CN1256804C - 电压放大电路 - Google Patents

Abstract

提供了一电压放大电路，其能够即使在一放置在第二级的倒相放大器被直流连接到一放置在第一级的倒相放大器的情况下如实的放大一输入信号。通过直流连接倒相放大器和通过将放置在第一级的倒相放大器中的放大操作起始输入电压设置为低于在放置在第二级的倒相放大器中的放大操作起始输入电压，能够实现可提供高放大因数的电压放大电路。通过设置使得一设置钳位电压的电路具有与设置在放置在第二级的倒相放大器中的放大操作起始输入电压的电路实质上相同的设置，可获得一电压放大电路，其能够跟随制造参数的变化并且提供一宽的操作裕量，并且即使在制造参数和电源电压发生改变的情况下仍可运行在稳定方式下。

Description

电压放大电路

技术领域

本发明涉及电压放大电路，特别是通过DC(直流)连接的多个倒相放大器来建造的电压放大电路。

本发明要求申请于2002年10月29日的日本专利申请No.2002-314218的优先权，该申请在此引入作为参考。

背景技术

在这种电压放大电路中，为了增大电压放大因数，优选的将多级放大器彼此直流连接。这种类型的传统电压放大电路参考图8和9进行描述。

如图8所示的传统电压放大电路包括一个信号输入端口1，一个钳位电容C1，彼此直流连接并且有相同的特性的倒相放大器11和12，一个信号输出端口2，和一个钳位电路13。输入信号Vin表示一个输入到信号输入端口1的信号。钳位电容C1中断从外部到传统电压放大电路的直流分量，就是说，阻碍包含在输入信号Vin中的直流分量而仅仅传送包含在输入信号Vin中的AC(交流)分量至输入节点N1。倒相放大器11在输入节点N1放大一输入电压V1并且输出放大的电压至倒相放大器12。倒相放大器12在倒相放大器11的输出节点N2放大一输出电压V2并且将放大的电压作为一输出信号Vout输出至信号输出端口2。当供给到钳位电路13中的控制信号端口3的控制信号φCLP有效时，钳位电路13中的开关晶体管M5被打开，使得在钳位电压源E1的电压被作为用于直流偏置的钳位电压Vc供给到输入节点N1。当控制信号φCLP无效时，开关晶体管M5被关闭并且输入信号Vin被输入且一放大操作开始进行。控制信号φCLP是一在特定时间间隔有效的控制信号。

图9示出了倒相放大器11和12的输入和输出的关系。在图9的第一象限，示出了被放置在的第一级的倒相放大器11的输入和输出特性。在图9的第二象限，示出了被放置在的第二级的倒相放大器12的输入和输出特性。在放置在第一级的倒相放大器11中，将通过叠加包含在输入信号Vin中的交流分量得到的输入电压V1进行放大，钳位电压Vc用作中心电压电平，之后放大的电压被作为输出电压V2输出。放置在第二级的倒相放大器12接收输入电压V2，将其放大并且作为一输出电压Vout从信号输出端口2输出。

向输入电压提供指定电压放大因数并且将输出电压进行输出的范围称为放大操作范围(在图9中用“A”表示)。在上述设置中，为使传统电压放大电路表现一优秀的特性，作为一输入偏置电压在第一级中使用的钳位电压Vc被设为在倒相放大器11的放大操作范围A中的中心电压电平。这使放置在第一级的倒相放大器11能够如实地放大输入信号Vin并输出每一个都有相同波形的输出电压。但是，在放置在第二级的倒相放大器12中，因为输入的信号V2包含超过在放大操作范围中的输入电压范围的电压，所以不可能放大在输入信号V2中超过了上述范围的电压的那部分，使得输入信号“V2”有一个几乎不变的输出电压，并且，也因此，倒相放大器12不可能如实的产生使得有与输入信号V2相同的波形的放大信号。

