專利名稱：放大器電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種放大器電路。
背景技術：
為了將良好性能與低靜態(tài)電流結合，許多放大器電路是用AB類 輸出級來實現(xiàn)的。而且，期望具有高增益的第二放大級來獲得低失真。 通常用共源型電路或雙極晶體管情況下的共發(fā)射極電路來實現(xiàn)高增 益。在小型兩級放大器中，這意味著希望在共源型電路中有AB類特 性。能夠通過下面列出的參考文獻[l]、 [2]、 [3]、 [4]、 [5]、 [6] 及[10]中提供的前饋電路中的一種來實現(xiàn)共源輸出晶體管和AB類特 性的組合。
還可以使用通常更精確地控制靜態(tài)電流并能給出更加對稱的特 性的反饋電路，這對改善失真性能有益。這些實例提供在參考文獻 [l]、 [2]、 [7]、 [8]、 [9]、 [10]和[11]中。這些電路利用了最小值 選擇器，其將該輸出級晶體管中的最小電流與基準電流比較。反饋環(huán)
路則保證該最小電流將保持在該基準電平，因此保證任何一個輸出晶 體管都不被完全斷開。該反饋環(huán)路實現(xiàn)了輸出級中的最小靜態(tài)電流的 精確控制。
參考文獻[1]和[2]提供的技術方案使用了與本發(fā)明的某些實施 例相同類型的最小值選擇器，但其需要用于AB類電流控制的附加級， 其中該輸出級晶體管中的最小電流被與基準電流比較并且將該比較 結果轉換成被反饋至輸出級晶體管的一個差動信號。
參考文獻[8]、 [9]和[10]提供的技術方案使用了其它類型的最 小值選擇器，但是它們仍需要許多附加晶體管來將該最小值電流與該 基準電流相比較，并隨后把該比較結果轉換成能被反饋至該輸出晶體 管的一個差動信號。
參考文獻[ll]中的技術方案不是控制該最小電流，而是保持輸 出晶體管中的兩個電流的乘積恒定。這也保證了任何一個輸出晶體管
都不被完全斷開。
參考文獻[7]的技術方案仍使用一個附加級來將電流從該最小 值選擇器轉移到該輸出晶體管。
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發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的尤其是提供一種改進的放大器電路。為此目 的，本發(fā)明提供如權利要求1中所限定的放大器電路。在從屬權利要 求中限定了優(yōu)選實施例。
本發(fā)明的一個主要方面提供了一種放大器電路，其包括差動 輸入級、耦合到該差動輸入級的各自輸出端的兩個交叉耦合的電流反 射鏡、以及耦合到該電流反射鏡的輸出端的最小值選擇電路。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例不需要連接到其最小值選擇器的附加中間
放大級來實現(xiàn)該AB類特性。以這種方式，能夠節(jié)省電路面積以及供
電電流。


參照以下描述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面將變得更加
明顯并得到解釋。附圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的放大器電路的第一實施例；
圖2示出了具有恒定的用于輸入級的拖尾電流的實施例；以及
圖3示出了具有恒定的用于該輸入級的拖尾電流及非對稱最小
值選擇器的實施例。
具體實施例方式
在圖1的實施例中，在接收差動輸入電壓Vw+、Vf的差動輸入級 Ml和M2的上方放置了兩個交叉耦合電流反射鏡M3， M4和M5， M6。 這兩個電流反射鏡形成對于來自輸入級的共模信號(偏置電流)的低 阻抗和對于差動電流的高阻抗(信號電流)。這些差動電流將進入形成 第二差動級的共源PM0S晶體管M7和M8的柵極。晶體管M7和M8中 的偏置電流被很好的控制并且是電流反射鏡M3、 M4及M5、 M6中的偏 置電流的比例值。能通過對所述PMOS晶體管的尺寸規(guī)格進行比例縮 放來實現(xiàn)這種比例確定。通過電流反射鏡M9、 M10把晶體管M7和M8 的差動輸出電流變換為單端電流。在晶體管M10的漏極可得到輸出電
