[发明专利]可藉由注入电流来增加带宽的放大器及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种放大器，特别涉及一种增加带宽的放大器及其方法。

背景技术

运算放大器是最被广泛使用的装置之一，从缓冲器、滤波器、模拟/数字转换器到数字/模拟转换器皆然。当需要高性能的情况下，像是高速或是高分辨率的、模拟/数字转换器，则一具有高增益(gain)与高带宽的运算放大器是必须的。

请参阅图1，图1是现有放大器10的示意图。放大器10内的组件是以一望远镜式结构(telescopic topology)的方式所配置。放大器10包含有多个晶体管M1-M9。晶体管M1与M2彼此是具有相同特性的晶体管，并作为一输入级12使用，以分别接收一输入电压V_ip与一反向输入电压V_in，而晶体管M3-M8则作为一负载级14使用，例如一主动式负载(actiVeload)，而晶体管M3-M8各自的偏压分别为V_bn、V_bp1、V_bp2。晶体管M9的偏压为V_cmfb，且其是放大器10内的一末端(tail)晶体管，用来作为一电流源使用，以限制电流I₁与I₂等于一固定参考电流I_Q，并导通至接地端，因为晶体管M5与M6彼此是具有相同特性的晶体管，而晶体管M7与M8彼此是具有相同特性的晶体管，故电流I₁与I₂对应相同的电流值。若晶体管M1、M2皆处于导通状态，电流I₁即等于电流I_Q的一半，且电流I₁等于电流I₂。如图1所示，输入电压V_on与反向输入电压V_op皆耦接于一输出电容C₀。放大器10内的组件较常采用望远镜式结构的方式所配置，相较于其它配置方式，采此一配置方式的放大器不但电力损耗较少，且可高速运作。由于该望远镜式结构的配置方式是业界所现有。

一放大器的频率响应是该电路在频域中的响应，换句话说，若给予该电路一正弦波输入，则其响应应为具有同频率的一正弦波输出，且该正弦波输入另会被一开路增益(open loop gain)A₀所放大。如此的频率响应可以应用一低通函式来表示。

H(s)=A01+sωp]]>其中，ωp是一主要极点(dominate pole)，且s＝jω

方程式(一)

对于远大于ω_p的频率，例如ω>>ω_p，则可将增益A估计为：

A(jω)=A0ωpjω]]>                       方程式(二)