gm)。因此，存在问题即参考信号没有被充分调节并因此图像信号受到噪声的极大影响。

鉴于上述问题完成了本公开，并且本公开的目的在于容易地调节放大器的增益。

解决问题的技术手段

完成本公开以解决上述问题，并且本公开的第一方面是一种放大器，该放大器包括输入端，输入信号被施加到该输入端；低频放大器电路，包括第一晶体管，该第一晶体管具有栅极端子，所施加的输入信号被输入到栅极端子，第一晶体管是取决于所施加的输入信号的电流流经的晶体管；负载部，被连接到第一晶体管的漏极端子；第二晶体管，其栅极端子被连接到负载部，第二晶体管是取决于第一晶体管的漏极端子的电压变化的电流流经的晶体管；第一电阻，第一晶体管的源极端子和第二晶体管的漏极端子共同连接至第一电阻，第一电阻是来自第一晶体管的电流和来自第二晶体管的电流流过的电阻；以及第三晶体管，提供与第二晶体管的电流大致相等的电流；高频放大器电路，包括恒流电路；串联连接到输入端和恒流电路的第四晶体管，第四晶体管是来自恒流电路的偏置电流流过的晶体管；第一电容器，与恒流电路并联连接，并使输入信号中的交流信号流入第四晶体管；第五晶体管，与第四晶体管形成电流镜电路，并提供取决于流过第四晶体管的电流的电流；以及输出端，输出由第三晶体管提供的电流和由第五晶体管提供的电流。

此外，在第一方面中，可以进一步包括连接到输出端并将输出电流转换为电压的第二电阻。

此外，在第一方面中，低频放大器电路还可以包括连接在输入端和第一晶体管的栅极端子之间的第二电容器，以及向第一晶体管的栅极端子提供偏置电压的偏置电路。

此外，在第一方面中，负载部可以由恒流电路形成。

此外，在第一方面中，高频放大器电路的恒流电路可由电流镜电路形成，该电流镜电路使取决于流过第三晶体管的电流的电流流动，并且第三晶体管可以通过高频放大器电路将电流提供给输出端。

此外，在第一方面中，低频放大器电路可进一步包括以共源共栅布置的方式连接到第一晶体管的第六晶体管。

此外，在第一方面中，低频放大器电路可以进一步包括向第一晶体管提供偏置电流的第二恒流电路。

负载部连接到第一晶体管的漏极端子，并且第一电阻连接到第一晶体管的源极端子。输入信号被施加到第一晶体管的栅极端子。由于第二晶体管的栅极端子连接到负载部，所以取决于第一晶体管的漏极端子的电压变化的电流流过第二晶体管。第二晶体管的漏极端子连接到第一电阻，并且第二晶体管的输出电流被串联反馈到第一晶体管。因此，如果忽略第一晶体管的偏移(offset)电压，则输入信号的电压将近似等于第一电阻的端子电压。换言之，通过将输入信号除以第一电阻的电阻值所获得的值等于第二晶体管的漏极端子的电流。

从第三晶体管提供与第二晶体管的漏极端子的电流相等的电流作为输出电流，因此，输入电压与输出电流之比取决于第一电阻的值。期望独立于第一晶体管的gm来调节增益。

本发明的有利效果

本公开提供了容易地调节放大器的增益的优异效果。

附图说明

图1示出了可以应用本公开的拍摄装置的配置示例。

图2示出了根据本公开的实施方式的AD转换的示例。

图3示出了根据本公开的第一实施方式的放大器的配置示例的电路图。

图4示出了根据本公开的第一实施方式的放大器的特性的示例。

图5示出了根据本公开的第二实施方式的放大器的配置示例的电路图。

图6示出了根据本公开的第三实施方式的放大器的配置示例的电路图。

图7示出了根据本公开的第四实施方式的放大器的配置示例的电路图。

具体实施方式

接下来，将参考附图描述用于实现本公开的方式(下文称为实施方式)。在附图中，相同或相似的部分将由相同或相似的附图标记表示。然而，附图是示意性的，并且例如各个组件的尺寸之比不必与实际的相同。此外，当然，某个图和另一个图对于同一部分具有不同的尺寸关系和不同的尺寸比率。此外，将按以下顺序描述实施方式。

