CN1691495A - 差分放大器、2级放大器和模拟/数字转换器 - Google Patents

Abstract

公开了一种差分放大器，其中该器件包括差分放大器电路，负载电路连接到差分放大器电路；并且转换开关连接到负载电路，用于通过在负载电路整体设置为差分放大器电路的负载的全负载和负载电路部分设置为差分放大器电路的负载的部分负载之间切换，来改变差分放大器电路的增益，其中配置负载电路来放大全负载中的差分放大器电路的输入信号和输出信号。

Description

差分放大器、2级放大器和模拟/数字转换器

本发明包含有关在2004年4月21日提交日本专利申请JP 2004-126073和在2005年2月8日在日本专利局提交的日本专利申请JP 2005-032300的主题，其全部内容援引于此以供参考。

技术领域

本发明涉及差分放大器，2级放大器和模拟/数字转换器。

背景技术

近来随数字设备的发展，广泛采用了用于将模拟信号转换为数字信号的模拟/数字转换器。

在模拟/数字转换器中，通过将输入的模拟信号与多级参考电压比较来将模拟信号转换为数字信号，从而采用多个放大器。

因此在模拟/数字转换器中，考虑使用高质量的放大器，特别是采用具有偏移压缩功能的2级放大器，以便降低对于放大器的质量来说是非常重要的偏移电压。

通过将可变增益差分放大器与固定增益差分放大器串联来配置2级放大器，并且2级放大器设置为通过在后级中升高或降低差分放大器的增益来明显降低前级中的差分放大器的偏移电压。

已经提出了诸如图16公开的差分放大器作为在后级中采用的差分放大器101，其中负载(load)电路连接到差分放大器102，并且转换(change-over)开关104连接到负载电路103，并且其通过使用转换开关104在负载电路103整体设置为差分放大器电路102的负载的全负载和部分负载电路103设置为差分放大器电路102的负载的部分负载之间切换，能够执行差分放大器电路102的增益的升高或降低。

在差分放大器101中，通过将P沟道型晶体管T102、T103按差分方式(differentially)连接到P沟道型晶体管T101，来配置差分放大电路102，并且使用连接到差分放大电路102的N沟道型晶体管T104、T105配置负载电路103。此外，开关晶体管T106、T107作为转换开关104连接在用于配置负载电路103的N沟道型晶体管T104、T105的漏极和栅极之间。此外，电容器C1、C2中的每一个分别连接在晶体管T104、T105的控制极和地GND之间。

当将开关晶体管T106、T107设置为关断状态时，在差分放大器101中负载电路103全部成为负载(全负载)。在这种情况下，通过晶体管T104、T105，负载电路103成为电流源型负载并且增加输出电阻，使得差分放大器101的增益也增加。反之，当将开关晶体管T106、T107设置为导通状态时，在差分放大器101中开关晶体管103部分成为负载(部分负载)。在这种情况下，通过晶体管T104、T105，负载电路103成为二极管型负载并且降低输出电阻，使得差分放大器101的增益也降低。

此外，如果连接到差分放大器101的前级端的放大器电路的偏移电压是Vos，在部分负载中的增益是Gr，在全负载中的增益是Gc并且输入电压是Vin，则部分负载中的输出电压Vout指定为Vout＝Gr×Vos，全负载中的输出电压Vout指定为Vout＝Gc×Vin，从而当从部分负载改变为全负载时，建立等式Gr×Vos＝Gc×Vin，并因此输入电压Vin指定为Vin＝Vos×Gr/Gc。

即，如上所述在采用差分放大器101的2级放大器中，由Gr/Gc压缩偏移电压，并且输入转换偏移指定为Vos×Gr/Gc。

在这种情况下，配置差分放大器电路102的晶体管T102、T103的跨导是gm1，配置负载电路103的晶体管T104、T105的跨导是gm2，负载电容是C，并且操作时间是t，然后在部分负载中的增益Gr指定为Gr＝gm1/gm2，并且全负载中的增益Gc指定为Gc＝gm1/C×t，使得输入转换偏移指定为Vin＝Vos×C/(gm2×t)。

