一种跨导运算放大电路及运算放大器

本发明涉及集成电路，尤其涉及一种跨导运算放大电路及运算放大器。

背景技术：

1、运算放大器是模拟电路的一个最通用的单元。近年来，伴随着数字多功能光盘、液晶显示器、播放器、移动电话等便携式电子设备的不断发展，许多应用需要高速的模数转换器，而高速模数转换器需要高增益和高单位增益带宽运放来满足其系统精度和快速建立的需要。传统的折叠共源共栅放大器的效率较低。速度和精度是模拟电路两个最重要的性能指标，然而，对电路这两方面的优化会导致相互矛盾的结果。多级放大器能够起到一个较好的效果，但是多级放大器对于频率补偿的需要增加了设计的复杂度，但是单级放大器同时满足这两方面的要求是困难的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种跨导运算放大电路及运算放大器，跨导比传统折叠运算放大器和电流镜放大器要大。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明实施例的一方面提供了一种跨导运算放大电路，所述跨导运算放大电路包括：调节电路，所述调节电路用于调节放大信号的大小；电流源，所述电流源的一端连接电源，另一端连接调节电路，所述电流源向所述调节电路提供电流；放大电路，所述放大电路的输入端连接电源，所述放大电路的输出端连接调节电路，并输出放大信号；所述调节电路通过控制放大电路的输出端分流来进一步调节放大信号的大小。

4、在一些实施例中，所述电流源采用mos管。

5、在一些实施例中，所述调节电路包括一第一mos管、一第二mos管、一第三mos管、二第一mos管、二第二mos管、二第三mos管、三第一mos管、三第二mos管、三第三mos管、三第四mos管、四第一mos管、四第二mos管、四第三mos管和四第四mos管，所述一第一mos管、一第二mos管、一第三mos管、二第一mos管、二第二mos管和二第三mos管的源极相互连接，并连接所述电流源的输出端，所述一第一mos管和所述二第一mos管的栅极接入差分信号，所述一第一mos管的漏极与所述三第一mos管的漏极连接，所述一第二mos管的漏极与所述三第二mos管的漏极、三第三mos管的漏极、三第一mos管的栅极、三第二mos管的栅极连接，所述一第三mos管的漏极与所述三第四mos管的漏极、三第四mos管的栅极、三第三mos管的栅极连接，所述二第一mos管的漏极与所述四第一mos管的漏极连接，所述二第二mos管的漏极与所述四第二mos管的漏极、四第三mos管的漏极、四第一mos管的栅极、四第二mos管的栅极连接，所述二第三mos管的漏极与所述四第四mos管的漏极、四第四mos管的栅极、四第三mos管的栅极连接，所述三第一mos管、三第二mos管、三第三mos管、三第四mos管、四第一mos管、四第二mos管、四第三mos管和四第四mos管的源极均接地。

6、在一些实施例中，所述调节电路还包括第五mos管和第六mos管，第五mos管的源极与所述一第一mos管的漏极、所述三第一mos管的漏极连接，第六mos管的源极与所述二第一mos管的漏极、所述四第一mos管的漏极连接，所述第五mos管和第六mos管的栅极相互连接，第五mos管的漏极连接放大电路，所述第六mos管的漏极连接放大电路的输出端。

7、在一些实施例中，所述放大电路包括第七mos管、第八mos管、第九mos管和第十mos管，第九mos管的源极和所述第十mos管的源极均连接电源，所述第九mos管的漏极与所述第七mos管的源极连接，所述第十mos管的漏极与所述第八mos管的源极连接，所述第七mos管的漏极与所述第五mos管的漏极、第九mos管的栅极和第十mos管的栅极连接，所述第七mos管的栅极与所述第八mos管的栅极连接，所述第八mos管的漏极与所述第六mos管的漏极连接，所述第八mos管的漏极输出放大信号。

8、在一些实施例中，所述一第一mos管、一第二mos管、一第三mos管、二第三mos管、二第二mos管、二第一mos管的尺寸比例为1:4:2:2:4:1。

9、在一些实施例中，所述三第一mos管、三第二mos管、三第三mos管、三第四mos管、四第一mos管、四第二mos管、四第三mos管、四第四mos管的尺寸比例为9:1:3:2:2:3:1:9。

10、在一些实施例中，所述三第一mos管、三第二mos管、三第三mos管、三第四mos管、四第一mos管、四第二mos管、四第三mos管、四第四mos管、第五mos管和第六mos管均采用nmos管；所述一第一mos管、一第二mos管、一第三mos管、二第一mos管、二第二mos管、二第三mos管、第七mos管、第八mos管、第九mos管和第十mos管均采用pmos管。