1.第一实施方式

2.第二实施方式

3.第三实施方式

4.第四实施方式

<1.第一实施方式>

[拍摄装置的配置]

图1示出了可以应用本公开的拍摄装置的配置示例。图中的成像装置1包括像素阵列2、控制器3、模数转换器(AD转换器)4、参考信号发生器5、电源6、噪声检测器7和加法器8。注意，后面描述的放大器100应用于噪声检测器7。

像素阵列2包括排列成二维网格的像素21。这里，像素21根据照射光产生图像信号。像素21包括对照射光执行光电转换的光电二极管；以及从由光电转换产生的电荷产生图像信号的像素电路。像素阵列2包括排列成XY矩阵并相对于像素21布线的信号线11和12。信号线11是传输像素21的控制信号的信号线。信号线11针对布置成像素阵列2的像素21的每一行布置，并且对于布置在每一行中的像素21共有而布线。信号线12是传输由像素21产生的图像信号的信号线。信号线12针对布置成像素阵列2的像素21的每一列布置并且对于布置在每一列中的像素21共有而布线。像素21基于来自后述的控制器3的控制信号进行光电转换，并将生成的图像信号输出到信号线12。

控制器3生成像素21的控制信号。控制器3通过信号线11向每个像素21发送控制信号。

AD转换器4进行将由像素21产生的模拟图像信号转换为数字图像信号的AD转换。针对像素阵列2的每一列布置AD转换器4，并且连接到该列的信号线12。该图以一个AD转换器4为例。AD转换器4包括比较器41、计数部42和保持部43。比较器41比较模拟图像信号和参考信号。这里，参考信号是用作AD转换的参考的信号。电压以斜坡方式变化的信号可用作参考信号。比较器41将比较结果输出到计数部42。计数部42测量从比较器41开始执行比较到输出比较结果的时间，并输出测量结果。可以通过对时钟信号进行计数来进行测量。保持部43将计数部42的测量结果作为数字图像信号来保持。保持部43在规定的定时输出保持的数字图像信号。输出的数字图像信号为成像装置1的输出信号。后面将详细描述由AD转换器4执行的AD转换。

参考信号发生器5产生参考信号。产生的参考信号通过信号线13提供给后面描述的加法器8。

电源6为成像装置1供电。电源6通过电源线14向控制器3等供电。

噪声检测器7检测成像装置1的噪声。噪声检测器7将电源6的电源电压的变化检测为噪声。如上所述，多个像素21布置成像素阵列2，并且由共同的控制信号驱动。电源6的电源电压由于此时引起的负载变化而变化。电源电压的变化使得从像素21输出的模拟图像信号变化。换言之，噪声被叠加在图像信号上。电源线14与噪声检测器7连接，噪声检测器7检测电源电压的变化量。通过信号线15将检测到的电源电压的变化量提供给加法器8。

加法器8将噪声检测器7检测到的电源电压的变化量与参考信号发生器5生成的参考信号相加。这使得校正由参考信号发生器5产生的参考信号。校正后的参考信号通过信号线16提供给比较器41。

基于校正的参考信号执行上述AD转换，使得可以消除图像信号的变化，从而降低噪声的影响。

[AD转换]

图2示出根据本公开的实施方式的AD转换的示例。该图示出了在参考图1描述的成像装置1中对图像信号执行的AD转换。在图中，“像素21的输出图像信号”表示从像素21输出的模拟图像信号，并且表示通过信号线12传输的信号。“参考信号”表示输入到比较器41的参考信号，并且表示通过信号线16传输的信号。其中以斜坡方式降低电压的信号可用作参考信号。“比较器41的输出”表示比较器41的输出信号。“计数部42的输出”表示由计数部42输出的数字信号。“保持部43的输出”表示由保持部43保持和输出的数字信号。“电源电压”表示电源6的电源电压，并且表示电源线14的电压。