因此，在具有上述配置的差分放大器101中，为了进一步降低输入转换偏移，仅需要使负载电容C更小，或使晶体管T104、T105的操作时间t和跨导gm2更大。

专利文件：公开的日本专利申请OPH3-70382。

发明内容

在如上配置的差分放大器101中，根据其电路配置和规格限制负载电容C和操作时间t，使得需要将晶体管T104、T105的跨导gm2设置得更大，从而进一步降低差分放大器的输入转换偏移。

然而，为了增加晶体管T104、T105的跨导gm2，需要使晶体管T104、T105的尺寸更大或者使通过晶体管T104、T105的电流更大。当晶体管T104、T105的尺寸变得更大时，晶体管T104、T105的寄生电容增加，从而差分放大器101的操作速度很可能降低，反之，当大电流通过晶体管T104、T105时，差分放大器101的功率消耗很可能增加。

根据本发明一个实施例，负载电路连接到差分放大器电路，并且转换开关连接到负载电路，从而通过使用转换开关在负载电路整体设置为差分放大器电路的负载的全负载和负载电路部分设置为差分放大器电路的负载的部分负载之间切换，配置差分放大器来改变差分放大器电路的增益，其中配置负载电路来放大全负载中的差分放大器电路的输入信号和输出信号。

此外，在本发明另一个实施例中，差分放大器电路的输出信号通过电容器输入到负载电路。

此外，在本发明另一个实施例，差分放大器电路的输入信号通过电容器输入到负载电路。

此外，在本发明又一个实施例中，在2级放大器中其中至少两个差分放大器串联，并且该2级放大器具有用于通过在后级增加或降低差分放大器的增益来压缩偏移电压的偏移压缩功能。此外，在后级负载电路连接到差分放大器，并且转换开关连接到负载电路，使得配置差分放大器通过使用转换开关在负载电路整体设置为差分放大器电路的负载的全负载和负载电路部分设置为差分放大器电路的负载的部分负载之间切换，来改变差分放大器电路的增益，并且还将负载电路配置为放大全负载中的差分放大器电路的输入信号和输出信号。

此外，在本发明另一实施例的、配置来放大模拟信号电压和多个参考电压之间的差值来转换到数字信号的模拟/数字转换器中，放大器电路配置有用于压缩偏移电压的偏移压缩功能的差分放大器，并且在差分放大器中，负载电路连接到差分放大器电路，并且转换开关连接到负载电路。使用转换开关通过在负载电路整体设置为差分放大器电路的负载的全负载和负载电路部分设置为差分放大器电路的负载的部分负载之间切换，从而改变差分放大器电路的增益，此外还将负载电路配置为放大全负载中的差分放大器电路的输入信号和输出信号。

因此，在本发明的实施例中，负载电路连接到差分放大器电路，并且转换开关连接到负载电路，从而使用转换开关通过在负载电路整体设置为差分放大器电路的负载的全负载和负载电路部分设置为差分放大器电路的负载的部分负载之间切换来改变差分放大器电路的增益，此外还将负载电路配置为放大全负载中的差分放大器电路的输入信号和输出信号，并因此可以增加全负载中的差分放大器的增益。

根据本发明实施例，可以增加差分放大器的增益比率而不需要降低操作速度也不需要增加差分放大器的功率消耗。

因此，在配置具有偏移压缩功能的、使用该差分放大器的2级放大器的情况中，可以有在降低输入转换偏移时具有优异的偏移压缩功能的2级放大器。

此外，当配置模拟/数字转换器来使用该差分放大器时，可以改进模拟/数字转换器的特性。

此外，如果差分放大器电路的输入信号和输出信号通过电容器输入到负载电路，甚至在部分负载，在电容器中保持电压，并且可以保持负载电路的输入部分的DC电压。

附图说明

图1是描述根据本发明的模拟/数字转换器的一个实施例的电路图；

图2是放大器电路的示意电路图(在重置模式中)；

图3是放大器电路的示意电路图(在比较模式中)；

图4是放大器电路的电路图；

图5是差分放大器电路的电路图；

图6是另一个差分放大器电路的电路图；

图7是另一个差分放大器电路的电路图；

图8是另一个差分放大器电路的电路图；

图9是另一个差分放大器电路的电路图；

图10是另一个差分放大器电路的电路图；

图11是另一个差分放大器电路的电路图；

图12是另一个差分放大器电路的电路图；

图13是另一个差分放大器电路的电路图；

图14是另一个差分放大器电路的电路图；

图15是用于描述模拟/数字转换器的操作的时序图；

图16是现有差分放大器的电路图。

具体实施方式

以下，将参照附图描述根据本发明的模拟/数字转换器的一个实施例。在下面的描述中，描述一种子范围型模拟/数字转换器，其中描述该器件通过首先将模拟信号转换为数字信号中的高2位，然后将模拟信号转换为数字信号中的低2位，从而将模拟信号全部转换为4位的数字信号，但是本发明的具体实施例不限于此。