为解决这个问题，另一种传统电压放大电路在日本专利申请公开No平07-162760(日本专利No.2586393)中公开，在其中一钳位电压从钳位电路供给至一第二倒相放大器的输入端口，并且通过在第一和第二倒相放大器中插入一钳位电容获得。此钳位电压被设为在第二倒相放大器中放大操作范围中的中心电压电平。但是，这种方法不能被应用在通过直流连接倒相放大器来建造的电压放大电路上。

如上面所描述的，通过直流连接倒相放大器来建造的传统放大器有一个问题，放置在第二级的倒相放大器不能够如实的放大输入信号。这个问题在放大器提供高放大因数的情况下变得严重，使得很难获得可以提供高放大因数的电压放大电路。

发明内容

考虑到以上所述，本发明的一个目的是提供可以在稳定方式下运行并提供高放大因数的电压放大电路。

根据本发明的第一方面，提供了一电压放大电路，包括：

放置在第一级的倒相放大器；

放置在第二级的倒相放大器，这个第二倒相放大器与第一倒相放大器直流连接，并且

其中所述在第一倒相放大器中的放大操作起始输入电压被设置为低于在第二倒相放大器中的放大操作起始输入电压。

在前述中，一优选的模式是一个在其中所述进一步包括了一将钳位电压供给到第一倒相放大器的输入端口的钳位电路，并且其中所述放置在负载端的组成钳位电路的晶体管有实质上与在第二倒相放大器中的驱动晶体管相同的阈值。

根据本发明的第二方面，提供了一个电压放大电路，包括：

放置在第一级的倒相放大器；

放置在第二级的倒相放大器，这个第二倒相放大器与第一倒相放大器直流连接，并且

其中所述第一倒相放大器包含第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管的漏极和栅极都被连接到具有第一电位的端口上，第二晶体管的栅极被连接到一输入节点上且其源极被连接到具有第二电位的端口上，在其中第一晶体管的源极被连接到第二晶体管的漏极，第一倒相放大器的输出被放置在第一晶体管的源极和第二晶体管的漏极之间。

其中所述第二倒相放大器包含第三晶体管和第四晶体管，第三晶体管的漏极和栅极被连接到具有第一电位的端口上，第四晶体管的栅极连接到从第一倒相放大器输出的端口上，且其源极连接到具有第二电位的端口上，在其中第三晶体管的源极与第四晶体管的漏极连接，第二倒相放大器的输出被放置在第三晶体管的源极和第四晶体管的漏极之间；并且

其中所述第四晶体管的阈值比第二晶体管的阈值要大。

在前述中，一优选的模式是一个在其中所述进一步包括输出一钳位电压至钳位节点的钳位电路，此钳位节点有第六和第八晶体管以及第七和第九晶体管，第六和第八晶体管的漏极和栅极被共同地连接到具有第一电位的端口上，第七和第九晶体管的漏极和栅极被连接到第六和第八晶体管的源极，且其源极被共同地连接到具有第二电位的端口上，并且其中所述的第六和第八晶体管的源极和第七和第九晶体管的栅极和漏极被连接到钳位节点上，且其中所述钳位电路进一步有第五晶体管，其栅极被连接到控制信号端口上且其漏极或源极的一个被连接到第一倒相放大器的输入节点上，另一个被连接到钳位节点上，并且其中所述第四和第八晶体管的阈值实质上相同。

同样，一优选的模式是其中所述一非倒相放大器被添加，其有第十晶体管和第十一晶体管，第十晶体管的漏极被连接到具有第一电平的端口上，其栅极被连接到第二倒相放大器的输出端口上，第十一晶体管的栅极被连接到第一倒相放大器的输出端口上，且其源极被连接到具有第二电平的端口上，并且其中所述第十晶体管的源极与第十一晶体管的漏极连接，且一电压从那里输出。

此外，一优选的模式是其中所述一用于控制源极电压的供应的晶体管被连接到一端口的在那里具有第一电平的连接点上，当控制信号有效时，这第一电平应用于钳位电路，当控制信号无效时，第一电平应用于一放大部分。