描述了在成像装置1中执行的AD转换。在初始状态，参考信号发生器5输出最大电压，比较器41输出逻辑“0”。计数部42被初始化为使得值显示为“n”。首先，在T1，由于控制器3执行的控制，开始从像素21输出模拟图像信号。在经过指定的稳定(settling)时间之后，在T2，开始输出参考信号，并且由比较器41执行的模拟图像信号和参考信号的比较开始。此外，开始由计数部42进行的计数(倒计数)。如图所示，当开始AD转换时，参考信号的电压高于模拟图像信号的电压。因此，比较器41输出值“0”。

接着，在T3，当参考信号的电压低于模拟图像信号的电压时，比较器41的输出改变为值“1”。换言之，输出比较的结果。响应于此，计数部42停止执行计数，并且将计数值输出到保持部43。如上所述，计数部42测量从AD转换开始到由比较器41执行的比较结果的输出的时间。由于测量时间与图像信号的电压成比例，因此可以通过输出与测量时间对应的数字信号来执行AD转换。具体地，保持在保持部43中的数字信号的补数(complement)可用于数字图像信号。

当如图中虚线所示电源电压降低时，如虚线所示的，像素21的输出图像信号也降低。在这种情况下，上述降低对比较器41执行的比较结果的影响可以通过类似地降低参考信号的电压来消除。如上所述，根据电源电压的变化调节参考信号使得可以减小电源电压的变化(噪声)的影响。

[放大器的配置]

图3是示出根据本公开的第一实施方式的放大器的配置示例的电路图。图中的放大器100包括输入端101、低频放大器电路103、高频放大器电路104、输出端102和电阻132。

输入端101是施加有输入信号的端子。电源线14连接到输入端101，并且来自电源6的电源电压施加到输入端101。

低频放大器电路103是主要放大来自输入端101的输入信号中的低频信号成分的电路。低频放大器电路103将输入信号的电压放大，将电压转换为电流，将电流输出至输出端102。

高频放大器电路104是对来自输入端101的输入信号中的高频信号成分进行放大的电路。与低频放大器电路103的情况一样，高频放大器电路104同样放大输入信号，然后将输入信号转换为电流，并将电流输出到输出端102。

输出端102是放大器100的输出端。向输出端102提供有低频放大器电路103的输出电流和高频放大器电路104的输出电流。另外，信号线15连接到输出端102。

电阻132是将从输出端102输出的电流转换为电压的电阻。电阻132的一端连接到输出端102，另一端接地。来自低频放大器电路103的电流和来自高频放大器电路104的电流共同流过电阻132。因此，低频放大器电路103和高频放大器电路104并联连接在输入端101和输出端102之间。

该图进一步示出了参考图1描述的参考信号发生器5。参考信号发生器5包括电流源，该电流源将电流提供给电阻132，并且能够通过以斜坡方式改变提供给电阻132的电流来向信号线15输出电压以斜坡方式改变的参考信号。此外，如上所述，由于放大器100的输出电流进一步流过电阻132，因此参考信号和由放大器100检测到的电源电压的变化量在电阻132中相加。电阻132形成参考图1描述的加法器8。

低频放大器电路103包括MOS晶体管111～113、电阻131、电容器141和142、恒流电路153和偏置电路105。可以使用n-沟道MOS晶体管作为MOS晶体管111。可以使用p-沟道MOS晶体管作为MOS晶体管112和113。MOS晶体管的栅极端子、漏极端子和源极端子在下文中分别缩写为栅极、漏极和源极。偏置电路105包括开关151和电压源152。此外，在低频放大器电路103中布置有电源线Vdd。通过将电源线Vdd连接到与参考图1描述的电源6不同的电源来为低频放大器电路103供电。注意，电源线Vdd可以连接到输入端101以从图1的电源6向低频放大器电路103供电。

注意，MOS晶体管111是根据本公开的实施方式的第一晶体管的示例。MOS晶体管112是根据本公开的实施方式的第二晶体管的示例。MOS晶体管113是根据本公开的实施方式的第三晶体管的示例。恒流电路153是根据本公开的实施方式的负载部的示例。电阻131是根据本公开的实施方式的第一电阻的示例。电阻132是根据本公开的实施方式的第二电阻的示例。

