[发明专利]一种输出共模电压可调节放大器

说明书

本发明公开了一种输出共模电压可调节放大器，包括自适应电流偏置级、共模电压调节电路、自偏置负载放大器；自偏置负载放大器用于在两个NMOS管之间构成虚地点并为之提供栅极偏置电压，且用于提供增益；自适应电流偏置级利用放大器将电阻一端箝位到参考电压，当电源电压变化时电源电压的变化量全部体现在电阻上并转化为偏置电流变化量；参考电流源被偏置电流抽拉后所剩余电流流经共模电压调节电路中的负载电阻形成自适应压降，实现输出共模电压调节。本发明可调节输出共模电压的大小，显著提高了低电压设计下后级电路尾电流源的漏源电压，提高电路性能，适用于低电压低功耗下可编程增益放大器等应用场合。

技术领域

本发明涉及一种输出共模电压可调节放大器，属于可编程增益放大器技术领域。

背景技术

在射频接收系统中，可编程增益放大器是无线通信模块中的重要部分，主要用于拓展接收信号的动态范围，以改善接收链路的整体性能。其根据输入信号的强度调节信号的放大增益，使得输出信号幅度恒定，以保证接收机能够正确解调接收信号。

为使输出信号幅度恒定，其中一种方法便是引入主从结构得到恒定的跨导。鉴于此，可编程增益放大器的功耗水平在接收链路中占据了可观的份额。为了实现整体接收电路的低功耗，随着工艺的进步，采取更低的电源电压进行设计。然而在低电压下，因输出共模电压过高而影响下一级电路尾电流源的性能。

传统的差分放大器在输入共模电平一定的情况下，输出共模电压无法随着电源电压变化而自适应调节。在可编程增益放大器中，为了得到随温度变化增益变化较小的目的，经常采用主从结构得到恒定跨导，这就需要对自偏置负载放大器的输出端进行误差采样。在低电压情况下，当自偏置负载放大器的输出端共模电压较高时，误差采样电路的尾电流源源漏电压小，从而无法保证电路正常工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服低电压低功耗设计中共模电压过高的问题，提供一种输出共模电压可调节放大器，其将电源电压的变化转化为偏置电流的变化，从而自适应调节输出共模电压的大小。其适用于低电压低功耗下可编程增益放大器等应用场合。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种输出共模电压可调节放大器，包括自适应电流偏置级、共模电压调节电路以及自偏置负载放大器；所述自偏置负载放大器，用于在两个NMOS管之间构成虚地点并为之提供栅极偏置电压，同时提供增益并与共模电压调节电路复用负载电阻；所述自适应电流偏置级利用放大器将电阻一端箝位到参考电压，当电源电压变化时电源电压的变化量全部体现在电阻上并相应转化为偏置电流变化量；所述共模电压调节电路中的参考电流源被偏置电流抽拉后所剩余电流流经共模电压调节电路中的负载电阻形成自适应压降，实现输出共模电压调节。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述自适应电流偏置级包括第一放大器、第一电阻、第一NMOS管、第二NMOS管；其中，参考电压连接第一放大器的负输入端，第一放大器的正输入端连接第一电阻的负端，且第一放大器的输出端连接第一NMOS管的栅极；所述第一NMOS管的源极接地且漏极连接第一电阻的负极；所述第二NMOS管的栅极连接第一NMOS管的栅极，第二NMOS管的源极接地且漏极与参考电流源的负极相连；所述第一电阻的正极与电源相连。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述共模电压调节电路包括参考电流源、第二电阻、第三电阻；所述参考电流的正端与电源相连，参考电流的负端分别与第二电阻的负端、第三电阻的负端相连；所述第二电阻和第三电阻的正端分别连接至自偏置负载放大器。