就上述的设置，因为倒相放大器被彼此直流连接，并且将在放置在第一级的倒相放大器中放大操作起始输入电压被设置为低于在放置在第二级的倒相放大器中的放大操作起始输入电压，这就可能实现能够运行在稳定方式下并可提供高放大因数的电压放大电路。

就上述的另一设置，因为用于设置钳位电压的电路与用于设置在放置在第二级的倒相放大器中的放大操作起始输入电压的电路具有实质上相同的设置，这就可能实现一电压放大电路，其可随着制造参数的改变而表现出流畅的操作并且可以提供宽的操作余量和高放大因数，并且可以在即使制造参数和使用的电源电压发生改变的情况下仍能在稳定方式下操作。

附图说明

本发明的以上及其他目的，优点和特征将在下面协同附图的描述中更加清楚地说明：

图1是一电路图，示出了根据本发明的第一实施例的电压放大电路的设置；

图2是一图表，示出了在本发明的第一实施例中使用的电压放大电路的每个倒相放大器的输入和输出特性；

图3是一图表，示出了每个倒相放大器的输入和输出特性，这两个倒相放大器在本发明的第一实施例中彼此直流连接。

图4是一图表，解释了在本发明的第一实施例中的倒相放大器的晶体管的阈值电压发生改变的情况。

图5是一电路图，示出了根据本发明的第二实施例的电压放大电路的设置。

图6是一电路图，示出了根据本发明的第三实施例的电压放大电路的设置。

图7是一电路图，示出了根据本发明的第四实施例的电压放大电路的设置。

图8是一电路图，示出了现有电压放大电路的设置，以及

图9是一图表，示出了现有电压放大电路的输入和输出特性。

具体实施方式

实施本发明的最好的模式将使用多个实施例并参考附图进行进一步的详细说明。

第一实施例

图1是一电路图，示出了根据本发明的第一实施例的电压放大电路的设置。此实施例的电压放大电路包括一个钳位电容C1，一个由放置在第一级的倒相放大器14和放置在第二级的倒相放大器15组成的放大部分，以及一钳位电路16。

钳位电容C1的一端与一信号输入端口1连接，其另一端与一输入节点N1连接，就是说，倒相放大器14的输入端口和钳位电路16的输出端口。放置在第一级的倒相放大器14由晶体管M6和M7组成。将信号倒相的驱动晶体管M7的源极与地端口GND连接，且其栅极与输入节点N1连接，其漏极与晶体管M6的源极连接。晶体管M6的栅极和漏极连接到有源极电压VDD的端口上，且其源极连接到输出节点N2上，晶体管M7的漏极也被共同地连接到该节点上。被倒相放大器14放大的电压V2从输出节点N2输出。

放置在第二级的倒相放大器15由晶体管M8和M9组成。将信号倒相的驱动晶体管M9的源极与地端口GND连接，且其栅极与倒相放大器14的输出节点N2连接，其漏极与晶体管M8的源极连接。晶体管M8的栅极和漏极连接到具有源极电压VDD的端口上，且其源极连接到信号输出端口2上，晶体管M9的漏极也被共同地连接到该端口上。被倒相放大器15放大的输出电压Vout从信号输出端口2输出。

钳位电路16具有开关晶体管M10和由晶体管M11到M14组成的恒定电压产生部分。放置在恒定电压产生部分的负载端的晶体管M11的栅极和漏极被连接到具有源极电压VDD的端口上，其源极与晶体管M12的栅极和漏极连接。晶体管M12的源极与地端GND连接。放置在恒定电压产生部分的负载端的晶体管M13的栅极和漏极被连接到具有源极电压VDD的端口上，其源极与晶体管M14的栅极和漏极连接。晶体管M14的源极与地端口GND连接。晶体管M11和M13的源极和晶体管M12和M14的栅极和漏极都被共同地连接到钳位节点Nc上，从Nc上作为恒定电压的钳位电压Vc被输出。开关晶体管M10的栅极与控制信号端口3连接并且作为开关晶体管的源极和漏极使用的一个端口与钳位节点Nc连接，作为开关晶体管的源极和漏极使用的另一端口与输入节点N1连接。钳位电压Vc从开关晶体管M10供给到输出节点N1。

