[发明专利]应用于高速模数转换器的高线性度输入信号缓冲器

说明书

本发明公开了一种应用于高速模数转换器的高线性度输入信号缓冲器，由输入驱动电路构成，其特征是：所述的输入驱动电路为源极跟随结构，通过线性化增强技术，降低NMOS源极跟随器的非线性。本发明的一种应用于高速模数转换器的高线性度输入信号缓冲器，通过多个辅助的源极跟随电路，降低主源极跟随器的输入管的各个端口之间的相对电压随输入信号变化而变化的幅度，相对静止的电压差，提高了主源极跟随器在大信号输入条件下线性度。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，特别涉及数据转换器电路的输入驱动电路。

背景技术

模数转换器作为模拟信号转换到数字信号的桥梁被广泛应用于现代电子系统中。随着无线通讯、雷达等系统的发展，电路系统要求模数转换器具有更高的转换速率、更高的精度、高大的输入带宽、更低的功耗、更高的集成度和更低的成本。

流水线模数转换器可以在转换速率和转换精度之间得到一个较为合适的折中。为了尽可能地降低电路的功耗，电路设计者将传统的采样保持电路和流水线模数转换器的第一级流水线合并，并省去了片内的输入驱动器。对于当前常用的采样速率模数转换器来说，这些改动可以有效的降低电路功耗。但是，当前系统对模数转换器的采样速率要求越来越高，采样开关的开关脉冲对被采样信号的干扰变得越来越大。依靠片外的滤波器无法保证转换器的线性度。所以，必须增加片内输入驱动电路。

但是，如果采用传统的单位增益负反馈电路作为输入驱动器，那么在既定功耗要求和大带宽输入范围条件下，单位增益负反馈电路基本上是不可能实现的。如果采用双极性晶体管作为输入驱动器的主要组成器件，增加了版图的掩膜层，降低了芯片的集成度和提高了成本。

发明内容

为解决上述现有的缺点，本发明所要解决的技术问题是提供一种源极跟随结构的输入信号缓冲器，可以集成在CMOS工艺下并消耗比传统输入驱动电路更低的功耗。

为达成以上所述的目的，本发明的应用于高速模数转换器的高线性度输入信号缓冲器采取如下技术方案：

一种应用于高速模数转换器的高线性度输入信号缓冲器，由输入驱动电路构成，其特征在于：所述的输入驱动电路为源极跟随结构，通过线性化增强，降低NMOS源极跟随器的非线性。

NMOS管M1的栅极连接到输入信号VIN，NMOS管M1的漏极连接到电源电压VDD，NMOS管M1的源极连接到偏置电流源IB1；NMOS管M1的源极通过电容C1连接到NMOS管M2的栅极，通过开关S5连接到电容C3的负极板；电容C3的负极板通过开关S6连接到信号VCM；电容C3的正极板连接到NMOS管M4的源极；NMOS管M4源极的节点为V2，并连接到偏置电流源IB2；NMOS管M4的栅极连接到偏置电压VB，漏极连接到节点V3和NMOS管M3的源极；节点V3是输入驱动电路的输出节点；NMOS管M3的栅极连接到输入信号VIN，其漏极连接到NMOS管M2的源极，该NMOS管M2的源极的节点为V4；NMOS管M2的漏极连接到电源电压VDD，其栅极通过电容C1连接到节点V1；电容C2的正极板通过开关S3连接到电容C1的正极板，通过开关S1连接到偏置电压Vb1；电容C2的负极板通过开关S4连接到电容C1的负极板，通过开关S2连接到偏置电压Vb2。

NMOS管M3是所述的输入驱动电路的主要源极跟随管；NMOS管M3的源极为所述输入驱动电路的输出端，输出节点为V3；所述输入驱动电路通过多个辅助电路，减小NMOS管M3的输出信号的非线性；所述的辅助电路包括，由NMOS管M1和偏置电流源IB1组成的源极跟随电路，由电容C3、开关S5、开关S6和NMOS管M4组成的电流缓冲器，由NMOS管M2和NMOS管M3、NMOS管M4、偏置电流源IB2组成的源极跟随电路。

NMOS管M1、NMOS管M3的栅极连接到输入端VIN；NMOS管的源极为节点V1，并连接到偏置电流源IB1；NMOS管M1的漏极连接到电源电压VDD；节点V1和节点V3都是输入信号的跟随电压，和输入信号相差一个NMOS管的阈值电压。