如图1所示，根据本发明一个实施例的模拟/数字转换器1配置来包括：采样和保持电路2，用于采样并保持模拟信号；参考电压产生电路3，用于产生多个不同的参考电压；比较电路4，用于将模拟信号的电压与多个不同的参考电压相比较；和逻辑处理电路5，用于通过逻辑处理比较电路4的输出来输出对应于模拟信号的数字信号。

采样和保持电路2按预定定时将施加到输入端Tin的模拟信号的电压保持预定的时间，并且输出到保持信号线6。

参考电压产生电路3通过使用16个晶体管R1到R16在高电压端参考电压和低电压端参考电压之间分压产生多个参考电压，这些晶体管具有相同的电阻值，并且串联在提供高电压端参考电压的高电压端电源端子Trt和提供低电压端参考电压的低电压端电源端子Trb之间，配置该电路来从高位端参考电压信号线7、8或从低位端参考电压信号线9、10输出预定的参考电压。

具体地说，在参考电压产生电路3中，分别将用于输出高位端参考电压的高位端参考电压信号线7、8连接在从高电压端电源端Trt算起的第四电阻R4和第五电阻R5之间，以及在第四电阻R13和第五电阻R12之间，此外，经由联锁的开关SW1、SW2分别将用于输出低位端参考电压的低位端参考电压信号线9、10连接在从高电压端电源端Trt算起的第一电阻R1和第二电阻R2之间，以及在第三电阻R3和电阻R4之间。此外，这些低位端参考电压信号线9、10经由联锁的开关SW3、Sw4连接在从高电压端电源端Trt算起的第七电阻R7和第八电阻R8之间以及在从高电压端电源端Trt算起的第五电阻R5和第六电阻R6之间，经由联锁的开关SW5、Sw6连接在从高电压端电源端Trt算起的第九电阻R9和第十电阻R8之间以及在从高电压端电源端Trt算起的第十一电阻R11和第十二电阻R12之间，此外经由联锁的开关SW7、Sw8连接在从高电压端电源端Trt算起的第十五电阻R15和第十六电阻R16之间，以及在从高电压端电源端Trt算起的第十三电阻R13和第十四电阻R14之间。

此外，在将模拟信号转换为上位端数字信号的情况下，参考电压产生电路3将所有的开关SW1到SW8设置为关断状态，并且从上位端参考电压信号线7、8输出参考电压，反之在将模拟信号转换为低位端数字信号的情况下，参考电压产生电路3仅设置开关SW1到SW8中的任意一对开关，并且从低位端参考电压信号线9，10输出参考电压。

比较电路4配置成包括高位比较电路11，用于比较模拟信号的电压和高位端参考电压，和低位比较电路12，用于比较模拟信号的电压和低位端参考电压。在这种情况下，高位比较电路11和低位比较电路12具有相同的配置，并因此将在下面仅描述高位比较电路11。

配置高位比较电路11来包括放大电路13，用于放大模拟信号和参考电压之间的差值，和比较和保持电路14，用于比较并保持放大器电路13的输出。

在这种情况下，放大电路13配置有与两个差分放大器15、16串联的两个2级放大器17；和补偿放大器电路18，用于通过在相邻的2级放大器17、17的前级连接到差分放大器15、15来差分放大差分放大器15、15的输出。在这种情况下，每个2级放大器17、17不仅配有两个串联的差分放大器15、16，而且还配有三个或更多串联的差分放大器。

如图2和图3所示，2级放大器17、17中的每一个都是：可变增益差分放大器16在后级中与固定增益差分放大器15串联。

在前级中的差分放大器15中，同相输入端19连接到保持信号线6，反相输入端20经由开关SW19连接到低位端参考电压信号7(8)，并且由开关SW10短接这些同相输入端和反相输入端20。在这种情况下，由时钟信号CLK间歇地控制开关SW9、SW10。

