本申請(qǐng)要求于2014年7月18提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)14/335,421的權(quán)益，其通過(guò)引用整體納入于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及放大器，尤其涉及寬帶低功率放大器。

背景

現(xiàn)代微處理器在寬位字上操作。例如，對(duì)于一些微處理器而言處理64位字是常規(guī)的。隨著處理器時(shí)鐘速率增大得越來(lái)越高，在寬位總線上路由此類相對(duì)較寬位字變得有問(wèn)題。在高傳輸速率下，關(guān)于在寬位總線中的單獨(dú)跡線上的傳播的不可避免的偏斜可能導(dǎo)致不可接受的誤比特率。此外，此類總線需求大量功率且設(shè)計(jì)起來(lái)是昂貴的。

為了在沒(méi)有與高速寬位總線相關(guān)聯(lián)的偏斜和失真問(wèn)題的情況下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)字的高速傳輸，已經(jīng)開發(fā)了串行器-解串行器(SERDES)系統(tǒng)。SERDES發(fā)射機(jī)將數(shù)據(jù)字串行化到高速串行數(shù)據(jù)流中。SERDES接收機(jī)接收高速串行數(shù)據(jù)流并且將其解串行化回到并行數(shù)據(jù)字中。串行傳輸通常是差分的并且包括嵌入式時(shí)鐘。由此減輕了與高速寬位數(shù)據(jù)總線相關(guān)聯(lián)的偏斜和失真問(wèn)題。

盡管SERDES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了甚高速數(shù)據(jù)傳輸(諸如10吉比特每秒或者甚至更高的速率)，但是發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的差分串行數(shù)據(jù)信道的傳輸特性在跨對(duì)應(yīng)的5Ghz的奈奎斯特帶寬上是非線性的。相反，該信道具有減小數(shù)據(jù)帶寬的較高頻率部分的振幅的頻率相關(guān)響應(yīng)。為了抵消結(jié)果得到的失真，SERDES接收機(jī)包括跨頻譜是非線性的、但是取而代之增強(qiáng)所接收到的數(shù)據(jù)頻譜的較高頻帶的放大器。

為了提供如圖1中所示的這一取決于頻率的放大，常規(guī)的SERDES接收機(jī)放大器可包括驅(qū)動(dòng)第二級(jí)跨阻放大器級(jí)110的第一級(jí)跨導(dǎo)放大器級(jí)105。在第一級(jí)105內(nèi)，一對(duì)差分晶體管M1和M2由電流源I₁和I₂來(lái)偏置。這些電流源結(jié)合地創(chuàng)建一偏置電流，該偏置電流響應(yīng)于從分別驅(qū)動(dòng)晶體管M1和M2的柵極的輸入電壓IN和INX形成的差分輸入電壓而在晶體管M1與M2之間被引導(dǎo)。由晶體管M1和M2傳導(dǎo)的電流中結(jié)果得到的差值在它們的漏極處產(chǎn)生電壓差，這些漏極是通過(guò)負(fù)載電阻R_L耦合至電源的。第二級(jí)110中的跨阻放大器115將跨晶體管的漏極的差分電壓放大到從輸出電壓OUT和OUTX形成的差分輸出電壓中。第二級(jí)110包括由一對(duì)差分晶體管M3和M4形成的負(fù)反饋環(huán)路，該對(duì)差分晶體管M3和M4由電流源I₃來(lái)偏置。例如，假設(shè)晶體管M3的漏極電壓VM3比晶體管M4的漏極電壓VM4高?？缱璺糯笃?15將隨后擺動(dòng)比輸出電壓OUT更高的輸出電壓OUTX。如果漏極電壓中的這一變化是相對(duì)較低的頻率，則輸出電壓OUTX的高值將穿過(guò)低通濾波器(LPF)以導(dǎo)通晶體管M4。晶體管M4隨后將使它的漏極電壓VM4放電，這減小了漏極電壓VM3和VM4之間的差值。相反，如果漏極電壓中的該變化是相對(duì)較高的頻率，則漏極電壓VM3將保持比漏極電壓VM4更高。通過(guò)低通濾波器以及該對(duì)差分晶體管M3和M4的負(fù)反饋由此減小了較低頻率處的第二級(jí)放大器110的增益。但是，該增益的減小要求漏極電壓VM3和VM4的放電，并且由此增大功耗。此外，將兩級(jí)用于放大需求大量的管芯面積。