电容器141的一端连接到输入端101，另一端连接至MOS晶体管111的栅极和开关151的一端。电压源152连接到开关151的另一端。MOS晶体管111的源极连接到MOS晶体管112的漏极和电阻131的一端。电阻131的另一端接地。并联的恒流电路153和电容142连接在电源线Vdd和MOS晶体管111的漏极之间。MOS晶体管112的栅极和MOS晶体管113的栅极进一步连接到MOS晶体管111的漏极。MOS晶体管112和MOS晶体管113的源极共同连接到电源线Vdd。MOS晶体管113的漏极连接到输出端102。

电容器141是将MOS晶体管111连接到输入端101的耦接电容器。电容器141将输入信号中的交流信号传输至MOS晶体管111的栅极。

MOS晶体管111是放大输入信号的晶体管。通过恒流电路153向MOS晶体管111的漏极供电，并且电阻131连接到MOS晶体管111的源极。对应于由电容器141输入的输入信号的漏极电流流过MOS晶体管111。

恒流电路153向MOS晶体管111提供规定的电流。此外，恒流电路153作为MOS晶体管111的负载工作。电容器142与恒流电路153并联连接。电容器142是在高频范围内降低MOS晶体管111的负载阻抗以将低频放大器电路103的频率范围限制在高频范围内的电容器。

偏置电路105是向MOS晶体管111的栅极提供偏置电压的电路。如上所述，偏置电路105包括开关151和电压源152。电压源152是为MOS晶体管111提供偏置电压的电压源。由于电压源152提供的偏置电压，大约等于恒流电路153的输出电流的漏极电流流过MOS晶体管111。开关151是将来自电压源152的偏置电压施加到MOS晶体管111的栅极的开关。当开关151处于导通状态时，偏置电压被充电到MOS晶体管111和电容器141的输入电容(Cgs)。之后，开关151变为非导通状态，这使得可以增加低频放大器电路103的输入阻抗。在开关151处于导通状态的情况下，偏置电压通常可以被充电到Cgs，并且当执行噪声检测(例如参考图2描述的电源电压的变化)时，开关151可以被置于非导通状态。当执行噪声检测时，可以获得高输入阻抗的放大器100，从而减小误差。

注意，偏置电路105的配置不限于此示例。例如，可以使用具有相对高的电阻值的电阻来代替开关151。

MOS晶体管112是栅极与构成MOS晶体管111的漏极的负载的恒流电路153连接的晶体管，是与MOS晶体管111的漏极电压对应的漏极电流流过的晶体管。MOS晶体管112的漏极电流被提供给连接到MOS晶体管111的源极的电阻131。换言之，MOS晶体管112放大MOS晶体管111的漏极电压的变化，将MOS晶体管111的漏极电压的变化转换为电流的变化，并将其反馈到MOS晶体管111的源极。因此，MOS晶体管111的栅极和源极之间的电压Vgs保持在基本恒定的电压，并且可以减小MOS晶体管的表观输入电容。这使得可以减小电容器141的电容，从而减小放大器100的占用面积。

MOS晶体管113是向输出端102提供电流的晶体管。MOS晶体管113的栅极连接到MOS晶体管112的栅极，MOS晶体管113的源极连接到电源线Vdd，与MOS晶体管112的情况一样。由于MOS晶体管112和113具有相同的特性，因此MOS晶体管113可以提供与MOS晶体管112的漏极电流基本相同的漏极电流。

MOS晶体管113的漏极电流经由输出端102流过电阻132，并被转换为输出电压。如上所述，MOS晶体管113的漏极电流近似等于MOS晶体管112的漏极电流。因此，低频放大器电路103的输出电压Vo的变化(ΔVo)可以由下式表示。

