專利名稱：參考電壓電路及共柵結(jié)構(gòu)前端放大電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種參考電壓電路及包含該電路的共柵結(jié)構(gòu)前端放大電路。
背景技術(shù)：
在電子電路中，尤其在模擬和混合信號電路中參考電壓電路起著不可或缺的作 用。傳統(tǒng)的參考電壓電路一般由帶隙基準(zhǔn)產(chǎn)生，它與工藝、電源電壓和溫度基本無關(guān), 所用面積大、成本較高。在一些特殊應(yīng)用中，參考電壓需要隨輸入信號的變化而變化 或隨電路靜態(tài)工作點變化而變化，這樣傳統(tǒng)的產(chǎn)生恒定電壓的參考電壓電路就有局限 性了。圖1所示為共柵結(jié)構(gòu)前端放大電路，由一個開環(huán)應(yīng)用的共柵放大器和一個比較 器組成，如果電源電壓VDD改變，共柵放大電路的輸出信號CG_OUT的靜態(tài)點也會 改變，這樣就對后級的比較電路中的參考電壓Vref提出了可變的要求，不然就會造成 信號的失真問題。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種參考電壓電路及包含該電路的共柵結(jié)構(gòu)前端放大 電路，它克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，能通過參考電壓電路跟蹤共柵放大電路的靜態(tài)工作 點，使得后級比較器的參考電壓能在不同電源電壓VDD下準(zhǔn)確提供。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案-
一種參考電壓電路，其特征在于包括一第三電流源、 一第六PMOS管、 一第五NMOS 管、 一可變電阻和一第六電阻，第三電流源的輸入端連接電源電壓，其輸出端連接第 六PMOS管的源極，第六PMOS管的漏極連接第五NMOS管的漏極形成參考電壓輸出 端，可變電阻和第六電阻依次串聯(lián)在第五NMOS管的源極和接地端之間，第五NMOS 管的柵極連接第一偏置電壓，第六PMOS管的柵極連接第二偏置電壓。
一種包含前述參考電壓電路的共柵結(jié)構(gòu)前端放大電路，包括共柵放大電路和比較 器，其特征在于共柵放大電路的信號輸出端連接比較器的iH相輸入端，參考電壓電路的參考電壓輸出端連接比較器的負(fù)相輸入端，參考電壓電路與共柵放大電路共用第一 偏置電壓和第二偏置電壓，實現(xiàn)參考電壓電路對共柵放大電路靜態(tài)工作點的跟蹤。 本實用新型的有益效果
1、 本實用新型的參考電壓電路結(jié)構(gòu)簡單，適當(dāng)選擇兩個偏置電壓以及其它器件 參數(shù)就能實現(xiàn)對共柵放大電路靜態(tài)工作點的跟蹤，避免造成信號的失真問 題。
2、 本實用新型的共柵結(jié)構(gòu)前端放大電路利用傳統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)參考電壓電 路和共柵放大電路共用偏置電壓，并通過器件參數(shù)的適當(dāng)選擇，輕松實現(xiàn)參 考電壓隨共柵放大電路輸出信號的靜態(tài)工作點的變化而變化，具有很強(qiáng)的兼 容性，成本低廉，效果顯著。
3、 本實用新型的參考電壓電路可集成程度高，可以有效降低電路面積，降低成 本。
4、 本實用新型的共柵結(jié)構(gòu)前端放大電路可以根據(jù)應(yīng)用的實際需要，通過參考電 壓電路中可變電阻的參數(shù)設(shè)置，設(shè)計比較器正、負(fù)相輸入端之間的電壓差值， 通過比較這一環(huán)節(jié)濾除被放大的噪聲，使比較器的輸出更穩(wěn)定可靠。


圖1是共柵結(jié)構(gòu)前端放大電路圖。
圖2是本實用新型的參考電壓電路圖。
圖3是本實用新型的共柵結(jié)構(gòu)前端放大電路圖。
