一種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路，包括兩級(jí)差分放大器，用于檢測(cè)所述兩級(jí)差分放大器的輸出共模電壓的共模電壓檢測(cè)單元，和用于控制所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載穩(wěn)定在其預(yù)設(shè)的直流工作點(diǎn)的共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元；所述兩級(jí)差分放大器的兩個(gè)輸出分別連接所述共模電壓檢測(cè)單元，所述共模電壓檢測(cè)單元的輸出連接所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元，所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的兩個(gè)輸出分別連接所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載。本發(fā)明能夠防止兩級(jí)差分放大器在閉環(huán)應(yīng)用中當(dāng)輸入共模信號(hào)出現(xiàn)很大的瞬態(tài)值時(shí)，該兩級(jí)差分放大器出現(xiàn)“鎖死”狀態(tài)。
【專利說明】—種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模擬集成電路領(lǐng)域，特別涉及一種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著兩級(jí)差分放大器具有輸出擺幅大、共模噪聲抑制好，并且能夠有效地抑制偶次項(xiàng)諧波失真等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用。共模反饋電路是全差分運(yùn)放中不可缺少的一個(gè)關(guān)鍵電路，其目的是用來穩(wěn)定差分放大器內(nèi)部各節(jié)點(diǎn)的直流電平，保證晶體管均工作在飽和狀態(tài)，并精確控制差分放大器的輸出共模電平，使放大器的輸出擺幅達(dá)到最優(yōu)。共模反饋電路還有利于抑制放大器的共模波動(dòng)，提高其共模抑制比。
[0003]圖1為采用現(xiàn)有共模反饋電路的兩級(jí)差分放大器100示意圖，見參考文獻(xiàn)I。如圖1所示，該采用現(xiàn)有共模反饋電路的兩級(jí)差分放大器100由共模檢測(cè)電路101(相當(dāng)于本發(fā)明的共模電壓檢測(cè)單元201)、共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生電路102(相當(dāng)于本發(fā)明的共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202)和兩級(jí)差分放大器組成，通過共模檢測(cè)電路101檢測(cè)到該兩級(jí)差分放大器的輸出共模電平(記為Vocml，Vocml = (Vonl+Vopl)/2)，該輸出共模電壓(Vocml)與該兩級(jí)差分放大器的期望輸出共模電壓(記為Vcml)的差值經(jīng)過共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生電路102進(jìn)行放大，此處共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生電路102為一電壓放大器，輸入的是電壓，輸出的信號(hào)也是電壓信號(hào)，該共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生電路102將輸出的電壓連接到兩級(jí)差分放大器的MOS管M105、M106的柵極，通過調(diào)節(jié)MOS管M105、M106的柵極電壓來穩(wěn)定M105、M106的直流工作點(diǎn)，進(jìn)而穩(wěn)定MOS管M107、M108的直流工作點(diǎn)，最終使該輸出共模電壓(Vocml)與該兩級(jí)差分放大器的期望輸出共模電壓(Vcml)相等。
[0004]將圖1所示的采用現(xiàn)有共模反饋電路的兩級(jí)差分放大器100應(yīng)用于如圖3所示的兩級(jí)差分放大器的閉環(huán)典型應(yīng)用電路300中。對(duì)于差分信號(hào)，該應(yīng)用電路300的環(huán)路包括三個(gè)反相級(jí):第一級(jí)放大器形成的反相級(jí)，第二級(jí)放大器形成的反相級(jí)，放大器輸出到輸入端的反相級(jí)(輸出端Vo+與輸入端Vin-相連,輸出端Vo-與輸入端Vin+相連)，三個(gè)反相級(jí)構(gòu)成負(fù)反饋，只要對(duì)電路進(jìn)行合適的頻率補(bǔ)償，就能工作在穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)于共模信號(hào)，該應(yīng)用電路300的環(huán)路包括兩個(gè)環(huán)路:內(nèi)部環(huán)路和外部環(huán)路，其中內(nèi)部環(huán)路為一個(gè)負(fù)反饋環(huán)路，而外部環(huán)路為一個(gè)正反饋環(huán)路(見參考文獻(xiàn)2);正常工作時(shí)，由于內(nèi)部共模反饋環(huán)路的開環(huán)增益很高，使得外部正反饋環(huán)路的開環(huán)環(huán)路增益遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1，整個(gè)電路能夠穩(wěn)定工作。而在實(shí)際應(yīng)用中，如圖1所示，當(dāng)兩級(jí)差分放大器的輸入端共模信號(hào)出現(xiàn)很大的瞬態(tài)值時(shí)，兩級(jí)差分放大器的M101、M102管關(guān)斷，流過M105、M106管的電流為0，M105、M106管工作在深線性區(qū)(假設(shè)所述共模電壓檢測(cè)電路101還未向所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生電路102傳送檢測(cè)到的輸出共模電壓)，M105、M106管的漏端電壓被拉到接近于地(OV)，導(dǎo)致M107、M108管關(guān)斷，從而使兩級(jí)差分放大器的輸出共模電壓接近電源電壓VDD，如此，Mlll管被關(guān)斷，M113管的柵極電壓被拉低，進(jìn)而使M105、M106管被關(guān)斷，導(dǎo)致內(nèi)部共模負(fù)反饋環(huán)路斷開，使得外部正反饋環(huán)路的開環(huán)環(huán)路增益大于1，滿足正反饋條件，此時(shí)即使共模信號(hào)恢復(fù)到正常，由于外部環(huán)路已形成正反饋，兩級(jí)差分放大器的輸出端電壓將繼續(xù)保持接近電源電壓的狀態(tài)，呈現(xiàn)“鎖死“狀態(tài)，使放大器無法正常工作。