相應(yīng)地，在本領(lǐng)域中需要在寬帶帶寬上提供高頻增強(qiáng)，而同時(shí)具有更大的密度和降低的功率需求的改進(jìn)的放大器。

概述

提供了具有一對(duì)差分晶體管的放大器，該對(duì)差分晶體管由跨其柵極的差分輸入電壓驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生跨該對(duì)差分晶體管的一對(duì)輸出端子的差分輸出電壓。第一負(fù)載電阻器以及第一跨導(dǎo)體耦合至第一輸出端子。類似地，第二負(fù)載電阻器以及第二跨導(dǎo)體耦合至剩余的第二輸出端子。放大器還包括將差分輸出電壓濾波以產(chǎn)生經(jīng)濾波的差分電壓的高通濾波器。

在經(jīng)濾波的差分電壓為零時(shí)，諸跨導(dǎo)體被偏置以各自驅(qū)動(dòng)偏置電流通過(guò)對(duì)應(yīng)的差分晶體管對(duì)。因?yàn)槊總€(gè)跨導(dǎo)體將隨后傳導(dǎo)相同的偏置電流，所以由偏置電流之間的差值定義的差分偏置電流將等于零。隨著經(jīng)濾波的差分電壓從零增大，差分偏置電流從零增大。放大器的帶寬和高頻增益隨后相應(yīng)地通過(guò)跨導(dǎo)體從該正反饋增大。相反，增大帶寬和增益的常規(guī)解決方案是簡(jiǎn)單地用減小電阻的負(fù)載電阻器來(lái)替換負(fù)載電阻器，但是這種增大造成跨所有頻率通過(guò)負(fù)載電阻器的增大的電流損耗。本文中所公開的放大器在較高的頻率處獲得該增大的增益以及增大的寬度，但是節(jié)省功率，因?yàn)樨?fù)載電阻器可相應(yīng)地保留相對(duì)較高的電阻以減小功耗。可通過(guò)以下詳細(xì)描述更好地領(lǐng)會(huì)這些以及其他有利特征。

附圖簡(jiǎn)述

圖1是現(xiàn)有技術(shù)放大器的示意圖。

圖2是根據(jù)本公開的實(shí)施例的放大器的示意圖。

圖3是解說(shuō)具有和不具有正反饋的圖2的放大器的頻率響應(yīng)。

圖4解說(shuō)了可各自納入圖2的放大器的三個(gè)接收機(jī)放大器的串行安排。

圖5示出了跨導(dǎo)體晶體管的多個(gè)實(shí)例化以及圖2的放大器中的對(duì)應(yīng)的啟用晶體管。

圖6是根據(jù)本公開的實(shí)施例的示例放大方法的流程圖。

詳細(xì)描述

提供了包括各自具有耦合至對(duì)應(yīng)的負(fù)載電阻器的第一端子的一對(duì)差分晶體管的單級(jí)放大器。該對(duì)差分晶體管的柵極形成放大器的一對(duì)差分輸入節(jié)點(diǎn)。該對(duì)差分晶體管基于跨它們的柵極的差分輸入電壓來(lái)引導(dǎo)尾電流。該差分對(duì)中的第一晶體管具有耦合至第一負(fù)載電阻器的第一端子。類似地，該差分對(duì)中剩余的第二晶體管具有耦合至第二負(fù)載電阻器的第一端子。第一晶體管的第二端子耦合至第一電流源。類似地，第二晶體管的第二端子耦合至第二電流源。兩個(gè)電流源都被偏置以傳導(dǎo)相同的偏置電流，該偏置電流組合地形成在差分晶體管之間引導(dǎo)的尾電流?？勺冸娙萜骱涂勺冸娮杵骺杀获詈显诘诙俗又g。

取決于跨它們的柵極施加的差分輸入電壓，與該差分對(duì)中剩余的晶體管相比，來(lái)自電流源的尾電流中的較多尾電流將通過(guò)差分對(duì)中的第一和第二晶體管之一來(lái)引導(dǎo)。通過(guò)該差分對(duì)來(lái)引導(dǎo)的此電流也通過(guò)相應(yīng)的負(fù)載電阻器來(lái)引導(dǎo)尾電流。取決于通過(guò)每一個(gè)負(fù)載電阻器來(lái)引導(dǎo)的電流量，在差分對(duì)中的晶體管的第一端子處產(chǎn)生相應(yīng)的歐姆電壓變化。以此方式，通過(guò)該對(duì)差分晶體管來(lái)引導(dǎo)的電流產(chǎn)生跨它們的第一端子的差分輸出電壓。