在图1中，Vin是供给到信号输入端口1的输入信号并且钳位电容C1阻碍包含在输入信号Vin中的DC分量且仅仅传送包含在输入信号Vin中的AC分量至倒相放大器14的输入端口。向倒相放大器14的输入节点N1输入通过在包含在输入信号Vin的AC分量上叠加钳位电压得到的电压V2，在那里输入电压被放大并且作为输出电压V2输出至输出节点N2。倒相放大器15放大从倒相放大器14供给的电压V2并且将放大的电压作为输出信号Vout输出至信号输出端口2。

当开关晶体管通过供给到控制信号端口3的控制信号φCLP打开或者关闭时，钳位电路16输出作为恒定电压的钳位电压Vc至输入节点N1。当控制信号φCLP有效时，开关晶体管M10打开，使得钳位电压Vc被供给到输入节点N1用作DC偏置。当控制信号φCLP无效时，开关晶体管M10关闭并且输入信号Vin被输入至输入节点N1来启动放大操作。控制信号φCLP是一个在特定时间间隔有效的控制信号。

在倒相放大器14中的晶体管M7具有第一晶体管特性，而在倒相放大器15中的晶体管M9和在钳位电路16中的晶体管M13具有第二晶体管特性。在第一实施例的晶体管特性中，最重要的特性被认为是阈值电压，且第二重要的特性被认为是栅极长度。晶体管的其他特性可以被设为任意值。在实施例中，晶体管M7的阈值电压被设为小于晶体管M9和M13的阈值电压。就是说，在倒相放大器14中的晶体管M7将有阈值电压Vt1且在倒相放大器15中晶体管M9和在钳位电路16中的晶体管M13具有的阈值电压Vt2比阈值电压Vt1要大。更为优选的，在倒相放大器15中的晶体管M9的栅极长度与在钳位电路16中的晶体管M13的栅极长度相同。此外，每个晶体管的栅极宽度或其他相似的并没有在上面描述的可以基于在本实施例中使用的放大器的放大因素和其它相似的来决定。

如图1所示的电压放大电路的操作参考图2，3和4进行描述。图2是一个图表，示出了在第一实施例中电压放大电路使用的倒相放大器14和15的输入和输出特性。图3是一图表，示出了每个倒相放大器14和15的输入和输出特性，这两个倒相放大器在本发明的第一实施例中彼此直流连接。图4是一图表，解释了在倒相放大器15中的晶体管M9的阈值电压在图3所示的输入和输出特性中发生改变的情况。现在假定作为倒相放大器14的输入的在输入节点N1的电压被表示为V1，作为倒相放大器15的输入的在输出节点N2的电压被表示为V2，作为倒相放大器15的输出的在信号输出端口2的电压被表示为Vout，并且从钳位电路16供给的钳位电压表示为Vc。

通过参考图2解释每个倒相放大器14和15的输入和输出特性。同时，假定在倒相放大器14中的晶体管M7的阈值电压被表示为Vt1，直到输入电压V1达到Vt1，晶体管M7关闭并且倒相放大器14输出作为恒定电压的输出电压V2。当输入电压V1超过阈值电压Vt1时，晶体管M7进入放大操作范围且放大操作开始进行。这里，输入电压Vt1被称为放大操作起始输入电压。当输入电压进一步变大并且达到了Vd1，晶体管M7进入三极管运行范围并且输出电压V2变得几乎恒定且无放大操作在执行。这个输入电压Vd1被称为放大终止输入电压。因此，放大操作范围在一输入电压范围(Vt1到Vd1)内存在。相似的，在倒相放大器15中，假定晶体管M9的阈值电压被表示为Vt2，放大操作范围在一输入电压从Vt2到Vd2的范围中存在。在这种情况下，因为Vt1＜Vt2，所以倒相放大器15的放大操作范围发生改变，从倒相放大器14的放大操作范围朝向具有更大的输入电压范围的范围发生变化量为(Vt2-Vt1)的改变。