[0005]參考文獻(xiàn) 1: Jhin-Fang Huang, Yen-Jung Lin, Kun-Chieh Huang, Ron-Yi Liu.AContinuous-Time Sigma-Delta Modulator with a Hybrid Loop Filter and CapacitiveFeedforward [J].Microelectronics and Solid State Electronics,2012，I (4):74-80
[0006]參考文獻(xiàn)2:池保勇.模擬集成電路與系統(tǒng)[M].清華大學(xué)出版社，北京，2009，第8 章，pp:362o

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路，通過將檢測(cè)到的輸出共模電壓與期望輸出共模電壓相減得到差值電壓，轉(zhuǎn)換為反饋電流，并將該反饋電流與該時(shí)刻所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的偏置電流一起通過所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的兩個(gè)輸出注入所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載，控制所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載穩(wěn)定在其預(yù)設(shè)的直流工作點(diǎn)，能夠防止兩級(jí)差分放大器在閉環(huán)應(yīng)用中當(dāng)輸入共模信號(hào)出現(xiàn)很大的瞬態(tài)值時(shí)，該兩級(jí)差分放大器出現(xiàn)“鎖死”狀態(tài)。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路，包括兩級(jí)差分放大器，用于檢測(cè)所述兩級(jí)差分放大器的輸出共模電壓的共模電壓檢測(cè)單元，和用于控制所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載穩(wěn)定在其預(yù)設(shè)的直流工作點(diǎn)的共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元；所述兩級(jí)差分放大器的兩個(gè)輸出分別連接所述共模電壓檢測(cè)單元，所述共模電壓檢測(cè)單元的輸出連接所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元，所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的兩個(gè)輸出分別連接所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載；
[0009]所述共模電壓檢測(cè)單元檢測(cè)所述兩級(jí)差分放大器的輸出共模電壓，并將該輸出共模電壓傳送給所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元；所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元將接收到的輸出共模電壓與期望輸出共模電壓相減得到差值電壓，將該差值電壓轉(zhuǎn)換為反饋電流，并將該反饋電流與該時(shí)刻所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的偏置電流一起分別通過所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的兩個(gè)輸出注入所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載，控制所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載穩(wěn)定在其預(yù)設(shè)的直流工作點(diǎn)。
[0010]所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元包括第一共柵極差分對(duì)MOS管和偏置電流源；所述第一共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)MOS管均為PMOS管，所述第一共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)源極相連并接至所述偏置電流源的輸出和所述共模電壓檢測(cè)單元的輸出；所述第一共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)柵極均連接一個(gè)預(yù)設(shè)的參考電壓，該參考電壓等于所述期望輸出共模電壓減去所述第一共柵極差分對(duì)MOS管處于其預(yù)設(shè)的直流工作點(diǎn)時(shí)的柵源電壓；所述第一共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)漏極分別作為所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的兩個(gè)輸出。
