采樣保持電路中全差分運算放大器的設(shè)計與仿真

　　與套筒式結(jié)構(gòu)相比，折疊共源共柵結(jié)構(gòu)放大器輸出擺幅增大了一個過驅(qū)動電壓，另外較大的共模輸入范圍是我們選擇折疊共源共柵結(jié)構(gòu)的主要原因。

　　3 開關(guān)電容共模反饋（CMFB）電路

　　由于采用全差分結(jié)構(gòu)，而在高增益的全差分運算放大器中，輸出共模電平對器件的特性和適配相當敏感，而且不能通過差模反饋來達到穩(wěn)定，因此設(shè)計時增加了共模反饋電路模塊，來穩(wěn)定輸出共模電平。共模反饋電路如圖2 所示。共模反饋電路與主運放的連接如圖1 所示。

圖 2 共模反饋電路

　　該結(jié)構(gòu)與電阻檢測方式，運用MOSFET 作為源級跟隨器和可變電阻的檢測技術(shù)相比有明顯優(yōu)點。其工作流程如下，時鐘信號在Φ1 相位時，為C1 充電，確定C1 兩端的電壓，在Φ2 相位時，將C1 與C2 并聯(lián)，根據(jù)Vo1 和Vo2 平均值的大小確定輸出共模電平。例如，（Vo1+Vo2）/2>VREF，則輸出共模電平cmctl bias v > v ，從而使尾電流減小，最終導(dǎo)致輸出（Vo1+Vo2）/2 減小，連續(xù)幾個周期調(diào)整后，將使（Vo1+Vo2）/2≈Vref。從而達到控制輸出共模電平的目的。

　　4 偏置電路

　　如圖3 為放大器的偏置電路。MN1，MN2 及MN1，MN3 組成NMOS 電流鏡，2，3 支路將鏡像1 支路的電流，MP3，MP4 組成PMOS 電流鏡，這樣，4 支路的電流將鏡像自3 支路。MP2，MP1，MN4，MN5 采用二極管連接方式，以提供主放所需要的偏置，1 支路所用電流源，在電路設(shè)計中已替換成溝道長度L 較大（可以提供高阻抗）的管，調(diào)整此PMOS 管的尺寸可以調(diào)整偏置電流，進而控制運放的增益，帶寬及擺率等特性。

圖 3 運算放大器的偏置電路