每个倒相放大器14和15的输出和输入特性各有配置如图1所示，且彼此直流连接被参考图3描述。倒相放大器14的输出和输入特性(曲线)如图3的第一象限中所示，倒相放大器15的输出和输入特性(曲线)如图3的第二象限中所示。在倒相放大器14中，一钳位电压Vc被供给使得它被作为中心电压电平在放大操作范围中使用，并且通过叠加一输入信号电压到一钳位电压Vc获得输入电压V1，而且放大的电压V2被传送到倒相放大器15。在倒相放大器15中，因为放大操作起始输入电压Vt2被设为高于倒相放大器14的放大操作起始输入电压Vt1，所以即使有大幅度的放大的电压V2被输入，放大的电压也落入到放大操作范围内，从而使得能够输出被如实放大的输入电压。

图4示出了输入和输出特性，其为在如图3所示的，在倒相放大器15的驱动晶体管M9和在钳位电路16中放置在负载端的晶体管M13的阈值电压的，因为用于在制造半导体时的制造参数发生改变而变更到一更高的电压电平的情况下的输入和输出特性。这里，解释了一种情况，在这种情况中，在倒相放大器15中的驱动二极管M9和在钳位电路16中放置在负载端的晶体管M13的阈值电压，有相同的特性(在这种情况下是阈值电压)，它们变更到一更高的电压电平，从Vt2到Vt2’。当在倒相放大器15中的驱动晶体管M9的阈值电压变高时，放大操作起始输入电压从Vt2升高到Vt2’，对应于在驱动晶体管M9中的变化，从而使得放大操作范围发生改变，对应于放大操作起始输入电压的改变量。

在钳位电路16中，因为用于负载端的晶体管M13的阈值电压变大，钳位电压的设置电压从Vc降低到Vc’，对应于这种变化量(Vt2’-Vt2)。实施例的电压放大电路运行，使得通过降低钳位电压至电平Vc’，来自倒相放大器14的输出电压被改变，使得更高的电压被输出，并且通过改变倒相放大器15的放大操作起始输入电压和放大操作范围，使得较高的输入电压能够落入放大操作起始输入电压和放大操作范围的范围之内，由制造参数的改变产生的影响问题能够被防止。

这样，通过安排倒相放大器15中的驱动晶体管M9和在钳位电路16中放置在负载端的晶体管M13有相同的特性(这里，指阈值电压)，由制造参数的改变所产生的钳位电压和倒相放大器15中的放大操作范围的改变的影响能够被消除，并且钳位电压被设为在倒相放大器15中的放大操作范围中的中心电压电平，这就可能放大具有足够幅度的输入电压。在阈值电压发生改变而变得更低的情况下，通过设置使得来自钳位电路16的钳位电压变得更高，倒相放大器14输出更低的电压，并且倒相放大器15降低了放大操作起始输入电压，由制造参数发生改变所产生的影响能够被消除并且输入电压能够被如实的放大并输出。

这样，在本实施例的电压放大电路中，用来决定从钳位电路输出的钳位电压的电路具有与用来决定在倒相放大器中的放大操作起始输入电压的电路实质上相同的设置。通过上述的设置，可实现一电压放大电路，其能够改变钳位电压，跟随放大操作起始输入电压的改变来避免由制造参数发生改变产生的影响并且能够具有宽的操作范围并且在稳定方式下操作。此外，因为本实施例的电压放大电路具有宽的操作范围并且能提供稳定的操作，即是在源电压很低的情况下，仍可得到宽的操作裕量，这样使得电压放大电路即是在低电压环境下仍可提供高放大因数。