該對(duì)差分晶體管的第一端子還耦合至諸如跨導(dǎo)體晶體管之類的跨導(dǎo)體。例如，第一跨導(dǎo)體晶體管可耦合至第一晶體管的第一端子。類似地，第二跨導(dǎo)體晶體管可耦合至第二晶體管的第一端子。高通濾波器將跨差分對(duì)中的晶體管的第一端子的差分輸出電壓進(jìn)行濾波以產(chǎn)生經(jīng)高通濾波的差分電壓。在經(jīng)高通濾波的差分電壓為零(DC)時(shí)，每一個(gè)跨導(dǎo)體晶體管都被偏置以傳導(dǎo)DC偏置電流。在DC時(shí)，差分偏置電流(通過(guò)每一個(gè)跨導(dǎo)體來(lái)傳導(dǎo)的電流之間的差值)也將等于零?？鐚?dǎo)體晶體管通過(guò)增大差分偏置電流來(lái)響應(yīng)經(jīng)高通濾波的差分電壓的增大。例如，高通濾波器可包括第一高通濾波器和第二高通濾波器。第一高通濾波器耦合在差分對(duì)中的第一晶體管的第一端子與第二跨導(dǎo)體晶體管的柵極之間。以此方式，由第二跨導(dǎo)體晶體管傳導(dǎo)的電流響應(yīng)于差分輸入電壓中的高頻變化而交替地從其DC偏置值增大和減小。類似地，第二高通濾波器耦合在差分對(duì)中的第二晶體管的第一端子與第一跨導(dǎo)體晶體管的柵極之間。通過(guò)第一跨導(dǎo)體晶體管傳導(dǎo)的電流將由此響應(yīng)于差分輸入電壓中的高頻變化而交替地從其DC偏置值增大和減小。

注意，通過(guò)跨導(dǎo)體晶體管來(lái)傳導(dǎo)的差分偏置電流的增大會(huì)增大放大器的增益，該增益由差分輸出電壓與差分輸入電壓的比值來(lái)定義。由此，跨導(dǎo)體晶體管響應(yīng)于差分輸入電壓中的相對(duì)較高頻率的變化而提供正反饋，這增大了放大器的帶寬。在現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)減小負(fù)載電阻器的負(fù)載電阻來(lái)增大帶寬和高頻增益。通過(guò)所公開的放大器中的跨導(dǎo)體晶體管的正反饋由此類似于在差分輸入電壓的高頻區(qū)間期間提供減小它們的電阻的自適應(yīng)負(fù)載電阻器。這是相當(dāng)有利的，因?yàn)樵跊](méi)有電流損耗的情況下獲得了寬的帶寬，該電流損耗原本將由于具有跨所有頻率減小的電阻的負(fù)載電阻器的常規(guī)使用而引起。

一般而言，差分輸入電壓將取決于數(shù)據(jù)內(nèi)容而具有不同數(shù)量的高頻和低頻區(qū)間或周期。例如，要被傳送的數(shù)據(jù)可以使得差分輸入電壓每一比特周期都改變狀態(tài)。在此時(shí)間期間，差分輸入電壓中的變化將是相對(duì)較高頻的。相反，要被傳送的數(shù)據(jù)可以使得差分輸入電壓不是每一比特周期都改變狀態(tài)。在此周期期間的差分輸入電壓中的變化將是相對(duì)較低頻的。在差分輸入電壓中的高頻變化期間通過(guò)跨導(dǎo)體晶體管的正反饋增大了放大器的增益和帶寬，而沒(méi)有關(guān)于圖1的常規(guī)兩級(jí)放大器所討論的功率懲罰。具體而言，在沒(méi)有來(lái)自所需要的附加放大級(jí)的管芯面積需求以及沒(méi)有來(lái)自使用負(fù)反饋以減小低頻增益的過(guò)量電流需求和功耗的情況下，增大了帶寬。

該對(duì)差分晶體管可包括一對(duì)NMOS晶體管或一對(duì)PMOS晶體管。在PMOS實(shí)施例中，該對(duì)差分晶體管的第一端子將通過(guò)負(fù)載電阻器來(lái)耦合至接地。相反，在NMOS實(shí)施例中，第一端子通過(guò)負(fù)載電阻器來(lái)耦合至供電節(jié)點(diǎn)。以下討論不失一般性地涉及NMOS差分對(duì)實(shí)施例。

