一種改進(jìn)的增益增強(qiáng)共源共柵放大器的設(shè)計(jì)
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時(shí)間：2011-06-29
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
由于開(kāi)關(guān)電容共模負(fù)反饋需要不停計(jì)算輸出共模和Vcm之間的差值來(lái)控制放大器，使其輸出共模穩(wěn)定在需要的電壓值上。對(duì)于傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電容共模負(fù)反饋電路，一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)有半個(gè)時(shí)鐘周期需要C1，C2兩個(gè)電容用來(lái)取Vcm與Vt的差值，不能用來(lái)和輸出共模作用產(chǎn)生反饋電壓，因此共模電平建立速度較慢，因此我們?cè)僖胍唤M采樣電容，使兩組采樣電容采集Vcm與Vt的差值，分別在不同的時(shí)鐘周期與輸出電壓的共模進(jìn)行計(jì)算。這樣電路減小了共模反饋電壓的建立時(shí)間，減小了由于開(kāi)關(guān)開(kāi)啟關(guān)斷而造成的反饋電壓的抖動(dòng)。改進(jìn)后的共模負(fù)反饋電路如圖3所示。
由于開(kāi)關(guān)定容共模負(fù)反饋電路中的電容是直接掛在輸出節(jié)點(diǎn)上的，過(guò)大的電容值會(huì)降低放大器的帶寬和壓擺率，同時(shí)，為了減小動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)動(dòng)作導(dǎo)致的時(shí)鐘饋通效應(yīng)以及其他寄生雜散電容的影響和后端工藝精度等問(wèn)題，該電容值也不能太小。因此本設(shè)計(jì)中我們?nèi)∷须娙荽笮?.5pF。
1．3 用于增益提高的輔助放大器電路
采用增益增強(qiáng)技術(shù)，能夠有效地提高運(yùn)算放大器的直流增益，且不影響其速度?？紤]到版圖布局對(duì)稱(chēng)對(duì)于減小放大器失調(diào)的貢獻(xiàn)，本設(shè)計(jì)中引入4個(gè)單端電流鏡共源共柵放大器作為增益提高放大器，分成兩組分別用于提高從共柵管處的等效電阻和共源共柵電流鏡的等效電阻，從而極大的提高了直流增益。輔助放大器采用電流輸入，通過(guò)輸入管尺寸與相對(duì)應(yīng)共柵器件尺寸的比例決定輔助放大器從主放電路中輸入的電流。對(duì)比傳統(tǒng)的差分結(jié)構(gòu)，單端放大器可以更好的對(duì)稱(chēng)分布在主放大器版圖兩側(cè)，而由于放大器采用等比于主支路的電流輸入，相對(duì)于電壓輸入的放大器，消除了由于輸入共模電壓變化產(chǎn)生的影響。輔助放大器結(jié)構(gòu)如圖4所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/178954.htm
由于輔助放大器輸出擺幅有限，增益較高，故選取了采用差分對(duì)管取樣的共模負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)會(huì)限制放大器輸出擺幅，但卻不會(huì)影響放大器增益，并且功耗較低，因此適合用于輔助放大器中。共模負(fù)反饋電路如圖5所示。
1．4 偏置電路
由于整個(gè)電路中有許多共源共柵管需要提供偏壓，因此采用了共源共柵寬擺幅電流鏡來(lái)對(duì)這些管子提供偏置，寬擺幅共源共柵電流鏡在保證電流復(fù)制精度的同時(shí)提高了擺幅，使得電路在保證輸出擺幅的同時(shí)保持正常工作。寬擺幅共源共柵電流鏡電路圖如圖6所示，其中I2=I1。
評(píng)論