在本实施例中使用的晶体管M7，M9和M13的特性已在上面作出解释，但是，对于除去上面所述的其它的晶体管的特性没有特别的要求。也就是说，可以使用例如具有第三特性的晶体管或者可在晶体管上做出设置，使得可以得到在本实施例中所描述的晶体管特性。但是，当芯片大小和制造过程被考虑到时，优选的使用具有第一特性的晶体管。作为这些特性之一的不同的阈值电压可通过使得作为制造参数等的栅极绝缘薄膜的厚度、用于控制阈值电压的杂质植入条件不同来获得。

在本实施例中，上述问题通过使得晶体管M9和M13的阈值电压大于晶体管M7的阈值电压来解决。但是，在晶体管M9和M13的阈值电压都被安排为Vt1、并且在源极侧插入连接成二极管且具有阈值电压Vt1的三极管的情况下，该电路的阈值电压为2Vt1。通过使用有这种设置的电路，能够达到像通过使阈值电压更大而获得的相同的效果。本发明可能被应用到这样一个在其中阈值电压能够被设为很大的电路设置以及由晶体管M9和M13组成的电路设置。

如上所述，在本发明的电压放大电路中，通过直流连接倒相放大器14，15和通过将在被放置在第一级的倒相放大器14中的放大操作起始输入电压设置为低于被放置在第二级的倒相放大器15中的放大操作起始输入电压，能够实现稳定的放大操作。而且，通过设置电压放大电路使得用来设置放大操作起始输入电压的电路具有与用来设置钳位电压的电路实质上相同的设置，放大操作起始输入电压可被改变从而跟随钳位电压的变化来避免由制造参数的改变产生的影响。此外，通过改变钳位电压从而跟随放大操作起始输入电压的改变，一电压放大电路能够实现，这种电压放大电路能够在稳定方式下运行，不受制造参数和使用的源电压的改变的影响，并且能够提供高放大因数。

第二实施例

图5是一个电路图，示出了根据本发明的第二实施例的电压放大电路的设置。在图5中，相同的参考数字被分配到那些与在图1中有相同的功能的部分，并且它们的描述也因此被省略。在第二实施例中，组成在第一实施例中使用的钳位电路16的晶体管M12和M14被结合成一个晶体管M15，组成一钳位电路17。第二实施例的电压放大电路的设置与在第一实施例中的不同在于，因为组成第一实施例中钳位电路16的晶体管M12和M14有第一特性，这些晶体管M12和M14被结合为一个晶体管M15，其具有可提供与第一实施例中得到的实质上相同的效果的大小。如图5所述，只要晶体管M12和M14有相同的特性，它们就能够被结合为一个晶体管M15，举例来说，当如图1所示的晶体管M12和M14具有相同的阈值电压和相同的栅极长度L，作为如图5所示的晶体管M15的栅极宽度W，如图1所示的晶体管12和14的栅极宽度的和可以被使用。实际上，各有实质上相同特性的栅极长度L和栅极宽度W可被通过用电路仿真如SPICE(用于集成电路的仿真程序)或其他类似的计算得到。即使通过上述设置，可提供稳定操作和高放大因数的电压放大电路也可以被得到。

第三实施例

图6是一个电路图，示出了根据本发明的第三实施例的电压放大电路的设置。在图6中，相同的参考数字被分配到那些与在图5中有相同的功能的部分，并且它们的描述也因此被省略。如图6所示的第三实施例的电压放大电路的设置与那些如图5所示的第二实施例中不同的是一个非倒相放大器18被进一步放置在分别放置在第一级和第二级的倒相放大器14和15的后面。因此，倒相放大器14和15以及非倒相放大器18组成了一放大部分。通过添加非倒相放大器18，能够提供高放大因数的高速放大器能够被实现。非倒相放大器18由具有第一特性的晶体管16和具有第二特性的晶体管17组成。晶体管M16的漏极连接到有源电压VDD的端口，它的栅极连接到倒相放大器15的输出节点N3并且它的源极连接到晶体管M17的漏极且信号从那里输出。晶体管17的栅极连接到被放置在第一级的倒相放大14的输出节点N2且它的源极连接到GND端口。非倒相放大器18在与在放置在第二级的倒相放大器15中使用的相同的输出电压开始放大操作。晶体管M15作为源极跟随器运行并且非倒相放大器18的增益为大约1.2到1.5倍。