圖2中示出了示例放大器200。NMOS晶體管M1和M2形成引導(dǎo)由來(lái)自電流源NMOS晶體管M3和M4的偏置電流形成的尾電流的一對(duì)差分晶體管，該電流源NMOS晶體管M3和M4使其源極耦合至接地。差分對(duì)晶體管M1的源極耦合至電流源晶體管M3的漏極。差分對(duì)晶體管M2的源極耦合至電流源晶體管M4的漏極。偏置電壓n偏置(nbias)驅(qū)動(dòng)電流源晶體管M3和M4的柵極以建立在差分對(duì)晶體管M1與M2之間被引導(dǎo)的尾電流。引導(dǎo)尾電流的差分輸入電壓包括驅(qū)動(dòng)差分對(duì)晶體管M1的柵極的輸入電壓“輸入p”(inp)和驅(qū)動(dòng)差分對(duì)晶體管M2的柵極的互補(bǔ)輸入電壓“輸入m”(inm)。隨著輸入電壓“輸入p”循環(huán)高于互補(bǔ)輸入電壓“輸入m”，與通過(guò)差分對(duì)晶體管M2引導(dǎo)的剩余電流相比，越來(lái)越多的由電流源晶體管M3和M4建立的尾電流通過(guò)差分對(duì)晶體管M1來(lái)引導(dǎo)。相反，隨著互補(bǔ)電壓“輸入m”循環(huán)高于輸入電壓“輸入p”，與通過(guò)差分對(duì)晶體管M1引導(dǎo)的剩余電流相比，越來(lái)越多的尾電流通過(guò)差分對(duì)晶體管M2來(lái)引導(dǎo)。

對(duì)尾電流的這一引導(dǎo)產(chǎn)生跨分別耦合至差分對(duì)晶體管M1和M2的漏極的一對(duì)負(fù)載晶體管RL的歐姆電壓降。每一個(gè)負(fù)載電阻器RL還耦合至提供電源電壓VDD的供電節(jié)點(diǎn)。如果差分輸入電壓使得所有的偏置電流通過(guò)差分對(duì)晶體管M1來(lái)引導(dǎo)，則基本上沒(méi)有電流流過(guò)差分對(duì)晶體管M2。由此，不存在跨耦合至差分對(duì)晶體管M2的漏極的負(fù)載電阻器RL的歐姆電壓降，以使得差分對(duì)晶體管M2的漏極電壓“輸出p”(outp)被充電至VDD。相反，取決于對(duì)應(yīng)的負(fù)載電阻器RL中的歐姆損耗，差分對(duì)晶體管M1的漏極電壓“輸出n”(outn)隨后將朝接地放電。為了減小驅(qū)動(dòng)差分對(duì)晶體管M1和M2的柵極中的米勒效應(yīng)，電容器C1耦合在差分對(duì)晶體管M1的柵極與差分對(duì)晶體管M2的漏極之間。類似地，電容器C2耦合在差分對(duì)晶體管M2的柵極與差分對(duì)晶體管M1的漏極之間。

對(duì)應(yīng)的跨導(dǎo)體晶體管耦合至每一個(gè)差分對(duì)晶體管的漏極。例如，跨導(dǎo)體PMOS晶體管P4耦合至差分對(duì)晶體管M1的漏極。對(duì)應(yīng)的跨導(dǎo)體PMOS晶體管P6耦合至差分對(duì)晶體管M2的漏極。如果不存在這些跨導(dǎo)體晶體管，則將僅由耦合至差分對(duì)晶體管M1和M2的源極的RC網(wǎng)絡(luò)來(lái)產(chǎn)生由輸出電壓“輸出p”和“輸出m”定義的差分輸出電壓的高頻增強(qiáng)。鑒于此，RC網(wǎng)絡(luò)中的一對(duì)可變電阻器Rs耦合在差分對(duì)晶體管M1與M2的源極之間。另外，RC網(wǎng)絡(luò)中的剩余的一對(duì)可變電容器Cs耦合在差分對(duì)晶體管M1與M2的源極之間。將領(lǐng)會(huì)，單個(gè)可變電阻器可被用來(lái)替代該對(duì)可變電阻器Rs。類似地，單個(gè)可變電容器可被用來(lái)替代該對(duì)可變電容器Cs。