[0011]所述偏置電流源包括一個(gè)第一 PMOS管，所述第一 PMOS管的源極連接所述兩級(jí)差分放大器的直流電源電壓、柵極連接第一偏置電壓、漏極作為所述偏置電流源的輸出；所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的偏置電流為所述第一 PMOS管的漏極輸出電流。
[0012]所述共模電壓檢測(cè)單元包括相同阻值的第一電阻和第二電阻，所述兩級(jí)差分放大器的兩個(gè)輸出分別連接所述第一電阻和第二電阻的各一端，所述第一電阻和第二電阻的各另一端相連并作為所述共模電壓檢測(cè)單元的輸出。
[0013]所述第一電阻和第二電阻還各自并聯(lián)有第一電容和第二電容。
[0014]所述兩級(jí)差分放大器還包括隔離單元，所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的兩個(gè)輸出與所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載之間通過所述隔離單元連接，所述隔離單元包括第二共柵極差分對(duì)MOS管；所述第二共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)源極或兩個(gè)漏極分別連接所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的兩個(gè)輸出、并分別連接所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)放大輸入差分對(duì)管的兩個(gè)輸出，所述第二共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)漏極或兩個(gè)源極分別連接所述第一級(jí)電流源負(fù)載、并分別作為所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)放大輸出；所述第二共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)柵極均連接第二偏置電壓。
[0015]所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載包括一差分對(duì)MOS管；所述差分對(duì)MOS管的兩個(gè)柵極均連接第三偏置電壓，所述差分對(duì)MOS管的兩個(gè)漏極或兩個(gè)源極分別作為所述第一級(jí)電流源負(fù)載的兩個(gè)輸入，所述差分對(duì)MOS管的兩個(gè)源極或兩個(gè)漏極接地。
[0016]由上述對(duì)本發(fā)明的描述可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0017]與現(xiàn)有的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路相比，本發(fā)明具有兩級(jí)差分放大器在閉環(huán)應(yīng)用中當(dāng)輸入端共模信號(hào)出現(xiàn)很大的瞬態(tài)值時(shí)，防止該兩級(jí)差分放大器出現(xiàn)“鎖死”狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為采用現(xiàn)有共模反饋電路的兩級(jí)差分放大器示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為兩級(jí)差分放大器的閉環(huán)典型應(yīng)用電路示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例一，
[0023]如圖2所示，本發(fā)明提供了一種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路200，包括兩級(jí)差分放大器，用于檢測(cè)所述兩級(jí)差分放大器的輸出共模電壓(記為Vocm2)的共模電壓檢測(cè)單元201，和用于控制所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載203穩(wěn)定在其預(yù)設(shè)的直流工作點(diǎn)的共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202 ;所述兩級(jí)差分放大器的兩個(gè)輸出(此處兩個(gè)輸出的電壓分別記為Von2、Vop2)分別連接所述共模電壓檢測(cè)單元201，所述共模電壓檢測(cè)單元201的輸出A2連接所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202，所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202的兩個(gè)輸出B2、C2分別連接所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載203 ；
[0024]所述共模電壓檢測(cè)單元201檢測(cè)所述兩級(jí)差分放大器的輸出共模電壓(Vocm2，Vocm2 = (Von2+Vop2)/2)，并將該輸出共模電壓(Vocm2)傳送給所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202 ;所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202將接收到的輸出共模電壓(Vocm2)與期望輸出共模電壓(記為Vcm2)相減得到差值電壓，將該差值電壓轉(zhuǎn)換為反饋電流，并將該反饋電流與該時(shí)刻所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202的偏置電流(即為該時(shí)刻所述第一PMOS管M213的漏極輸出電流)一起分別通過所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202的兩個(gè)輸出B2、C2注入所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載203，控制所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載203穩(wěn)定在其預(yù)設(shè)的直流工作點(diǎn)。