ΔVo＝ΔIo×132＝ΔIs×R132

这里，ΔIo和ΔIs分别表示MOS晶体管111的输出电流的变化和源极电流的变化。此外，R132表示电阻132的电阻值。

另一方面，低频放大器电路103的输入电压Vi的变化(ΔVi)可由下式表示。

ΔVi＝ΔIs×R131

这里，R131表示电阻131的电阻值。低频放大器电路103的增益G可以由下式表示。

G＝ΔVo/ΔVi＝R132/R131

换言之，低频放大器电路103的增益由电阻131和132之间的比确定。根据输入信号的电平，即，检测到的噪声的电压，可以容易地调节低频放大器电路103的增益。此外，可以减小低频放大器电路103的增益的变化，因为增益不依赖于MOS晶体管111的gm。

注意，还可以通过调节MOS晶体管112和113之间的gm比来调节增益。原因是由于相同的栅极电压被施加到MOS晶体管112和113，因此对应于MOS晶体管112和113之间的gm比的漏极电流作为输出电流流过MOS晶体管113。当省略电阻132且使用电流输出型放大器作为放大器100时，可通过调节MOS晶体管112和113之间的gm比来有利地调节增益。

高频放大器电路104包括MOS晶体管114和115、恒流电路154和电容器143。p-沟道MOS晶体管可用作MOS晶体管114及115。

MOS晶体管114和MOS晶体管115的源极共同连接到输入端101。并联的恒流电路154和电容143连接在MOS晶体管114的漏极和地之间。MOS晶体管114的栅极和MOS晶体管115的栅极进一步连接到MOS晶体管114的漏极。MOS晶体管115的漏极连接到输出端102。

注意，MOS晶体管114是根据本公开的实施方式的第四晶体管的示例。MOS晶体管115是根据本公开的实施方式的第五晶体管的示例。电容器143是根据本公开的实施方式的第一电容器的示例。

恒流电路154是使规定电流流入MOS晶体管114的漏极的电路。恒流电路154使指定的偏置电流从输入端101流入MOS晶体管114。

电容器143是使输入信号中的交流信号绕过恒流电路154的电容器。通过将电容器143连接到MOS晶体管114的漏极，输入信号的交流信号进一步流过MOS晶体管114。

MOS晶体管115是其漏极连接到输出端102的晶体管，并且是与MOS晶体管114形成电流镜的晶体管。具有与MOS晶体管114的漏极电流基本相同的值的漏极电流流过MOS晶体管115。换言之，基本上等效于经由电容器143流过MOS晶体管114的交流信号的电流也流过MOS晶体管115。交流信号被提供给输出端102。这使得高频放大器电路104能够从输入信号检测与电容器143的电容相对应的频率的信号，并输出所检测的信号。电容器143的电容的选择使得能够容易地调节高频放大器电路104的频率范围。此外，由于电容器143连接到除了输出端102之外的节点，因此可以将电容器143的电容与高频放大器电路104的输出端102的电容分开。可以减小从高频放大器电路104的输出侧看时的电容，从而减小由参考信号发生器5产生的参考信号的稳定时间。能够高精度地生成参考信号。

此外，电流镜的镜像比的改变使得可以调节高频放大器电路104的增益。例如，可以通过与镜像目的地的MOS晶体管115并联连接一MOS晶体管来增加提供给输出端102的电流，从而获得具有大于1的值的增益。

[放大器的频率特性]

图4示出了根据本公开的第一实施方式的放大器的特性的示例。该图示出了放大器100的频率特性。图中的水平轴和垂直轴分别表示频率和增益。图中的曲线图301是表示放大器100的特性的曲线图。图中的低频范围主要是低频放大器电路103放大输入信号的范围，图中的高频范围主要是高频放大器电路104放大输入信号的范围。通过调节参考图3描述的电阻131和132之间的比或MOS晶体管112和113之间的gm比，可以在图中的低频范围内调节放大器100的增益302。此外，通过改变参考图3描述的MOS晶体管115和114之间的镜像比，可以调节图中高频范围中的增益303。可以通过调节图3的电容器142和143的电容来改变高频范围和低频范围的交叉频率。