在一個(gè)實(shí)施例中，PMOS跨導(dǎo)體晶體管可被認(rèn)為包括用于響應(yīng)于經(jīng)高通濾波的差分電壓而增大增益的裝置，其中該增益是由差分輸出電壓與差分輸入電壓的比值來(lái)定義的。

在沒(méi)有來(lái)自跨導(dǎo)體晶體管P4和P6的正反饋的情況下，來(lái)自可變電阻器Rs的電阻量和來(lái)自可變電容器Cs的電容量確定關(guān)于由輸入電壓“輸入p”和“輸入m”所定義的差分輸入電壓到由輸出電壓“輸出p”和“輸出m”所定義的差分輸出電壓中的放大的高頻增強(qiáng)。圖3示出放大器200的示例頻率響應(yīng)300，其中如本文中進(jìn)一步討論的，跨導(dǎo)體晶體管P4和P6被禁用。在此種情形中，高頻增強(qiáng)僅由耦合至差分對(duì)晶體管M1和M2的源極的RC網(wǎng)絡(luò)來(lái)建立。對(duì)于具有頻率響應(yīng)300的實(shí)施例而言，被放大的數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬為約5GHz。與頻率響應(yīng)300相反，圖3中示出的頻率響應(yīng)305對(duì)應(yīng)于啟用跨導(dǎo)體晶體管P4和P6。作為此啟用的結(jié)果，與頻率響應(yīng)300相比，頻率響應(yīng)305具有增大的帶寬以及高頻響應(yīng)的附加增強(qiáng)。

由可變電阻器Rs和可變電容器Cs形成的RC網(wǎng)絡(luò)可在替換實(shí)施例中被改變。例如，如果可變電容器Cs被消除，則頻率響應(yīng)將是平的，因?yàn)樗鼘⒉痪哂腥珙l率響應(yīng)300和305所示的高頻尖峰。可由此形成放大器200的串聯(lián)鏈，其中一些放大器200包括可變電容器Rs而其他的將不包括。例如，圖4解說(shuō)了可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)、連續(xù)時(shí)間線性均衡器(CTLE)放大器、以及求和放大器的串聯(lián)鏈。每一個(gè)放大器可以類似地如關(guān)于圖2的放大器200討論的那樣來(lái)構(gòu)建。然而，在VGA放大器中，可變電容器Cs被消除以使得對(duì)于較高頻率而言不存在尖峰。VGA放大器的VGA增益設(shè)置將取而代之控制可變電阻器Rs的可變電阻量。相反，CTLE放大器可包括可變電容器Cs以使得CTLE放大器的線性均衡器增益設(shè)置確定高頻尖峰的量，諸如圖3中的頻率響應(yīng)305所示。最終，求和放大器可排除可變電容器Cs并且將可變電阻器Rs替換為固定電阻。由此對(duì)于求和放大器而言將沒(méi)有增益設(shè)置。

一般而言，對(duì)于將由差分輸出電壓驅(qū)動(dòng)的任何端點(diǎn)而言，放大器200所期望的頻率響應(yīng)的類型取決于負(fù)載電容CL(未解說(shuō))。該負(fù)載電容結(jié)合負(fù)載電阻器RL的電阻影響放大器200的頻率響應(yīng)的極點(diǎn)。放大器200包括一對(duì)高通濾波器205和210，它們結(jié)合跨導(dǎo)體晶體管P4和P6來(lái)增大該極點(diǎn)的值，以便擴(kuò)展頻率響應(yīng)305的帶寬。具體而言，高通濾波器205包括從差分對(duì)晶體管M1的漏極耦合至跨導(dǎo)體晶體管P6的柵極的電容器Cf。高通濾波器205還包括耦合在攜帶偏置電壓“p偏置”(pbias)的節(jié)點(diǎn)與跨導(dǎo)體晶體管P6的柵極之間的電阻器Rf。替代輸出電壓“輸出m”中的高頻變化，偏置電壓“p偏置”驅(qū)動(dòng)跨導(dǎo)體晶體管P6的柵極以建立其DC偏置電流。高通濾波器210類似于高通濾波器205，因?yàn)楦咄V波器210也包含從差分對(duì)晶體管M2的漏極耦合至跨導(dǎo)體晶體管P4的柵極的電容器Cf。另外，高通濾波器210包括從“p偏置”電壓節(jié)點(diǎn)耦合至跨導(dǎo)體晶體管P6的柵極的電阻器Rf。