[0025]作為一種優(yōu)選，所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202包括第一共柵極差分對(duì)MOS管(M211、M212)和偏置電流源；所述第一共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)MOS管均為PMOS管，所述第一共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)源極相連并接至所述偏置電流源的輸出和所述共模電壓檢測(cè)單元201的輸出A2 ;所述第一共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)柵極均連接一個(gè)預(yù)設(shè)的參考電壓Vref，該參考電壓Vref等于所述期望輸出共模電壓(Vcm2)減去所述第一共柵極差分對(duì)MOS管處于其預(yù)設(shè)的直流工作點(diǎn)時(shí)的柵源電壓，所述第一共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)漏極分別作為所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202的兩個(gè)輸出B2、C2。
[0026]作為一種優(yōu)選，所述偏置電流源包括一個(gè)第一 PMOS管M213，所述第一 PMOS管M213的源極連接所述兩級(jí)差分放大器的直流電源電壓VDD、柵極連接第一偏置電壓(為所述第一 PMOS管M213提供合適的偏置電壓)、漏極作為所述偏置電流源的輸出。
[0027]作為一種優(yōu)選，所述共模電壓檢測(cè)單元201包括相同阻值的第一電阻R201和第二電阻R202，所述兩級(jí)差分放大器的兩個(gè)輸出分別連接所述第一電阻R201和第二電阻R202的各一端，所述第一電阻R201和第二電阻R202的各另一端相連并作為所述共模電壓檢測(cè)單元201的輸出A2，則通過第一電阻R201和第二電阻R202，所述共模電壓檢測(cè)單元201可以檢測(cè)到 Vocm2 = (Von2+Vop2)/2。
[0028]作為一種優(yōu)選，所述第一電阻R201和第二電阻R202還各自并聯(lián)有第一電容C201和第二電容C202。
[0029]作為一種優(yōu)選，所述兩級(jí)差分放大器還包括隔離單元，所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202的兩個(gè)輸出B2、C2與所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載203之間通過所述隔離單元連接，所述隔離單元包括第二共柵極差分對(duì)MOS管(M203、M204);所述第二共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)源極或兩個(gè)漏極分別連接所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202的兩個(gè)輸出B2、C2并分別連接所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)放大輸入差分對(duì)管(M201、M202)的兩個(gè)輸出，所述第二共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)漏極或兩個(gè)源極分別連接所述第一級(jí)電流源負(fù)載203、并分別作為所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)放大輸出；所述第二共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)柵極均連接第二偏置電壓(為所述第二共柵極差分對(duì)MOS管提供合適的偏置電壓)。
[0030]所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載203包括一差分對(duì)MOS管(M205、M206)；所述差分對(duì)MOS管的兩個(gè)柵極均連接第三偏置電壓(為所述差分對(duì)MOS管提供合適的偏置電壓)，所述差分對(duì)MOS管的兩個(gè)漏極或兩個(gè)源極分別作為所述第一級(jí)電流源負(fù)載203的兩個(gè)輸入，所述差分對(duì)MOS管的兩個(gè)源極或兩個(gè)漏極接地。本實(shí)施例中，M205、M206管均為NMOS管，因此，M205、M206管的兩個(gè)源極接地，M205、M206管的兩個(gè)漏極作為所述第一級(jí)電流源負(fù)載203的兩個(gè)輸入通過所述隔離單元分別連接所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202的兩個(gè)輸出B2、C2。
[0031]當(dāng)Vocm2小于Vcm2時(shí)，PMOS管M211、M212的柵源電壓減小，流過M211、M212管的電流減小，M203、M204、M205和M206管的電流下降，使得所述兩級(jí)差分放大器第一級(jí)放大輸出電壓(M205、M206管的漏極電壓)變低，從而使M207、M208管的柵極電壓下降、輸出共模電壓上升，最終使Vocm2 = Vcm2，且所述兩級(jí)差分放大器內(nèi)的各個(gè)晶體管回到各自預(yù)設(shè)的直流工作點(diǎn)；iV0cm2大于Vcm2時(shí)，M211、M212管的柵源電壓增大，流過M211、M212管的電流增大，M203、M204、M205和M206管的電流增大，使得所述兩級(jí)差分放大器第一級(jí)放大輸出電壓變大，從而使M207、M208管的柵極電壓上升、輸出共模電壓下降，并最終使Vocm2 =Vcm2，且所述兩級(jí)差分放大器內(nèi)的各個(gè)晶體管回到各自預(yù)設(shè)的直流工作點(diǎn)，達(dá)到調(diào)整輸出共模電壓的目的。