例如，当在低频放大器电路103中省略电容器142时，可以获得低频放大器电路103的增益302延伸到高频范围的特性。

注意，放大器100的配置不限于此示例。例如，可以省略低频放大器电路103或高频放大器电路104。

如上所述，本公开的第一实施方式的放大器100使得能够通过改变电阻131和132之间的比或MOS晶体管112和113之间的gm比来调节低频范围的增益。此外，可以通过改变MOS晶体管114和115之间的镜像比来调节高频范围的增益。由此，能够容易地根据检测到的噪声来调节增益，从而降低噪声对图像信号的影响。

<2.第二实施方式>

在上述第一实施方式的放大器100中，低频放大器电路103和高频放大器电路104并联连接。另一方面，本公开的第二实施方式的放大器100与上述第一实施方式的不同之处在于，低频放大器电路103和高频放大器电路104以共源共栅(cascade)布置彼此连接。

[放大器的结构]

图5是示出根据本公开的第二实施方式的放大器的配置示例的电路图。图中的放大器100与参考图3描述的放大器100的不同之处在于，布置了MOS晶体管117来代替恒流电路154，并且还包括MOS晶体管116。n-沟道MOS晶体管可以用作MOS晶体管116和117。

MOS晶体管113的漏极连接到MOS晶体管116的漏极和栅极以及MOS晶体管117的栅极。MOS晶体管116和117的源极接地。MOS晶体管117的漏极连接到电容器143的一端、MOS晶体管114的漏极和栅极以及MOS晶体管115的栅极。对于其他元件，连接类似于参考图3描述的放大器100中建立的连接。由此，省略说明。

MOS晶体管116、117构成电流镜电路。由MOS晶体管113提供的电流流经MOS晶体管116，并且相同的电流进一步流经MOS晶体管117。换言之，低频放大器电路103的输出电流是高频放大器电路104的MOS晶体管114的偏置电流。因此，低频放大器电路103的输出被传输到高频放大器电路104，并且低频放大器电路103和高频放大器电路104以共源共栅布置彼此连接。使用低频放大器电路103的输出电流作为高频放大器电路104的MOS晶体管114的偏置电流使得能够减少放大器100消耗的电流。此外，由于仅将高频放大器电路104的输出电流提供给电阻132，因此可以增加电阻132的电阻值。由此，能够减小参考信号发生器5的输出电流。

注意，由MOS晶体管116和117形成的电流镜电路是根据本公开的实施方式的电流镜电路的示例。

除了上述点之外，放大器100具有与本公开的第一实施方式中描述的放大器100的配置类似的配置。由此，省略说明。

如上所述，本公开的第二实施方式的放大器100通过以共源共栅布置彼此连接的低频放大器电路103和高频放大器电路104来减小输出电流。由此，能够降低放大器100的功耗。

<3.第三实施方式>

上述第一实施方式的放大器100仅在低频放大器电路103的第一级中使用MOS晶体管111。另一方面，本公开的第三实施方式的放大器100与上述第一实施方式的不同之处在于使用通过组合多个MOS晶体管获得的电路。

[放大器的配置]

图6是示出根据本公开的第三实施方式的放大器的配置示例的电路图。图中的放大器100与参考图3描述的放大器100的不同之处在于进一步包括MOS晶体管118～120和偏置电路106。可以使用p-沟道MOS晶体管作为MOS晶体管119和120。可以使用n-沟道MOS晶体管作为MOS晶体管118。注意，偏置电路105和高频放大器电路104被简化。

MOS晶体管111的漏极连接到MOS晶体管118的源极和MOS晶体管120的漏极。MOS晶体管118的漏极连接到MOS晶体管119的漏极、MOS晶体管112的栅极、MOS晶体管113的栅极和电容器142的一端。MOS晶体管119的源极连接到电阻133的一端，电阻133的另一端连接到电源线Vdd。MOS晶体管120的源极连接到电阻134的一端，电阻134的另一端连接到电源线Vdd。此外，MOS晶体管118～120的栅极各自连接到偏置电路106。对于其他元件，连接类似于参考图3描述的放大器100中建立的连接。由此，省略说明。

偏置电路106是向MOS晶体管118～120的栅极提供偏置电压的电路。

MOS晶体管118是以共源共栅布置连接到MOS晶体管111的晶体管。通过将MOS晶体管118连接到MOS晶体管111的漏极，可以减小MOS晶体管111的输入电容，从而减小电容器141的电容。