圖4是噪聲屏蔽示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一歩的描述，但本實用新型不應(yīng)僅限于此實施例。 如圖2所示，本實用新型的參考電壓電路圖包括第三電流源13、第六PMOS管M6、 第五NMOS管M5、可變電阻R5和一第六電阻R6，第三電流源13的輸入端連接電源 電壓VDD，其輸出端連接第六PMOS管M6的源極，第六PMOS管M6的漏極連接第 五NMOS管M5的漏極，兩漏極連接端形成了參考電壓輸出端Vref?？勺冸娮鑂5和 第六電阻R6依次串聯(lián)在第五NMOS管M5的源極和接地端之間，第五NMOS管M5 的柵極連接第一偏置電壓Vbiasl ，第六PMOS管M6的柵極連接第二偏置電壓Vbias2。如圖3所示，本實用新型的共柵結(jié)構(gòu)前端放大電路包括共柵放大電路、比較器和前 述的本實用新型的參考電壓電路。
共柵放大電路采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，第一電流源Il、第二電流源I2的輸入端分別連接電 源電壓VDD，由第三PMOS管M3和第四PMOS管M4組成的電流鏡通過第三PMOS 管M3、第四PMOS管M4的源極分別連接第一電流源II、第二電流源12的輸出端。 第三PMOS管M3的漏極連接第一 NMOS管Ml的漏極，第一 NMOS管Ml的源極和 接地端之間依次串聯(lián)第一電阻Rl和第二電阻R2。第四PMOS管M4的漏極連接第二 NMOS管M2的漏極，第二 NMOS管M2的源極和接地端之間依次串聯(lián)第三電阻R3 和第四電阻R4。第一 NMOS管Ml和第二 NMOS管M2的柵極均與參考電壓電路中 第五NMOS管M5的柵極連接，即第一 NMOS管Ml 、第二 NMOS管M2和第五NMOS 管的柵極都連接第一偏置電壓Vbiasl。電流鏡的第三PMOS管M3和第四PMOS管 M4的柵極連接在一起，并與第六PMOS管M6的柵極連接，第三PMOS管M3和第 四PMOS管M4的柵極提供了第二偏置電壓Vbias2。第三PMOS管M3的漏極和第一 NMOS管M1的漏極的連接端提供共柵放大電路的信號輸出端CG一OUT，第一電阻R1 和第二電阻R2的連接端形成信號輸入端IN。共柵放大電路的信號輸出端CGJ3UT連 接比較器的正相輸入端，參考電壓電路的參考電壓輸出端Vref連接比較器的負(fù)相輸入
4山頓。
為實現(xiàn)參考電壓電路對共柵放大電路靜態(tài)工作點的跟蹤，在器件參數(shù)的選擇上，最
容易實現(xiàn)的是采取以下方案
/1 = /2 = /3，(『k『k紐U,(『k『/丄)紹,/丄)M2，
i l = i 2 = i 3 = / 4 = i 6。其中71、 /2、 /3分別表示第一、第二、第三電流源Il、 12、 13 的電流值，W/L表示對應(yīng)MOS管的寬長比。由于參考電壓電路與共柵放大電路共用電 壓偏置，這樣不管電源電壓VDD怎么變化，在信號輸入端IN沒有信號輸入且= i 6 的情況下，參考電壓Vref的靜態(tài)工作電壓與共柵放大電路的輸出信號CG—OUT的靜態(tài) 工作電壓就相等。
第五電阻R5設(shè)計成可變電阻，比如可以用修條方式(trimming)來實現(xiàn)。設(shè)計不 同R5的阻值就可以得到高于或低于CG一OUT電壓的參考電壓Vref的電壓值。由前面 可知，第三電流源B與第一電流源II的電流相等，這樣流過電阻Rl、 R2、 R5和R6 的電流是相等的；當(dāng)R5大于R1時，R5上的壓降大于R1上的壓降，這樣就可以得到
6參考電壓Vref的值高于共柵放大電路的輸出信號CG_OUT的電壓值；當(dāng)R5小于Rl 時，R5上的壓降就小于Rl上的壓降，可以得到參考電壓Vref的值低于CG一OUT的電 壓值，這樣就可以根據(jù)應(yīng)用的實際需要，設(shè)計兩者的電壓差值A(chǔ)^，即比較器正、負(fù)相 輸入端之間的電壓差值，就可以在比較這一環(huán)節(jié)濾除被放大的噪聲，使比較器的輸出 更穩(wěn)定可靠。
圖4就是利用電壓差值A(chǔ)F來屏蔽噪聲的示意圖。此時，第五電阻R5阻值大于第 一電阻R1，信號輸入端IN無有效信號輸入，圖中細(xì)實線表示參考電壓Vref，細(xì)虛線 為理想情況時的CG—OUT電壓,，而粗實線為有噪聲時的CG_OUT電壓。由于電瑪差 值A(chǔ)「的存在，噪聲放大后的電壓值依然小于參考電壓Vref的電壓值，噪聲就被屏蔽 掉了，比較器的輸出端OUT就沒有有效的方波輸出，得到的是平滑穩(wěn)定的輸出信號。 電壓差值A(chǔ)F的典型值為i00mV，所以，參考電壓Vref的靜態(tài)點與輸出信號CG一OUT 的靜態(tài)點大致相等，保證了輸入信號放大后在比較環(huán)節(jié)中不失真。在參考電壓Vref到 接地端之間連接電容C1的作用是慮除參考電壓Vref可能存在的高頻波動，使參考電 壓Vref更平坦、更干凈。