[0032]將本發(fā)明實(shí)施例一的一種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路200應(yīng)用于如圖3所示的閉環(huán)典型應(yīng)用電路300中，則當(dāng)所述共模電壓檢測(cè)單元201檢測(cè)到的輸出共模電壓Vocm2 = Vcm2時(shí)，沒有電流流過所述第一電阻R201、第二電阻R202、第一電容C201和第二電容C202，此時(shí)，假設(shè)所述第一 PMOS管M213的源-漏電流為1213、MOS管M200的源-漏電流為I.、MOS管M209和M210的源-漏電流均為12(19、則流過所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)放大輸入差分對(duì)管的兩個(gè)PMOS管M201、M202的源-漏電流均為12(|(|/2，流過PMOS管M211和M212的源-漏電流均為1213/2，流過M203、M204、M205、M206管的電流均為Ι./2+Ι213/2。因此，只需根據(jù)這些電流數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)所述用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路200的各個(gè)MOS管的寬長比和偏置電壓，使得各個(gè)MOS工作在合適的直流工作點(diǎn)。
[0033]當(dāng)所述兩級(jí)差分放大器的輸入端共模信號(hào)出現(xiàn)很大的瞬態(tài)值時(shí)，所述第一級(jí)放大輸入差分對(duì)管的兩個(gè)PMOS管Μ201、Μ202均關(guān)斷，假設(shè)反饋回路還未形成(即所述共模電壓檢測(cè)單元201還未向所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202傳送檢測(cè)到的輸出共模電壓)，則流過 Μ203、Μ204、Μ205、Μ206 管的電流由 12(|(|/2+1213/2 下降為 1213/2，Μ205、Μ206 管的漏端電壓被拉到接近于地(OV)，導(dǎo)致所述兩級(jí)差分放大器的第二級(jí)放大電路的Μ207、Μ208管關(guān)斷，所述兩級(jí)差分放大器的兩個(gè)輸出的電壓Vop2和Von2接近直流電源電壓VDD。此時(shí)，共模電壓檢測(cè)單元201檢測(cè)到輸出共模電壓(Vocm2)接近于VDD，并將Vocm2輸入到所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202的M211、M212管的源端，而M211、M212管的柵極電壓Vref不變，因此M211、M212管將Vocm2大于Vcm2的差值電壓(Vocm2-Vcm2)轉(zhuǎn)換為反饋電流(該反饋電流本質(zhì)上由VDD通過M209、M210管和共模電壓檢測(cè)單元201中的電阻電容支路提供，記為2X1.’)與所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202的偏置電流(此時(shí)所述第一 PMOS管M213的源-漏電流，記為I21/) —起分別通過所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202的兩個(gè)輸出 B2、C2 注入 M203、M205 管和 M204、M206 管，使 M203、M204、M205、M206 管工作在飽和區(qū)，從而使得整個(gè)內(nèi)部共模反饋電路正常工作，保證外部共模環(huán)路增益小于1，不滿足正反饋條件，防止出現(xiàn)“鎖死”狀態(tài)，且當(dāng)輸入電壓恢復(fù)正常時(shí)，能夠使得輸出共模電壓與所述期望輸出共模電壓相等，且使所述兩級(jí)差分放大器內(nèi)的各個(gè)晶體管回到各自預(yù)設(shè)的直流工作點(diǎn)。
[0034]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例一的一種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路200應(yīng)用于如圖3所示的閉環(huán)典型應(yīng)用電路300中時(shí)，能夠防止兩級(jí)差分放大器的輸入端共模信號(hào)出現(xiàn)很大的瞬態(tài)值時(shí)，該兩級(jí)差分放大器出現(xiàn)“鎖死”狀態(tài)。
[0035]實(shí)施例二，
[0036]圖4為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例中第二共模電壓檢測(cè)單元401、第二共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元402分別與實(shí)施例一中的共模電壓檢測(cè)單元201、共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元202相同，該實(shí)施例中的兩級(jí)差分放大器結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一的兩級(jí)差分放大器結(jié)構(gòu)不同，但工作原理與實(shí)施例一相同。
[0037]上述實(shí)施例僅用來進(jìn)一步說明本發(fā)明的一種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路，但本發(fā)明并不局限于實(shí)施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路，其特征在于，包括兩級(jí)差分放大器，用于檢測(cè)所述兩級(jí)差分放大器的輸出共模電壓的共模電壓檢測(cè)單元，和用于控制所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載穩(wěn)定在其預(yù)設(shè)的直流工作點(diǎn)的共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元；所述兩級(jí)差分放大器的兩個(gè)輸出分別連接所述共模電壓檢測(cè)單元，所述共模電壓檢測(cè)單元的輸出連接所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元，所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的兩個(gè)輸出分別連接所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載； 