在后级中的差分放大器16中，负载电路22连接到差分放大器电路21，并且负载开关电路23连接到负载电路22，从而配置差分放大器16来通过使用负载切换电路23在负载电路22整体设置为差分放大器电路21的负载的全负载和负载电路22部分设置为差分放大器电路21的负载的部分负载之间切换，从而执行差分放大器电路21的增益的增加或降低。

此外，每个2级放大器17具有用于通过使用负载开关电路23增加或降低在后级中的差分放大器16的增益，从而明显压缩前级中的差分放大器15的偏移电压的功能。

下面，参照图4描述每个2级放大器17、17的具体配置。

在前级中的差分放大器15按差分方式(differentially)连接到一对N沟道型晶体管T11、T12，并且在这些晶体管T11、T12中，栅极连接到相应同相输入端19和反相输入端20上，电流源I1、I2连接在电源VCC和漏极之间，并且电流源I3连接在源极和地GND之间。

此外，在前级中的差分放大器15中，P沟道型晶体管T21、T22的源极分别连接到晶体管T11、T12的漏极，将预定的偏置电压Vb1提供到晶体管T11、T12的栅极，并且从晶体管T21、T22的漏极获得前级中的差分放大器15的输出。

在前级中的差分放大器15和后级中的差分放大器16之间，提供限幅电路24，用于限制前级中的差分放大器15的输出幅度。

通过将负载电阻R21、R22连接到晶体管T21、T22的漏极，并通过将电阻R30连接在负载电阻R21、R22和地GND之间配置限幅器电路24。在这种情况下，由负载电阻R21、R22限制前级中的差分放大器15的输出幅度，并且由电阻R30将用于后级中的差分放大器16的输入信号的DC工作点调节到最佳电压。

如图4和图5所示，在后级中的差分放大器16中，作为电流源的P沟道型晶体管T31的源极连接到电源VCC，通过将形成差分对的P沟道型晶体管T32、T33的源极连接到晶体管T31的漏极来配置差分放大器电路21。此外，通过将连接到前级中的差分放大器15的输出的晶体管T21、T22的漏极连接到该差分放大器电路21中的晶体管T32、T33的栅极，并此外通过将反相输出端25和同相输出端26连接到晶体管T32、T33的漏极，从而获得输出。

在这种情况下，通过将电容器连接在晶体管T32、T33的栅极和晶体管T21、T22的漏极之间可以执行DC截除。在这种情况下，需要向晶体管T32、T33的栅极施加作为预定DC工作点的电压。

此外，在后级中的差分放大器16中，作为负载电路22的晶体管T34、T35的漏极连接到差分放大器21中的晶体管T32、T33的漏极，并且地GND连接到晶体管T34、T35的源极。

此外，在后级中的差分放大器16中，作为开关电路23的开关晶体管T36、T37连接在负载电路22中的晶体管T34、T35的漏极和栅极之间，并且时钟信号CLK提供到开关晶体管T36、T37的栅极。

此外，在后级中的差分放大器16中，作为用于保持差分放大电路21的输入信号电压的电压保持电路27的电容器C1、C2、C3、C4连接到负载电路22中的晶体管T34、T35的栅极。此外，成为差分放大电路21的输入端的晶体管T32、T33的栅极分别连接到电容器C1、C2，并且成为差分放大电路21的输出端的晶体管T32、T33的漏极分别连接到电容器C3、C4。

在后级中的差分放大器16的情况下，当开关晶体管T36、T37设置为关断状态时，负载电路22全部成为负载(全负载)，并在此时，负载电路22通过晶体管T34、T35成为电流源型负载，并且增加输出电阻，使得后级中的差分放大器16的增益也增加。反之，当开关晶体管T36、T37设置为导通状态时，部分负载电路22成为负载(部分负载)。在这种情况下，负载电路22通过晶体管T34、T35成为二极管型负载，并且降低输出电阻，使得后级中的差分放大器16的增益也降低。然而，由于在连接到晶体管T34、T35的栅极的电容器C1、C2、C3、C4中保持电压，保持DC电压。

此外，经由电容器C1、C2将差分放大器16(差分放大器电路21)的输入信号提供到负载电路22中的晶体管T34、T35的栅极，使得配置负载电路22来放大全负载中的差分放大器电路21的输入信号，其中在全负载中将晶体管T34、T35设置为电流源型负载。

