[发明专利]一种高精度多输出电压缓冲器

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体的说是涉及一种高精度多输出电压缓冲器。

背景技术

运算放大器是模拟电路领域中一个重要的电路单元，它具有一个正相输入端、一个反相输入端、以及一个输出端。利用运算放大器，将其输出端与反相输入端相连，可以连接成单位增益缓冲器。如图1所示为一常规的单位增益缓冲器示意图。该单位增益缓冲器是将运算放大器OP的反相输入端与输出端相连，运算放大器OP的正相输入端为缓冲器的输入端，可以连基准电压信号。缓冲器电路在模拟电路和射频电路中被广泛应用。

常规的缓冲器结构如果想实现大的电流输出或者多个输出，往往需要使用多个电压缓冲器或者需要使用共漏极放大器，形成源极跟随器(source follower)。但是使用多个电压缓冲器，意味着需要使用多个运算放大器，从而导致功耗大。而使用source follower则会存在阈值电压或者衬偏效应不平衡的问题，导致输出电压产生漂移。如图2所示，常规利用source follower构成多输出缓冲器的方法通常是采用一个PMOS管构成的source follower级联一个NMOS管构成的source follower。调整管子尺寸，使得MP1和MN1工作在亚阈区或者饱和区，这样：

V_SG(MP1)≈|V_thp1|or|V_thp1|+V_OVp1  (1)

V_GS(MN1)≈V_thn1or V_thn1+V_OVn1  (2)

式(1)～(2)中V_SG(MP1)代表MP1管源极与栅极之间的电压，V_GS(MN1)代表MN1管栅极与源极之间的电压，|V_thp1|代表PMOS管MP1的阈值电压的绝对值，V_thn1代表NMOS管MN1的阈值电压；V_OVp1与V_OVn1分别表示MP1与MN1的过驱动电压。即使假设PMOS与NMOS的过驱动电压相等，但是两管的栅源电压仍然存在阈值电压偏差，这个阈值电压偏差里面包括了PMOS和NMOS阈值电压自身的差别以及衬偏效应的影响，使得V_out2的输出精度较低，难以控制，且受应用环境及工艺的影响较大。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述传统缓冲器中功耗和精度不能兼顾的问题，提出了一种高精度多输出电压缓冲器。

本发明的技术方案是，一种高精度多输出电压缓冲器，其特征在于，该缓冲器由输入电流源，PMOS管MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6、MP7，NMOS管MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10构成；其中，MP1、MP2、MP3、MP4、MP7的栅极互连；MP1的源极接电源VCC，其栅极和漏极互连，其漏极接输入电流源的正极；输入电流源的负极接地VSS；MP2的源极接电源VCC，其漏极接MN1的漏极；MN1的漏极和栅极互连，其源极接地VSS；MN1、MN2、MN3、MN9的栅极互连；MP3的源极接电源VCC，其漏极接MP5的源极与MP6的源极的连接点；MP5的栅极接输入电压，其漏极接地VSS；MP6的栅极和漏极互连作为缓冲器的第一输出端，其漏极接MN2的漏极；MN2的源极接地VSS；MP4的源极接电源VCC，其漏极接MN5的漏极；MN5的栅极接MN6的栅极，其源极接MN4的漏极；MN4的栅极接电源VCC，其源极接MP6的栅极和MN3的漏极；MN3的源极接地；MP7的源极接电源VCC，其漏极接MN6的漏极和MN10的栅极；MN6的源极接MN7的漏极；MN10的漏极接电源VCC，其源极接MN7的漏极；MN7的栅极与MN8的栅极接控制信号EN；MN7的源极接MN8的漏极作为缓冲器的第二输出端；MN8的源极接MN9的漏极；MN9的源极接地VSS。

本发明的有益效果为，使用一个运算放大器，实现了输出多个高精度的电压。

附图说明

图1为常规的电压缓冲器结构示意图；

图2为常规的一种多输出电压缓冲器结构示意图；

图3为本发明的一种高精度多输出电压缓冲器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述