為了控制電流反射鏡晶體管M9和M10中的最小電流，添加了簡 單的最小值選擇器。這一最小值選擇器實際上有兩個串聯(lián)的MOS晶體 管Mil和M12，具有較低的柵極驅動的一個將確定該最小電流。添加 第二個串聯(lián)MOS晶體管M13和M14來獲得對稱的特性。如果最小值選 擇器中的電流小于意向值，則更多電流將通過晶體管M1和M2，并因此 通過晶體管M3、 ...M6，且最終進入到輸出級中。以此方式，精確地 控制了輸出級中的電流。
與圖1的實施例相比較，圖2的實施例包括第一最小值選擇器 Mll、 M12、 Mlla、 M12a，以及第二最小值選擇器M13、 M14、 M13a、 M14a, 以便保證該最小電流不再影響差動對的拖尾電流，從而降低失真。
圖3示出了第二個可選方案，其中使用了第一非對稱最小值選擇 器Mll、 M12,以及第二非對稱最小值選擇器M13、 M14。這將實現(xiàn)共 模至差模轉換，從而降低了 PMOS電流反射鏡級的差動輸入阻抗。這意 味著該電路的環(huán)路增益降低，然而還相對于圖2的電路降低了復雜 性。
本發(fā)明的有利實施例提供了以AB類共源輸出級來實現(xiàn)放大器電 路的非常緊湊的電路。已有技術的AB類輸出級通常包括相當復雜的
電路，這將導致大的芯片面積。本發(fā)明的實用實施例將兩個交叉耦合 電流反射鏡與一個簡單M0S最小值選擇器結合，來獲得很緊湊的兩級 放大器，能非常容易地僅從一個電流源對該兩級放大器進行偏置。該
電路可被用于其中期望高環(huán)路增益和AB類特性的任何電路。這種電 路的實例有A/D轉換器中的電流-電壓轉換、音頻電路、以及用于基 準電壓的緩存器。該電路可被使用在MP3播放器IC中的基準緩存器 中，以便加載和卸載基準電容。為了實現(xiàn)需要的充電和放電次數(shù)，需 要一個相當大的電流。還需要一個高環(huán)路增益來實現(xiàn)基準電壓的高精 度。
應當注意上面描述的實施例說明而不是限制本發(fā)明，對于本領 域的技術人員來說能夠在不脫離本發(fā)明的所附權利要求的范圍的情 況下設計多種替代的變型。例如，不用示出的電流反射鏡類型，而是使 用例如雙反射鏡、共源共柵或威爾遜(Wilson)反射鏡。有可能通過 用PM0S晶體管替換全部函0S晶體管并反相來實施本發(fā)明。該輸入級 和晶體管M9、 M10可以是雙極晶體管而不是M0S晶體管。
在權利要求中，括號內的參考標記都不應作為對權利要求的限 制。單詞"包括"不排除不同于列在權利要求中的單元或步驟情況。 在元件前面的單詞"一個"或"一種"不排除多個這種元件的存在。 僅有的事實是在相互不同的從屬權利要求中相互引用的某些措施并 不表示這些措施的結合不能被用來形成優(yōu)勢。
權利要求
1.一種放大器電路，包括差動輸入級(M1，M2)；耦合到所述差動輸入級(M1，M2)各自輸出端的兩個交叉耦合電流反射鏡(M3，M4；M5，M6)；以及耦合到所述電流反射鏡輸出端的最小值選擇電路(M11，M12)。
2. 如權利要求1所述的放大器，其中所述最小值選擇電路包括 對稱的最小值選擇器(M11，M12， M13，M14)。
3. 如權利要求1所述的放大器，其中所述最小值選擇電路包括 兩個最小值選擇器(M11，M12; M13,M14)。
4. 如權利要求3所述的放大器，其中所述最小值選擇器是非對 稱的。
全文摘要
一種放大器電路，包括差動輸入級(M1，M2)、耦合到所述差動輸入級(M1，M2)各自輸出端的兩個交叉耦合電流反射鏡(M3，M4；M5，M6)、以及耦合到所述電流反射鏡輸出端的最小值選擇電路(M11，M12，M13，M14)。
文檔編號H03F3/45GK101371435SQ200780002454
公開日2009年2月18日 申請日期2007年1月17日 優(yōu)先權日2006年1月18日
發(fā)明者保羅·布魯因 申請人:Nxp股份有限公司