此外，经由电容器C3、C4将差分放大器16(差分放大器电路21)的输出信号提供到负载电路22中的晶体管T34、T35的栅极，并执行正反馈，使得配置负载电路22来放大全负载中的差分放大器电路21的输出信号，其中在全负载中将晶体管T34、T35设置为电流源型负载。

由此，在后级中的差分放大器16能够极大增加全负载中的增益，其中与现有电路比较在全负载中将晶体管T36、T37设置为关断状态，因此能够增加全负载中的差分放大器电路21的增益。

然后描述2级放大器17的操作。

2级放大器17交替重复重置模式和比较模式，其中在重置模式中通过由时钟信号CLK设置开关SW9为关断状态和开关SW10为导通状态，模拟信号电压提供到前级中的差分放大器15的同相输入端19和反相输入端20，在比较模式中通过由时钟信号CLK设置开关SW9为导通状态和开关SW10为关断状态，模拟信号电压被提供到差分放大器15的同相输入端19，并且参考电压被提供到反相输入端20。

此外，在重置模式中，通过设置开关电路23(晶体管T36、T37)为导通状态，将后级中的差分放大器16的负载设置为二极管型负载，使得降低后级中的差分放大器16的增益。反之，在比较模式中，通过设置开关电路23(晶体管T36、T37)为关断状态，将后级中的差分放大器16的负载设置为电流源型负载，以便增加后级中的差分放大器16的增益。即，在2级放大器17中，将在比较模式中后级中的差分放大器16的增益设置得比重置模式更大。

如上所述，2级放大器17通过增加或降低后级中的差分放大器16的增益，从而明显压缩前级中的差分放大器15的偏移电压。

即，假设前级中的差分放大器15的偏移电压是Vos，在重置模式中(在二极管型负载)的增益是Gr，在比较模式中(在电流源型负载)的增益是Gc，在比较模式中输出电压是Vout，并且输入电压是Vin，则重置模式中的输出电压Vout成为Vout＝Gc×Vin，然后建立等式Gr×Vos＝Gc×Vin和等式Vin＝Vos×Gr/Gc。

如上所述，在采用上述配置的差分放大器16的2级放大器17中，按Gr/Gc压缩偏移电压，并且输入转换偏移指定为Vos×Gr/Gc。

接下来，首先在下面描述差分放大器16的电容器C1、C2。

在这种情况下，将配置差分放大器16的晶体管T32、T33的跨导定义为gm1，将配置负载电路22的晶体管T34、T35的跨导定义为gm2，负载电容是C，并且比较时间是t，然后像现有电路那样，指定重置模式中的增益Gr为Gr＝gm1/gm2，但是当比较时间t很短时的时间期间，全负载中的增益Gc被指定为不同于现有电路的Gr＝gm1/gm2，使得输入转换偏移被指定为Vin＝Vos×C/((gm2+gm2²/gm1)×t)。

在过去，输入转换偏移通常指定为Vin＝Vos×C/(gm2×t)，使用电容器C1、C2按分母的gm2²/gm1增加偏移压缩效果。

然后，在下面描述差分放大器16中的电容器C3、C4的效果。

这些电容器C3、C4连接在晶体管T34、T35的栅极和差分放大器16的输出之间。

因此，经由这些电容器C3、C4将正反馈信号输入到晶体管T34、T35的控制电压。

结果，通过正反馈使用这些电容器C3、C4产生额外的增益A1，并且差分放大器16的输入转换偏移压缩到Gr/A1。

因此，在差分放大器16的输入转换偏移中，使用电容器C1、C2按gm2²/gm1增加压缩效果。

此外，通过电容器C3、C4的压缩依赖于正反馈，从而压缩效果十分显著。

在这种情况下，通过改变电容器C1、C2和电容器C3、C4的尺寸比可以增加差分放大器16的稳定性。

即，通过改变电容器C1、C2和电容器C3、C4的尺寸比调节通过电容器C1、C2输入的信号和通过电容器C3、C4输入的、差分放大器16的输出信号的能量比，可以高速更稳定地操作差分放大器。

此外，在差分放大器16中，如图6所示通过仅采用C1、C2而不采用电容器C3、C4电容器，或者如图7所示仅采用C3、C4而不采用电容器C1、C2电容器可以增加偏移压缩的效果。