11、在一些实施例中，所述电流源采用pmos管。

12、本发明实施例的一方面提供了一种跨导运算放大器，所述跨导运算放大器包括如上所述的跨导运算放大电路。

13、根据本发明实施例的一种跨导运算放大电路及运算放大器，至少具有如下有益效果：本申请的跨导比传统的折叠共源共栅放大器和传统的电流镜放大器的跨导要大。压摆率决定了电路的建立性能，本申请的压摆率超过了传统的折叠共源共栅放大器和传统的电流镜放大器的压摆率。而且本申请的增益也比传统的折叠共源共栅放大器和传统的电流镜放大器电路要大。

14、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

技术特征：

1.一种跨导运算放大电路，其特征在于，所述跨导运算放大电路包括：

2.根据权利要求1所述的跨导运算放大电路，其特征在于，所述电流源采用mos管。

3.根据权利要求1所述的跨导运算放大电路，其特征在于，所述调节电路包括一第一mos管、一第二mos管、一第三mos管、二第一mos管、二第二mos管、二第三mos管、三第一mos管、三第二mos管、三第三mos管、三第四mos管、四第一mos管、四第二mos管、四第三mos管和四第四mos管，所述一第一mos管、一第二mos管、一第三mos管、二第一mos管、二第二mos管和二第三mos管的源极相互连接，并连接所述电流源的输出端，所述一第一mos管和所述二第一mos管的栅极接入差分信号，所述一第一mos管的漏极与所述三第一mos管的漏极连接，所述一第二mos管的漏极与所述三第二mos管的漏极、三第三mos管的漏极、三第一mos管的栅极、三第二mos管的栅极连接，所述一第三mos管的漏极与所述三第四mos管的漏极、三第四mos管的栅极、三第三mos管的栅极连接，所述二第一mos管的漏极与所述四第一mos管的漏极连接，所述二第二mos管的漏极与所述四第二mos管的漏极、四第三mos管的漏极、四第一mos管的栅极、四第二mos管的栅极连接，所述二第三mos管的漏极与所述四第四mos管的漏极、四第四mos管的栅极、四第三mos管的栅极连接，所述三第一mos管、三第二mos管、三第三mos管、三第四mos管、四第一mos管、四第二mos管、四第三mos管和四第四mos管的源极均接地。

4.根据权利要求3所述的跨导运算放大电路，其特征在于，所述调节电路还包括第五mos管和第六mos管，第五mos管的源极与所述一第一mos管的漏极、所述三第一mos管的漏极连接，第六mos管的源极与所述二第一mos管的漏极、所述四第一mos管的漏极连接，所述第五mos管和第六mos管的栅极相互连接，第五mos管的漏极连接放大电路，所述第六mos管的漏极连接放大电路的输出端。

5.根据权利要求4所述的跨导运算放大电路，其特征在于，所述放大电路包括第七mos管、第八mos管、第九mos管和第十mos管，第九mos管的源极和所述第十mos管的源极均连接电源，所述第九mos管的漏极与所述第七mos管的源极连接，所述第十mos管的漏极与所述第八mos管的源极连接，所述第七mos管的漏极与所述第五mos管的漏极、第九mos管的栅极和第十mos管的栅极连接，所述第七mos管的栅极与所述第八mos管的栅极连接，所述第八mos管的漏极与所述第六mos管的漏极连接，所述第八mos管的漏极输出放大信号。

6.根据权利要求3所述的跨导运算放大电路，其特征在于，所述一第一mos管、一第二mos管、一第三mos管、二第三mos管、二第二mos管、二第一mos管的尺寸比例为1:4:2:2:4:1。

7.根据权利要求3所述的跨导运算放大电路，其特征在于，所述三第一mos管、三第二mos管、三第三mos管、三第四mos管、四第一mos管、四第二mos管、四第三mos管、四第四mos管的尺寸比例为9:1:3:2:2:3:1:9。

8.根据权利要求5所述的跨导运算放大电路，其特征在于，所述三第一mos管、三第二mos管、三第三mos管、三第四mos管、四第一mos管、四第二mos管、四第三mos管、四第四mos管、第五mos管和第六mos管均采用nmos管；

9.根据权利要求2所述的跨导运算放大电路，其特征在于，所述电流源采用pmos管。

10.一种跨导运算放大器，其特征在于，所述跨导运算放大器包括如权利要求1至9任一项所述的跨导运算放大电路。

技术总结
本发明公开了一种跨导运算放大电路及运算放大器，涉及集成电路技术领域，所述跨导运算放大电路包括：调节电路，所述调节电路用于调节放大信号的大小；电流源，所述电流源的一端连接电源，另一端连接调节电路，所述电流源向所述调节电路提供电流；放大电路，所述放大电路的输入端连接电源，所述放大电路的输出端连接调节电路，并输出放大信号；所述调节电路通过控制放大电路的输出端分流来进一步调节放大信号的大小。本申请的响应速度、跨导和增益均比传统的折叠共源共栅放大器和传统的电流镜放大器要大。

技术研发人员：陈鸣,卢燕鸽,王琨玉,周莉,陈杰
受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/6/20