第四实施例

图7是一电路图，示出了根据本发明的第四实施例的电压放大电路的设置。在图7中，相同的参考数字被分配到那些与在图6中有相同的功能的部分，并且它们的描述也因此被省略。如图7所示的第四实施例的电压放大电路的设置与那些如图6所示的第三实施例中不同的是用于控制源极电压供应的晶体管M18被连接在钳位电路17和具有源极电压VDD的端口之间，并且用于控制源极电压供应的晶体管M19被连接在具有源极电压VDD的端口和每一倒相放大器14和15及非倒相放大器18之间。就是说，晶体管M18控制到钳位电路17的源极电压供应并且晶体管M19控制到共同组成放大部分的倒相放大器14和15以及非倒相放大器18的源极电压供应。

晶体管M18的漏极连接到具有源极电压VDD的端口上，它的源极被连接到在钳位电路17中的每一晶体管M11和M13的栅极和漏极上。晶体管M19的漏极被连接到具有源极电压VDD的端口上，它的栅极被连接到与控制信号端口3连接的倒相器电路INV1的输出端口上，它的源极与每一晶体管M6，M8和M16的栅极和漏极连接。倒相器电路INV1将从控制信号端口3输入的控制信号φCLP倒相并且输出倒相的信号。

控制信号φCLP是在特定时间间隔有效的控制信号。当控制信号φCLP有效时，晶体管M18处于打开的状态使得源极电压VDD被供给至钳位电路17，并且晶体管M19处于关闭的状态使得源极电压VDD不被供给到由倒相放大器14和15及非倒相放大器18组成的放大部分。当控制信号φCLP无效时，晶体管M18处于关闭的状态使得源极电压VDD不被供给至钳位电路17，并且晶体管M19处于打开的状态使得源极电压VDD被供给到倒相放大器14和15及非倒相放大器18且开始放大操作。

通过使用晶体管的控制来控制源极电压的供应，源极电压交替地被应用于钳位电路和放大部分，这就使得能够减少电流消耗，并且得到能够提供高放大因数并且消耗较少电流的电压放大电路。如图7所示，用于控制源极电压供应的附加的晶体管应用于在第四实施例中使用的电压放大电路，但是，不需要说明它也可以被应用于在第一和第二实施例中使用的电压放大电路中。

显然本发明并不仅限于上述实施例，在不脱离以下权利要求所公开的本发明的精神和范围的情况下可以做出各种修改和变更。举例来说，本发明可应用在所有类型的电压放大电路中，该电压放大电路可以跟随制造参数的变化，通过直流连接倒相放大器，将在放置在第一级的倒相放大器中的放大操作起始输入电压设置为低于在放置在第二级的倒相放大器中的放大操作起始输入电压，以及设置电压放大电路使得用来设置钳位电压的电路有与用来设置在放置在下一级的倒相放大器中的放大操作起始输入电压的电路实质上相同的设置。

Claims (7)