然后，参照图15描述模拟/数字转换器1的操作。

将模拟/数字转换器1配置来与时钟信号CLK同步操作。

在这种情况下，采样和保持电路2与时钟信号CLK的上升定时同步在预定的期间(T)内采样(跟踪)模拟信号，接着在预定的期间(H)内保持保持采样的模拟信号直到下一个时钟信号CLK上升为止。

在从时钟信号CLK上升定时开始的预定时间(t1)后，高位端放大器电路13从重置模式转换到比较模式，放大采样和保持电路2中的模拟信号的电压和参考电压之间的电压差，并且与时钟信号CLK的下降定时同步又从比较模式转换到重置模式。

此外，与时钟信号CLK的上升定时同步高位端比较和保持电路14重置，并且与时钟信号CLK的下降定时同步保持放大器电路13的输出。

然后通过逻辑处理高位端比较和保持电路14在逻辑处理电路5中产生高位端数字信号，并且在参考电压产生电路3中产生高位端参考电压。

反之，在从时钟信号CLK上升定时开始的预定时间(t2)后，高位端放大器电路13从重置模式转换到比较模式，放大采样和保持电路2中保持的模拟信号的电压和参考电压之间的电压差，并且与时钟信号CLK的下降定时同步又从比较模式转换到重置模式。

此外，与时钟信号CLK的下降定时同步高位端比较和保持电路14重置，并且与时钟信号CLK的上升定时同步保持放大器电路13的输出。

然后通过逻辑处理高位端比较和保持电路14保持的输出在逻辑处理电路5中产生高位端数字信号，并且在参考电压产生电路3中的时钟信号CLK的一个时钟周期后从逻辑处理电路5输出对应于模拟信号的数字信号。

在这种情况下，在上述的模拟/数字信号转换器1中，采用图5中描述的放大器电路作为应用于2级放大器17的后级的差分放大器16，但是这不限于此，可以采用图8到图11中描述的放大器电路。在图8到图11这些图中，将具有与图5中电路相同功能的部分赋予相同的附图标记。

图8所示的差分放大器16c采用级联晶体管T32、T40、T33、T41作为差分放大器电路21，并且采用级联晶体管T38、T34、T39、T35作为负载电路22。将预定的偏置电压施加到晶体管T38、T39、T40、T41的栅极。

图9所示的差分放大器16d采用级联晶体管T38、T34、T39、T35作为负载电路22，并且用于保持电压的电容器C5、C6连接在晶体管T34、T35的栅极和地GND之间。将预定的偏置电压施加到晶体管T38、T39的栅极。

因此，通过连接电容器C5、C6在比较模式中可以更加稳定工作点。

图10所示的差分放大器16e采用放大器AMP1、AMP2来放大连接在电容器C3、C4和差分放大器电路的输出端之间的差分放大器电路21的输出信号。在这种情况下，可以采用缓冲电路替代放大器AMP1、AMP2。

在上述的模拟/数字转换器1中，如图6所示描述了不需要电容器C3、C4的差分放大器16b，但是这不限于此，可以采用图11到14中描述的电路。在这种情况下，在图11到图14中，相同的附图标记指定给具有与图6中的电路功能相同的电路。

图11所示的差分放大器16f采用级联晶体管T38、T34、T39、T35作为负载电路22。将预定的偏置电压施加到晶体管T38、T39的栅极。

图12所示的差分放大器16g采用级联晶体管T32、T40、T33、T41作为差分放大器电路21，并且采用级联晶体管T38、T34、T39、T35作为负载电路22。将预定的偏置电压施加到晶体管T38、T39、T40、T41的栅极。

图13所示的差分放大器16h采用级联晶体管T38、T34、T39、T35作为负载电路22，并且用于保持电压的电容器C5、C6连接在晶体管T34、T35的栅极和地GND之间。将预定的偏置电压施加到晶体管T38、T39的栅极。

因此，通过连接电容器C5、C6在比较模式中可以更加稳定工作点。

图14所示的差分放大器16i采用级联晶体管T32、T40、T33、T41作为差分放大器电路21，并且采用级联晶体管T38、T34、T39、T35作为负载电路22，并且包括在电容器C1、C2和输入端之间的、用于防大输入信号的放大器AMP1、AMP2。将预定的偏置电压施加到晶体管T38、T39、T40、T41的栅极。在这种情况下，可以采用缓冲电路替代放大器AMP1、AMP2。