如果輸入電壓“輸入p”足夠高于互補(bǔ)輸入電壓“輸入m”，則輸出電壓“輸出m”將朝接地放電，而輸出電壓“輸出p”將朝VDD充電。如果差分輸入電壓中的該特定變化是高頻變化，則高通濾波器205將向跨導(dǎo)體晶體管P6的柵極傳導(dǎo)輸出電壓“輸出m”的降低的電壓?？鐚?dǎo)體晶體管P6隨后傳導(dǎo)更多的電流(與由偏置電壓“p偏置”建立的任何DC偏置值相比)，這使得輸出電壓“輸出p”朝VDD推升得甚至更高。進(jìn)而，輸出電壓“輸出p”的該突然增大通過(guò)高通濾波器210來(lái)濾波以截止跨導(dǎo)體晶體管P4，以使得輸出電壓“輸出m”可甚至更低地朝接地放電。通過(guò)跨導(dǎo)體晶體管P4和P6來(lái)傳導(dǎo)的差分偏置電流中的該增大也通過(guò)差分對(duì)晶體管M1和M2來(lái)傳導(dǎo)。響應(yīng)于差分輸入電壓中的高頻變化的正反饋會(huì)增大放大器200的帶寬和高頻增益。這是非常有利的，因?yàn)樨?fù)載電阻器RL的負(fù)載電阻可隨后維持在相對(duì)較高的值以降低功耗。相反，減小負(fù)載電阻以增大帶寬的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)踐會(huì)增大功耗。

在互補(bǔ)輸入電壓“輸入m”足夠高于輸入電壓“輸入p”時(shí)發(fā)生類似效應(yīng)。對(duì)于此類變化，輸出電壓“輸出m”將朝VDD充電，而輸出電壓“輸出p”將朝接地放電。如果差分輸入電壓中的該變化足夠突然(高頻)，則高通濾波器210將向跨導(dǎo)體晶體管P4的柵極傳遞輸出電壓“輸出p”的低電壓狀態(tài)。與其DC偏置值(如由偏置電壓p偏置建立的)相比，通過(guò)跨導(dǎo)體晶體管P4的電流將隨后被增大，以進(jìn)一步朝VDD推升輸出電壓“輸出m”。高通濾波器205向跨導(dǎo)體晶體管P6的柵極傳遞輸出電壓“輸出m”的這一突然較高的值，跨導(dǎo)體晶體管P6隨后傳遞更少的電流以使得輸出電壓“輸出p”可進(jìn)一步朝接地放電。以此方式，高通濾波器210和205結(jié)合跨導(dǎo)體晶體管P4和P6提供正反饋，以響應(yīng)于差分輸入電壓中的高頻變化而跨差分對(duì)晶體管M1和M2的漏極來(lái)推升差分輸出電壓。

在沒(méi)有該正反饋的情況下，負(fù)載電容和負(fù)載電容器RL的電阻定義放大器200的固有頻率，該固有頻率控制其帶寬。正是該固有頻率控制圖3的頻率響應(yīng)300中高于5GHz的滾降。如果負(fù)載電容較高，則現(xiàn)有技術(shù)放大器將需要減小負(fù)載電阻以維持足夠的帶寬和增益。但是，負(fù)載電阻的此類減小會(huì)增大通過(guò)差分對(duì)晶體管M1和M2來(lái)放電的電流量，并且由此增大功耗。相反，本文中所公開的正反饋使得帶寬能夠被維持而無(wú)需要求負(fù)載電阻的此類減小，并且由此節(jié)省功率?？梢宰C明，具有被啟用的跨導(dǎo)體晶體管P4和P6的放大器200的固有頻率等于負(fù)載電阻RL、負(fù)載電容CL、高通濾波器電容Cf、以及高通濾波器電阻Rf的乘積的倒數(shù)的平方根。由此，與將在沒(méi)有正反饋的情況下發(fā)生的固有頻率相比(該固有頻率將取而代之等于負(fù)載電阻RL和負(fù)載電容CL的乘積的倒數(shù)的平方根)，高通電容Cf和高通電阻Rf擴(kuò)展了固有頻率。

