[发明专利]CMOS输入缓冲器

说明书

技术领域

发明涉及一种CMOS输入缓冲器电路，特别涉及一种基于线性度补偿技术的CMOS输入缓冲器电路。应用领域是需要高线性输入缓冲器的CMOS模拟IC和数模混合IC领域。

背景技术

高线性CMOS输入缓冲器电路对于CMOS模拟IC和数模混合IC设计具有非常重要的意义。作为输入信号与信号处理电路的接口单元，输入缓冲器的线性度将直接限制系统级的精度指标。

传统的输入缓冲器电路多采用BJT器件，以射极跟随结构搭建。而随着现代CMOS工艺的发展和大规模应用，使用CMOS器件，以源极跟随结构搭建的CMOS输入缓冲器电路开始取代传统BJT结构，如图1所示。虽然CMOS工艺比双极性工艺有许多的优势，但是CMOS器件相对于BJT器件来说，输入跨导和输出阻抗更低，最主要是寄生更严重，器件参数非线性变化显著。因此，CMOS输入缓冲器的线性度相比传统结构要低。原有的一些BJT输入缓冲器电路线性提高技术不适合CMOS工艺，在CMOS输入缓冲器电路中为了提高其线性度，通常采用的解决方式是增大尾电流管的电流值来提高输入跨导，但这种做法不仅加大了电路的版图面积，且极大增加了系统功耗。

基于以上所述，需要一种能够适用于CMOS输入缓冲器电路的线性度提高技术，来满足当前CMOS模拟IC和数模混合IC的设计需要。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于CMOS输入缓冲器电路的线性度提高技术，来克服CMOS器件参数低且非线性变化显著的问题。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的CMOS输入缓冲器，包括CMOS输入跟随电路、跟随管线性度提高电路、电流源负载和负载阻抗线性度提高电路；

所述CMOS输入跟随电路，用于跟随输入信号变化，输出跟随输入信号的输出信号；

所述跟随管线性度提高电路，用于获取输入信号的变化趋势，并将输入信号反馈作用于CMOS输入跟随电路；

所述电流源负载，用于提供所述CMOS输入跟随电路正常工作的偏置电流；

所述负载阻抗线性度提高电路连接于CMOS输入跟随电路和电流源负载之间，用于增强电流源负载阻抗的绝对值，减小绝对值相对变化幅度，提高CMOS输入缓冲器负载阻抗的线性度。

进一步，所述CMOS输入跟随电路包括第M0号NMOS管，所述第M0号NMOS管的栅极作为CMOS输入跟随电路的输入端，所述第M0号NMOS管的源极作为CMOS输入跟随电路的输出端，所述跟随管线性度提高电路连接于第M0号NMOS管的栅极和第M0号NMOS管的漏极之间，所述负载阻抗线性度提高电路一端与第M0号NMOS管的源极连接，所述负载阻抗线性度提高电路另一端与电流源负载连接。

进一步，所述跟随管线性度提高电路包括电容和第M1号NMOS管，所述电容的一端连接第M0号NMOS管的栅极，所述电容C1的另一端连接第M1号NMOS管的栅极，所述第M1号NMOS管的漏极连接电源电压，第M1号NMOS管的源极连接第M0号NMOS管的漏极。

进一步，所述跟随管线性度提高电路包括第M4号PMOS管和第M1号NMOS管，所述第M4号PMOS管的栅极连接第M0号NMOS管的漏极，第M4号PMOS管的源极连接第M0号NMOS管的源极，第M1号NMOS管的栅极连接偏置电压，所述第M4号PMOS管的漏极连接电源电压。

进一步，所述电流源负载包括第M3号NMOS管，所述第M3号NMOS管的栅极连接偏压，所述第M3号NMOS管的源极连接电源地，所述第M3号NMOS管的漏极与负载阻抗线性度提高电路连接。

进一步，所述负载阻抗线性度提高电路包括第M2号NMOS管和运放，所述第M2号NMOS管的漏极连接第M0号NMOS管的源极，第M2号NMOS管的源极连接第M3号NMOS管的漏极，所述运放的输入端连接第M3号NMOS管的漏极，所述运放的输出端连接第M2号NMOS管的栅极。

进一步，所述负载阻抗线性度提高电路包括第M2号NMOS管和第M4号NMOS管，所述第M2号NMOS管的源极与第M4号NMOS管的漏极连接，第M4号NMOS管的源极与第M3号NMOS管的漏极连接，所述第M2号NMOS管的栅极连接偏压，所述第M4号NMOS管的栅极连接偏压。

进一步，所述NMOS管均由PMOS管代替。

进一步，所述PMOS管由NMOS管代替。

本发明的优点在于：本发明的高线性CMOS输入缓冲器电路，与传统的输入缓冲器电路相比，它具有以下特点：