[发明专利]一种折叠式共源共栅运算放大器及电子设备

说明书

本发明公开了一种折叠式共源共栅运算放大器以及电子设备，涉及放大器技术领域，主要包括正反馈模块、第七MOS管M9、第五MOS管M7、第八MOS管M10以及第六MOS管M8，将第五MOS管M7的源级与第七MOS管M9的漏极之间的节点n4作为正反馈模块的正输入端以及负输出端，并且将第六MOS管M8的源级与第八MOS管M10的漏极之间的节点n5作为正反馈模块的负输入端以及正输出端。本发明的应用在增强直流增益的前提下使电路的频率响应保持不变，正反馈模块输入端的电压摆幅远小于常规的电压摆幅，进而使其线性度更大，稳定性更高，输入共模电压更高，同时没有额外的电容被添加到输出节点，因此不会降低极点和相位裕度量。

技术领域

本申请涉及放大器技术领域，特别是一种折叠式共源共栅运算放大器及电子设备。

背景技术

第一个折叠式共源共栅运算放大器是30多年前推出的，它在消费电子产品中广泛应用，在这三十年中，设计人员一直在尝试改善其基本特性，例如直流增益，共模抑制比（CMRR）和转换速率（SR）。现有技术中改善直流增益包括两种方法，一种是可以利用全差分结构来改善共模抑制比和直流增益，另一种是使用正反馈环路来增强直流增益。然而向运算放大器主体结构添加正反馈环路的主要缺点是会导致阈值电压变化，向运算放大器主体结构添加正反馈环路的另一个缺点是正反馈模块输入处的高电压摆幅会引起非线性，并且添加的正反馈模块会使第一极点减小，进而减小了带宽，由于米勒效应，第二极点也会减小，相位裕度量会下降。

发明内容

本发明提供一种折叠式共源共栅运算放大器，在增强直流增益的前提下使电路的频率响应保持不变，正反馈模块输入端的电压摆幅远小于常规的电压摆幅，进而使其线性度更大，稳定性更高，并且在该运算放大器架构中正反馈模块的输入共模电压更高，同时没有额外的电容被添加到输出节点，因此不会降低极点和相位裕度量。

为了解决上述问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种折叠式共源共栅运算放大器，该折叠式共源共栅运算放大器包括，正反馈模块、第一电流源M11、第二电流源M3、第三电流源M4、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M5、第四MOS管M6、第七MOS管M9、第五MOS管M7、第八MOS管M10以及第六MOS管M8；

电源VDD通过第一电流源M11连接第一MOS管M1的源级以及第二MOS管M2的源级，第一MOS管M1的栅极作为放大器的正输入端V_i+，第一MOS管M1的漏极与第三MOS管M5的源级连接，并通过第二电流源M3接地，第三MOS管M5的栅极连接偏置电压源V_B2，第三MOS管M5的漏极连接第五MOS管M7的漏极，并且第三MOS管M5的漏极作为放大器的正输出端V_O+，第五MOS管M7的栅极连接偏置电压源V_B3，第五MOS管M7的源级连接第七MOS管M9的漏极，并且第五MOS管M7的源级与第七MOS管M9的漏极之间的节点n4作为正反馈模块的正输入端以及负输出端，第七MOS管M9的栅极连接偏置电压源V_B4，第七MOS管M9的源级连接第一电流源M11；

第二MOS管M2的栅极作为放大器的负输入端V_i-，第二MOS管M2的漏极连接第四MOS管M6的源级，并通过第三电流源M4接地，第四MOS管M6的栅极连接偏置电压源V_B2，第四MOS管M6的漏极连接第六MOS管M8的漏极，并且第四MOS管M6的漏极作为放大器的负输出端V_O-，第六MOS管M8的栅极连接偏置电压源V_B3，第六MOS管M8的源级连接第八MOS管M10的漏极，并且第六MOS管M8的源级与第八MOS管M10的漏极之间的节点n5作为正反馈模块的负输入端以及正输出端，第八MOS管M10的栅极连接偏置电压源V_B4，第八MOS管M10的源级连接第一电流源M11。

在本发明的另一个技术方案中，提供一种电子设备，该电子设备包括上述折叠式共源共栅运算放大器。