為了提供自適應(yīng)地調(diào)諧正反饋量并且由此推升差分輸出電壓中的較高頻率分量的能力，跨導(dǎo)體晶體管P4和P6可各自包括對(duì)應(yīng)的多個(gè)晶體管，該多個(gè)晶體管中的每個(gè)晶體管由啟用信號(hào)控制。具體而言，跨導(dǎo)體晶體管P4可包括各自通過(guò)對(duì)應(yīng)的開關(guān)(諸如對(duì)應(yīng)的晶體管P2)來(lái)耦合至供電節(jié)點(diǎn)的多個(gè)跨導(dǎo)體晶體管P4。每一個(gè)晶體管P2是由確定對(duì)應(yīng)的跨導(dǎo)體晶體管P4是否將對(duì)任何正反饋?zhàn)鞒鲐暙I(xiàn)的啟用信號(hào)en來(lái)控制的。類似地，每一個(gè)跨導(dǎo)體晶體管P6可包括各自通過(guò)對(duì)應(yīng)的開關(guān)(諸如對(duì)應(yīng)的晶體管P5)來(lái)耦合至供電節(jié)點(diǎn)的多個(gè)跨導(dǎo)體晶體管P6。啟用信號(hào)en控制對(duì)應(yīng)的跨導(dǎo)體晶體管P6是否將對(duì)任何正反饋?zhàn)鞒鲐暙I(xiàn)。

復(fù)數(shù)個(gè)晶體管P5和P6的示例實(shí)施例在圖5中示出。存在m個(gè)晶體管P5，范圍從第零晶體管P5₀到第(m-1)晶體管P5_m-1，其中m是復(fù)數(shù)(plural)正整數(shù)。每一個(gè)P5晶體管使其源極耦合至用于提供電源電壓VDD的電源節(jié)點(diǎn)。另外，存在m個(gè)對(duì)應(yīng)的跨導(dǎo)體晶體管P6，范圍從第零晶體管P6₀到第(m-1)晶體管P6_m-1。每一個(gè)跨導(dǎo)體晶體管P6的源極耦合至對(duì)應(yīng)的晶體管P5的漏極。m比特寬的啟用字en<0:m-1>驅(qū)動(dòng)P5晶體管的柵極。具體而言，啟用比特en<0>驅(qū)動(dòng)P5₀晶體管的柵極，啟用比特en<1>驅(qū)動(dòng)P5₁晶體管的柵極，以此類推，以使得啟用比特en<m-1>驅(qū)動(dòng)P5_m-1晶體管的柵極。啟用比特通過(guò)變?yōu)榈蛠?lái)斷言以使得對(duì)應(yīng)的P5晶體管導(dǎo)通。如果P6晶體管對(duì)應(yīng)的P5晶體管被啟用以導(dǎo)通，則P6晶體管可提供如以上討論的正反饋。P4和P2晶體管被類似地安排。

為了不論經(jīng)斷言的啟用比特的數(shù)目如何皆保持輸出節(jié)點(diǎn)的DC偏置不變化，多個(gè)PMOS跨導(dǎo)體晶體管(P8)對(duì)應(yīng)于多個(gè)P6跨導(dǎo)體晶體管。類似地，多個(gè)PMOS跨導(dǎo)體晶體管(P3)對(duì)應(yīng)于多個(gè)P4跨導(dǎo)體晶體管。P3和P8跨導(dǎo)體晶體管的柵極由偏置電壓“p偏置”來(lái)偏置。P4和P6跨導(dǎo)體晶體管的柵極由圖2的高通濾波器205和210產(chǎn)生的“p偏置”的HF增強(qiáng)版本來(lái)偏置。由此，偏置電壓“p偏置”確定輸出節(jié)點(diǎn)的DC偏置。每一個(gè)P8晶體管的源極耦合至對(duì)應(yīng)的PMOS晶體管(P7)的漏極，PMOS晶體管(P7)使其源極綁定至供電節(jié)點(diǎn)。類似于P8和P7晶體管的安排，每一個(gè)P3晶體管的源極耦合至對(duì)應(yīng)的PMOS晶體管(P1)的漏極，PMOS晶體管(P1)使其源極耦合至供電節(jié)點(diǎn)?；パa(bǔ)啟用字en_b<0:m-1>驅(qū)動(dòng)P1和P7晶體管的柵極。具體地，第零啟用比特en_b<0>驅(qū)動(dòng)第零P1晶體管和第零P7晶體管的柵極。類似地，第一啟用比特en_b<1>驅(qū)動(dòng)第一P1晶體管和第一P7晶體管的柵極，以此類推，以使得最后啟用比特en_b<m-1>驅(qū)動(dòng)最后第(m-1)P1晶體管和最后第(m-1)P7晶體管的柵極。