1.一种电压放大电路，包括：

放置在第一级的第一倒相放大器；

放置在第二级并与所述第一倒相放大器直流连接的第二倒相放大器，所述第二倒相放大器具有一驱动晶体管；以及

钳位电路，用于将一钳位电压供给至所述第一倒相放大器的输入端口，所述钳位电路具有放置在负载端的晶体管，并且

其中在所述第一倒相放大器中的放大操作起始输入电压被设为低于在所述第二倒相放大器中的放大操作起始输入电压；以及

其中，放置在所述钳位电路的负载端的晶体管具有与在所述第二倒相放大器中的所述驱动晶体管实质上相同的阈值电压。

2.一种电压放大电路，包括：

放置在第一级的第一倒相放大器；

放置在第二级的第二倒相放大器，所述第二倒相放大器与所述第一倒相放大器直流连接；并且

其中所述第一倒相放大器包含第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管的漏极和栅极都连接到具有第一电位的端口，第二晶体管的栅极连接到输入节点且其源极连接到具有第二电位的端口，其中所述第一晶体管的源极连接到所述第二晶体管的漏极，所述第一倒相放大器的输出放置在所述第一晶体管的所述源极和所述第二晶体管的所述漏极之间，

其中所述第二倒相放大器包含第三晶体管和第四晶体管，第三晶体管的漏极和栅极连接到具有所述第一电位的端口，第四晶体管的栅极连接到从所述第一倒相放大器输出的端口且其源极连接到具有所述第二电位的端口，其中所述第三晶体管的源极连接到所述第四晶体管的漏极，所述第二倒相放大器的输出放置在所述第三晶体管的所述源极和所述第四晶体管的所述漏极之间；并且

其中所述第四晶体管的阈值大于所述第二晶体管的阈值，

所述电压放大电路进一步包括一钳位电路，用于输出一钳位电压至钳位节点，该钳位节点具有第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管和第九晶体管，所述第六和第八晶体管的漏极和栅极共同地连接到具有所述第一电位的端口，所述第七和第九晶体管的漏极和栅极连接到所述第六和第八晶体管的源极并且它们的源极共同地连接到具有所述第二电位的端口，并且其中所述第六和第八晶体管的所述源极和所述第七和第九晶体管的所述栅极和所述漏极连接到所述钳位节点，所述第五晶体管的栅极连接到一控制信号端口且其漏极或源极连接到所述第一倒相放大器的输入节点，其源极或漏极连接到所述钳位节点；并且

其中所述第四和第八晶体管的阈值实质上相同。

3.根据权利要求2的电压放大电路，其中一非倒相放大器被添加，该非倒相放大器具有第十晶体管和第十一晶体管，第十晶体管的漏极连接到具有所述第一电位的端口且其栅极连接到所述第二倒相放大器的输出端口，第十一晶体管的栅极连接到所述第一倒相放大器的输出端口且其源极连接到具有所述第二电位的端口，并且其中所述第十晶体管的源极连接到所述第十一晶体管的漏极并且一电压由此输出。

4.根据权利要求2的电压放大电路，其中用于控制电源电压供应的晶体管被连接到至具有所述第一电位的端口的连接点，其中，当控制信号有效时，所述第一电位应用于所述钳位电路，并且当控制信号无效时，所述第一电位应用于一放大部分。

5.根据权利要求2的电压放大电路，其中一非倒相放大器被添加，非倒相放大器具有第十晶体管和第十一晶体管，第十晶体管的漏极连接到具有所述第一电位的端口且其栅极连接到所述第二倒相放大器的输出端口，第十一晶体管的栅极连接到所述第一倒相放大器的输出端口且其源极连接到具有所述第二电位的端口，并且其中所述第十晶体管的源极连接到所述第十一晶体管的漏极并且一电压由此输出。

6.根据权利要求2的电压放大电路，其中用于控制电源电压供应的晶体管被连接到至具有所述第一电位的端口的连接点，其中，当控制信号有效时，所述第一电位应用于所述钳位电路，并且当控制信号无效时，所述第一电位应用于一放大部分。

7.根据权利要求3的电压放大电路，其中用于控制电源电压供应的晶体管被连接到至具有所述第一电位的端口的连接点，其中，当控制信号有效时，所述第一电位应用于所述钳位电路，并且当控制信号无效时，所述第一电位应用于一放大部分。

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