所述共模電壓檢測(cè)單元檢測(cè)所述兩級(jí)差分放大器的輸出共模電壓，并將該輸出共模電壓傳送給所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元；所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元將接收到的輸出共模電壓與期望輸出共模電壓相減得到差值電壓，將該差值電壓轉(zhuǎn)換為反饋電流，并將該反饋電流與該時(shí)刻所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的偏置電流一起分別通過所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的兩個(gè)輸出注入所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載，控制所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載穩(wěn)定在其預(yù)設(shè)的直流工作點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路，其特征在于，所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元包括第一共柵極差分對(duì)MOS管和偏置電流源；所述第一共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)MOS管均為PMOS管，所述第一共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)源極相連并接至所述偏置電流源的輸出和所述共模電壓檢測(cè)單元的輸出；所述第一共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)柵極均連接一個(gè)預(yù)設(shè)的參考電壓，該參考電壓等于所述期望輸出共模電壓減去所述第一共柵極差分對(duì)MOS管處于其預(yù)設(shè)的直流工作點(diǎn)時(shí)的柵源電壓；所述第一共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)漏極分別作為所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的兩個(gè)輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的一種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路，其特征在于，所述偏置電流源包括一個(gè)第一 PMOS管，所述第一 PMOS管的源極連接所述兩級(jí)差分放大器的直流電源電壓、柵極連接第一偏置電壓、漏極作為所述偏置電流源的輸出；所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的偏置電流為所述第一 PMOS管的漏極輸出電流。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路，其特征在于，所述共模電壓檢測(cè)單元包括相同阻值的第一電阻和第二電阻，所述兩級(jí)差分放大器的兩個(gè)輸出分別連接所述第一電阻和第二電阻的各一端，所述第一電阻和第二電阻的各另一端相連并作為所述共模電壓檢測(cè)單元的輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的一種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路，其特征在于，所述第一電阻和第二電阻還各自并聯(lián)有第一電容和第二電容。
6.如權(quán)利要求1所述的一種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路，其特征在于，所述兩級(jí)差分放大器還包括隔離單元，所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的兩個(gè)輸出與所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載之間通過所述隔離單元連接，所述隔離單元包括第二共柵極差分對(duì)MOS管；所述第二共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)源極或兩個(gè)漏極分別連接所述共模反饋控制信號(hào)產(chǎn)生單元的兩個(gè)輸出、并分別連接所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)放大輸入差分對(duì)管的兩個(gè)輸出，所述第二共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)漏極或兩個(gè)源極分別連接所述第一級(jí)電流源負(fù)載、并分別作為所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)放大輸出；所述第二共柵極差分對(duì)MOS管的兩個(gè)柵極均連接第二偏置電壓。
7.如權(quán)利要求1所述的一種用于兩級(jí)差分放大器的連續(xù)時(shí)間共模反饋電路，其特征在于，所述兩級(jí)差分放大器的第一級(jí)電流源負(fù)載包括一差分對(duì)MOS管；所述差分對(duì)MOS管的兩個(gè)柵極均連接第三偏置電壓，所述差分對(duì)MOS管的兩個(gè)漏極或兩個(gè)源極分別作為所述第一級(jí)電流源負(fù)載的兩個(gè)輸入 ，所述差分對(duì)MOS管的兩個(gè)源極或兩個(gè)漏極接地。
【文檔編號(hào)】H03F3/45GK103956982SQ201410185890
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】楊驍 , 凌朝東, 閆錚, 李國剛, 傅文淵 申請(qǐng)人:華僑大學(xué)