此外，串联连接的MOS晶体管119和电阻133以及偏置电路106表示参考图3描述的恒流电路153的具体配置。该恒流电路调节自身的内阻以使规定的电流流动。具体地，MOS晶体管119的内阻的调节使得调节施加到MOS晶体管111的电压并使流过MOS晶体管111的电流保持恒定。通过将电阻(电阻133)串联连接到形成这种恒流电路的MOS晶体管119的源极，可以减小MOS晶体管119的表观gm。这使得能够降低噪声。

另一方面，由于MOS晶体管119、118和111串联连接，当电源线Vdd的电源电压低时，存在提供给MOS晶体管111的电流将变得不足的可能性。因此，串联连接的MOS晶体管120和电阻134被添加以将恒定电流供应到MOS晶体管111的漏极。换句话说，通过绕过以共源共栅布置连接的MOS晶体管118等，将电流供应到MOS晶体管111。由此，能够弥补MOS晶体管111的供给电流的不足。可以增加电阻133和134的电阻值，从而降低噪声。

注意，串联连接的MOS晶体管120和电阻134是根据本公开的实施方式的第二恒流电路的示例。

除了上述点之外，放大器100具有与本公开的第一实施方式中描述的放大器100的配置类似的配置。由此，省略说明。

如上所述，本公开的第三实施方式的放大器100使得能够通过布置以共源共栅布置连接的MOS晶体管118来减小输入电容。由此，能够减小电容器141的电容。此外，可以通过进一步布置恒流电路来降低噪声。

<4.第四实施方式>

上述第一实施方式的放大器100使用并联连接的MOS晶体管112和113。另一方面，根据本公开第四实施方式的放大器100在添加电流镜方面不同于第一实施方式。

[放大器的配置]

图7是示出根据本公开第四实施方式的放大器的配置示例的电路图。图中的放大器100与参考图3描述的放大器100的不同之处在于，进一步包括MOS晶体管121。P-沟道MOS晶体管可用作MOS晶体管121。

MOS晶体管112的源极连接到MOS晶体管121的漏极和栅极，并且连接到MOS晶体管113的栅极。MOS晶体管121的源极连接到电源线Vdd。对于其他元件，连接类似于参考图3描述的放大器100中建立的连接。由此，省略说明。

MOS晶体管121串联连接到MOS晶体管112，并且MOS晶体管121、113以电流镜布置连接。这使得能够使与MOS晶体管112的漏极电流基本相同的漏极电流流过MOS晶体管113。当MOS晶体管112和113之间的gm有很大不同时，例如当它们由不同的生产工艺生产时，可以容易地调节增益。

除了上述点之外，放大器100具有与本公开的第一实施方式中描述的放大器100的配置类似的配置。由此，省略说明。

如上所述，本公开的第四实施方式的放大器100使得能够使用采用电流镜的电路来调节增益。

最后，上述各个实施方式的描述是本公开的示例，并且本公开不限于上述实施方式。因此，即使在除了上述实施方式之外的实施方式的情况下，在不偏离根据本公开的技术思想的情况下，当然可以根据设计等进行各种修改。

