[发明专利]恒定跨导轨到轨输入差分输出的高速可编程增益放大器

权利要求书

1.一种恒定跨导轨到轨输入差分输出的高速可编程增益放大器，包括7个可调节电阻阵列R₁～R₇、2个一级运放A1和A2以及差分输出的二级运放A3，其特征在于：A1的同相输入端接同相输入信号V_IP，A1的输出端与R₁的一端以及R₂的一端相连，A1的反相输入端与R₁的另一端以及R₇的一端相连，R₂的另一端与A3的反相输入端以及R₃的一端相连，R₃的另一端与A3的同相输出端相连以产生放大后的同相输出信号V_OUTP，A2的同相输入端接反相输入信号V_IN，A2的输出端与R₄的一端以及R₅的一端相连，A2的反相输入端与R₄的另一端以及R₇的另一端相连，R₅的另一端与A3的同相输入端以及R₆的一端相连，R₆的另一端与A3的反相输出端相连以产生放大后的反相输出信号V_OUTN；

所述一级运放A1和A2以及二级运放A3均包括有：

恒定跨导输入级，用于在轨到轨输入范围内实现恒定跨导；

增益放大级，通过折叠共源共栅结构对输入信号提供增益放大；

交叉耦合输出级，通过双Double-Push交叉耦合结构提供高线性度的轨到轨输出；

所述二级运放A3还包括共模反馈模块，其用于将交叉耦合输出级的输出电压钳位在预设值；

所述一级运放A1和A2中的交叉耦合输出级包含有一块Double-Push电路模块，二级运放A3中的交叉耦合输出级则包含差分形式的两块Double-Push电路模块，所述Double-Push电路模块包括电阻R、电容C以及18个开关管M11～M28，其中M12的源极与M14的源极、M15的源极、M20的源极、M22的源极以及M28的源极相连并接电源电压V_DD，M12的栅极与M11的栅极以及电阻R的一端相连并接放大级的输出端口Z2、ZN2或ZP2，M12的漏极与M11的漏极、M13的漏极和栅极、M14的漏极和栅极、M25的源极以及M26的源极相连，M11的源极与M13的源极、M16的源极、M19的源极、M21的源极以及M27的源极相连并接电源地V_SS，M15的栅极接放大级的输出端口Z1、ZN1或ZP1，M16的栅极接放大级的输出端口Z3、ZN3或ZP3，M15的源极与M18的源极相连，M17的源极与M16的源极相连，M17的漏极与M28的栅极以及M20的栅极和漏极相连，M22的栅极接同相偏置电压VBP₁，M24的栅极接同相偏置电压VBP₂，M23的栅极接反相偏置电压VBN₂，M21的栅极接反相偏置电压VBN₁，M22的漏极与M24的源极相连，M24的漏极与M17的栅极以及M25的栅极和漏极相连，M18的漏极与M27的栅极以及M19的栅极和漏极相连，M23的漏极与M18的栅极以及M26的栅极和漏极相连，M21的漏极与M23的源极相连，电阻R的另一端与电容C的一端相连，电容C的另一端与M28的漏极以及M27的漏极相连作为输出级的输出端，M11、M13、M15、M17、M19、M21、M23、M25以及M27为NMOS管，M12、M14、M16、M18、M20、M22、M24、M26以及M28为PMOS管。

2.根据权利要求1所述的高速可编程增益放大器，其特征在于：所述可调节电阻阵列R₁～R₇由多个开关电阻串联而成，所述开关电阻由高线性度开关SW和一电阻并联而成；R₁与R₄、R₂与R₅、R₃与R₆，其两两之间开关电阻的串联个数以及开关时序完全一致。