權(quán)利要求1、一種參考電壓電路，其特征在于包括一第三電流源(I3)、一第六PMOS管(M6)、一第五NMOS管(M5)、一可變電阻(R5)和一第六電阻(R6)，第三電流源(I3)的輸入端連接電源電壓(VDD)，其輸出端連接第六PMOS管(M6)的源極，第六PMOS管(M6)的漏極連接第五NMOS管(M5)的漏極形成參考電壓輸出端(Vref)，可變電阻(R5)和第六電阻(R6)依次串聯(lián)在第五NMOS管(M5)的源極和接地端之間，第五NMOS管(M5)的柵極連接第一偏置電壓(Vbias1)，第六PMOS管(M6)的柵極連接第二偏置電壓(Vbias2)。
2、 如權(quán)利要求1所述的參考電壓電路，其特征在于所述參考電壓輸出端(Vref)與 接地端之間連接有電容。
3、 包含權(quán)利要求1所述的參考電壓電路的共柵結(jié)構(gòu)前端放大電路，包括共柵放大電 路和比較器，其特征在于共柵放大電路的信號輸出端(CG—OUT)連接比較器的正相輸入 端，參考電壓電路的參考電壓輸出端(Vref)連接比較器的負(fù)相輸入端，參考電壓電路與 共柵放大電路共用第一偏置電壓(Vbiasl)和第二偏置電壓(Vbias2)，實現(xiàn)參考電壓電 路對共柵放大電路靜態(tài)工作點的跟蹤。
4、 如權(quán)利要求3所述的共柵結(jié)構(gòu)前端放大電路，其特征在于所述共柵放大電路中， 第一電流源(11)、第二電流源(12)的輸入端分別連接電源電壓(VDD)，由一第三PMOS 管(M3)和一第四PMOS管(M4)組成的電流鏡通過第三PMOS管(M3)、第四PMOS 管(M4)的源極分別連接第一電流源(11)、第二電流源(12)的輸出端，第三PMOS管(M3)的漏極和接地端之間依次串聯(lián)一第一NMOS管(Ml)、 一第一電阻(Rl)和一第 二電阻(R2)，第四PMOS管(M4)的漏極和接地端之間依次串聯(lián)一第二NMOS管(M2)、 一第三電阻(R3)和一第四電阻(R4)，第一NMOS管(Ml)和第二NMOS管(M2) 的柵極連接第一偏置電壓(Vbiasl)，第三PMOS管(M3)和第四PMOS管(M4)的柵 極提供第二偏置電壓(Vbias2)，第三PMOS管(M3)的漏極和第一NMOS管(Ml)的 漏極的連接端提供共柵放大電路的信號輸出端(CG_OUT)。
5、 如權(quán)利要求4所述的共柵結(jié)構(gòu)前端放大電路，其特征在于第一電阻(Rl)和第二 電阻(R2)的連接端形成信號輸入端(IN)。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的共柵結(jié)構(gòu)前端放大電路，其特征在于所述第一、第二、 第三電流源(11、 12、 13)的電流相等，所述第三、第四、第六PMOS管(M3、 M4、 M6)的寬長比相等，所述第一、第二、第五NMOS管(Ml、 M2、 M5)的寬長比相等，所述 第一、第二、第三、第四、第六電阻(Rl、 R2、 R3、 R4、 R6)的阻值相等。
專利摘要本實用新型公開一種參考電壓電路及包含該電路的共柵結(jié)構(gòu)前端放大電路，參考電壓電路包括一第三電流源、一第六PMOS管、一第五NMOS管、一可變電阻和一第六電阻，第三電流源的輸入端連接電源電壓，其輸出端連接第六PMOS管的源極，第六PMOS管的漏極連接第五NMOS管的漏極形成參考電壓輸出端，可變電阻和第六電阻依次串聯(lián)在第五NMOS管的源極和接地端之間，第五NMOS管的柵極連接第一偏置電壓，第六PMOS管的柵極連接第二偏置電壓。本實用新型的參考電壓電路結(jié)構(gòu)簡單，適當(dāng)選擇兩個偏置電壓以及其它器件參數(shù)就能實現(xiàn)對共柵放大電路靜態(tài)工作點的跟蹤，避免造成信號的失真問題。
文檔編號G05F3/24GK201368997SQ200820199019
公開日2009年12月23日 申請日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者坦 杜, 江石根, 石萬文, 謝衛(wèi)國, 陳志明 申請人:蘇州市華芯微電子有限公司