可參考以下示例實(shí)施例更好地領(lǐng)會(huì)啟用比特和互補(bǔ)啟用比特的互補(bǔ)特性，其中P1,、P2、P3、P4、P5、P6、P7、和P8晶體管中的每一個(gè)晶體管的數(shù)目m等于8。例如，假設(shè)啟用比特使得P2和P5晶體管中的六個(gè)晶體管是導(dǎo)通的。對(duì)應(yīng)的六個(gè)P4跨導(dǎo)體晶體管以及對(duì)應(yīng)的六個(gè)P6跨導(dǎo)體晶體管將由此提供如以上關(guān)于放大器200所討論的正反饋。在此類情形中，將隨后存在P7晶體管中的兩個(gè)以及P1晶體管中的兩個(gè)使其en_b比特被斷言為低，以使得它們將是導(dǎo)通的。對(duì)應(yīng)的兩個(gè)P3跨導(dǎo)體晶體管以及對(duì)應(yīng)的兩個(gè)P8跨導(dǎo)體晶體管將隨后根據(jù)偏置電壓“p偏置”來(lái)傳導(dǎo)。更一般地，如果啟用比特中的i被斷言，則互補(bǔ)啟用比特中的m-i將被斷言，其中i是大于或?qū)τ诹闱倚∮诨虻扔趍的整數(shù)。

通過(guò)改變被啟用以提供正反饋的P4和P6跨導(dǎo)體晶體管的數(shù)目，可相應(yīng)地改變對(duì)結(jié)果得到的固有頻率的影響并且由此改變放大器200的帶寬擴(kuò)展。此外，也可以相應(yīng)地改變圖3的頻率響應(yīng)305的高頻增強(qiáng)的程度。再次參照?qǐng)D4，經(jīng)啟用的P4和P6跨導(dǎo)體晶體管的數(shù)目是VGA和CTLE放大器的增益設(shè)置的一部分。在求和放大器中，此數(shù)目可以是固定的，諸如啟用每一個(gè)可能的P4和P6跨導(dǎo)體晶體管以提供正反饋。現(xiàn)在將討論一種示例操作方法。

圖6中示出了用于放大器的示例操作方法的流程圖。動(dòng)作600包括：響應(yīng)于差分輸入電壓而通過(guò)差分對(duì)晶體管來(lái)引導(dǎo)尾電流以產(chǎn)生差分輸出電壓。響應(yīng)于包括輸入電壓“輸入p”和“輸入m”的差分輸入電壓而通過(guò)差分對(duì)晶體管M1和M2來(lái)引導(dǎo)偏置電流以產(chǎn)生包括輸出電壓“輸出p”和“輸出m”的差分輸出電壓是動(dòng)作600的示例。動(dòng)作605包括將差分輸出電壓進(jìn)行高通濾波以產(chǎn)生經(jīng)高通濾波的差分電壓。P4和P6跨導(dǎo)體晶體管的柵極電壓之間的差值是此類經(jīng)高通濾波的差分電壓的示例。最后，動(dòng)作610包括將經(jīng)高通濾波的差分電壓跨導(dǎo)為通過(guò)該對(duì)差分晶體管來(lái)傳導(dǎo)的差分偏置電流。P6和P4跨導(dǎo)體晶體管提供將其柵極處經(jīng)高通濾波的差分電壓跨導(dǎo)為通過(guò)該對(duì)差分晶體管M1和M2來(lái)驅(qū)動(dòng)的差分偏置電流的示例。

如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員至此將領(lǐng)會(huì)的并取決于手頭的具體應(yīng)用，可以在本公開的設(shè)備的材料、裝置、配置和使用方法上做出許多修改、替換和變動(dòng)而不會(huì)脫離本公開的精神和范圍。有鑒于此，本公開的范圍不應(yīng)當(dāng)被限定于本文所解說(shuō)和描述的特定實(shí)施例(因?yàn)槠鋬H是作為本公開的一些示例)，而應(yīng)當(dāng)與所附權(quán)利要求及其功能等同方案完全相當(dāng)。