注意，本技术还可以采用以下配置。

(1)放大器，包括：

输入端，施加有输入信号；

低频放大器电路，包括

第一晶体管，其栅极端子输入有所施加的输入信号，该第一晶体管是取决于所施加的输入信号的电流流过的晶体管；

负载部，连接到第一晶体管的漏极端子；

第二晶体管，其栅极端子连接到负载部，第二晶体管是取决于第一晶体管的漏极端子的电压变化的电流流过的晶体管，

第一电阻，第一晶体管的源极端子和第二晶体管的漏极端子共同连接到第一电阻，第一电阻是来自第一晶体管的电流和来自第二晶体管的电流流经的电阻，以及

第三晶体管，提供与第二晶体管的电流大致相等的电流；

高频放大器电路，包括：

恒流电路，

第四晶体管，其串联连接到输入端和恒流电路，第四晶体管是使来自恒流电路的偏置电流流过的晶体管；

第一电容器，与恒流电路并联连接，使输入信号中的交流信号流入第四晶体管；

第五晶体管，其与第四晶体管形成电流镜电路，并提供取决于流过第四晶体管的电流的电流；以及

输出端，输出由第三晶体管提供的电流和由第五晶体管提供的电流。

(2)根据(1)所述的放大器，进一步包括：

第二电阻，连接到输出端并将输出电流转换为电压。

(3)根据(1)或(2)所述的放大器，其中：

低频放大器电路进一步包括：

第二电容器，其连接在输入端与第一晶体管的栅极端子之间，以及

偏置电路，其向第一晶体管的栅极端子提供偏置电压。

(4)根据(1)至(3)中任一项所述的放大器，其中，

负载部由恒流电路形成。

(5)根据(1)至(4)中任一项所述的放大器，其中，

高频放大器电路的恒流电路由电流镜电路形成，取决于流过第三晶体管的电流的电流流过电流镜电路，以及

第三晶体管通过高频放大器电路将电流提供给输出端。

(6)根据(1)至(5)中任一项所述的放大器，其中，

低频放大器电路进一步包括第六晶体管，该第六晶体管以共源共栅布置方式连接到第一晶体管。

(7)根据(6)所述的放大器，其中：

低频放大器电路进一步包括将偏置电流提供给第一晶体管的第二恒流电路。

附图标记列表

100 放大器

101 输入端

102 输出端

103 低频放大器电路

104 高频放大器电路

105、106 偏置电路

111～121 MOS 晶体管

131～134 电阻

141～143 电容器

151 开关

152 电压源

153、154 恒流电路

Claims (7)

1.一种放大器，包括：

输入端，施加有输入信号；

低频放大器电路，包括

第一晶体管，所施加的输入信号输入至所述第一晶体管的栅极端子，取决于所施加的所述输入信号的电流流过所述第一晶体管；

负载部，连接到所述第一晶体管的漏极端子；

第二晶体管，所述第二晶体管的栅极端子连接到所述负载部，取决于所述第一晶体管的漏极端子的电压变化的电流流过所述第二晶体管，

第一电阻，所述第一晶体管的源极端子和所述第二晶体管的漏极端子共同连接到所述第一电阻，来自所述第一晶体管的电流和来自所述第二晶体管的电流流过所述第一电阻，以及

第三晶体管，提供与所述第二晶体管的电流相等的电流；

高频放大器电路，包括：

恒流电路，

第四晶体管，串联连接到所述输入端和所述恒流电路，来自所述恒流电路的偏置电流流过所述第四晶体管；

第一电容器，与所述恒流电路并联连接，并且使所述输入信号中的交流信号流入所述第四晶体管；

第五晶体管，与所述第四晶体管形成电流镜电路，并提供取决于流过所述第四晶体管的电流的电流；以及

输出端，输出由所述第三晶体管提供的电流和由所述第五晶体管提供的电流。

2.根据权利要求1所述的放大器，进一步包括：

第二电阻，连接到所述输出端并将输出的电流转换为电压。

3.根据权利要求1所述的放大器，其中：

所述低频放大器电路进一步包括：

第二电容器，连接在所述输入端与所述第一晶体管的栅极端子之间，以及

偏置电路，向所述第一晶体管的栅极端子提供偏置电压。

4.根据权利要求1所述的放大器，其中，

所述负载部由恒流电路形成。

5.根据权利要求1所述的放大器，其中，

所述高频放大器电路的所述恒流电路由电流镜电路形成，所述电流镜电路使取决于流过所述第三晶体管的电流的电流流动，以及

所述第三晶体管通过所述高频放大器电路将电流提供给所述输出端。

6.根据权利要求1所述的放大器，其中，

所述低频放大器电路进一步包括第六晶体管，所述第六晶体管以共源共栅布置的方式连接到所述第一晶体管。

7.根据权利要求6所述的放大器，其中：

所述低频放大器电路进一步包括将偏置电流提供给所述第一晶体管的第二恒流电路。