在这种情况下，在上面的实施例中，描述了用于执行两次转换(每次转换2位)的4位子范围型模拟/数字转换器，但是不限于此，并且可以使用配置来执行多级转换的器件，此外不限于单一的输入类型，而且可以采用不同的输入类型。此外，关于具体的电路，不限于仅需要正电源的电路，而是需要正电源和负电源的电路，此外可以仅需要负电源。此外，可以自由选择配置电路的特定电路元件。

Claims (16)

1.一种差分放大器，包括：

差分放大器电路；

连接到差分放大器电路的负载电路；和

连接到负载电路的转换开关，用于通过在负载电路整体设置为差分放大器电路的负载的全负载和负载电路部分设置为差分放大器电路的负载的部分负载之间切换，来改变差分放大器电路的增益，其中

配置负载电路来放大全负载中的差分放大器电路的输入信号和输出信号。

2.如权利要求1所述的差分放大器，其中

全负载配置有电流源负载，并且部分负载配置为二极管负载。

3.如权利要求1或2所述的差分放大器，其中

差分放大器电路的输出信号经由电容器输入到负载电路。

4.如权利要求1、2或3所述的差分放大器，其中

差分放大器电路的输入信号经由电容器输入到负载电路。

5.一种其中至少两个差分放大器串联，并且通过在后级增加或降低差分放大器的增益来提供偏移压缩功能的2级放大器，其中

配置后级中的差分放大器来包括：

差分放大器电路；

连接到差分放大器电路的负载电路；和

连接到负载电路的转换开关，用于通过在负载电路整体设置为差分放大器电路的负载的全负载和负载电路部分设置为差分放大器电路的负载的部分负载之间切换，来改变差分放大器电路的增益，和

配置负载电路来放大差分放大器电路的输入信号和输出信号。

6.如权利要求5所述的2级放大器，其中

全负载配置有电流源负载，并且部分负载配置有二极管负载。

7.如权利要求5或6所述的2级放大器，其中

差分放大器电路的输出信号经由电容器输入到负载电路。

8.如权利要求5、6或7所述的2级放大器，其中

差分放大器电路的输入信号经由电容器输入到负载电路。

9.一种配置来以多个放大部分放大模拟信号电压和多个参考电压之间的差值来转换到数字信号的模拟/数字转换器，其中

每个放大部分配有具有用于压缩偏移电压的偏移压缩功能的差分放大器，

配置差分放大器来将负载电路连接到差分放大器电路，转换开关连接到负载电路，并且使用转换开关通过在负载电路整体设置为差分放大器电路的负载的全负载和负载电路部分设置为差分放大器电路的负载的部分负载之间切换，从而改变差分放大器电路的增益，和

将负载电路配置为放大全负载中的差分放大器电路的输入信号和输出信号。

10.如权利要求9所述的模拟/数字转换器，其中

全负载配置有电流源负载，并且部分负载配置有二极管负载。

11.如权利要求9或10所述的模拟/数字转换器，其中

差分放大器电路的输出信号经由电容器输入到负载电路。

12.如权利要求9、10或11所述的模拟/数字转换器，其中

差分放大器电路的输入信号经由电容器输入到负载电路。

13.一种配置来以多个放大部分放大模拟信号电压和多个参考电压之间的差值来转换到数字信号的模拟/数字转换器，其中

每个放大区域配有具有用于压缩偏移电压的偏移压缩功能的差分放大器，负载电路连接到差分放大器电路，转换开关连接到负载电路，并且使用该转换开关通过在负载电路整体设置为差分放大器电路的负载的比较模式和负载电路部分设置为差分放大器电路的负载的重置模式之间切换，从而改变差分放大器电路的增益，和

将负载电路配置为放大全负载中的差分放大器电路的输入信号和输出信号。

14.如权利要求13所述的模拟/数字转换器，其中

全负载配置有电流源负载，并且部分负载配置有二极管负载。

15.如权利要求13或14所述的模拟/数字转换器，其中

差分放大器电路的输出信号经由电容器输入到负载电路。

16.如权利要求13、14或15所述的模拟/数字转换器，其中

差分放大器电路的输入信号经由电容器输入到负载电路。

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