[发明专利]轨到轨输入级电路及运算放大器

说明书

本发明提供一种轨到轨输入级电路及运算放大器，所述轨到轨输入级电路包括输入差分对模块、尾电流源模块、共栅模块、共栅负载模块、电流镜模块及偏置电流源模块，输入差分对模块利用MOS管自身的体效应实现轨到轨输入。在本发明中，通过输入差分对模块与尾电流源模块、电流镜模块的配合设计，使得输入差分对模块可以利用MOS管自身的体效应实现输入信号的轨到轨输入乃至超过电源轨范围输入，输入信号的电压范围宽，不需要设计恒定跨导匹配电路，能有效避免现有输入轨到轨运算放大器电路的输入级中需要使用两对类型不同的输入管、需要对输入管进行跨导匹配而多设计的恒定跨导匹配电路，所带来的电路及版图的规模面积增加，以及对称性、匹配性下降问题。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种轨到轨输入级电路及运算放大器。

背景技术

运算放大器是模拟集成电路中应用极为基础且广泛的一种器件，它不仅用于信号的运算、处理、测量和信号产生电路，而且还可用于开关电路中。集成电路的快速发展离不开运算放大器的使用，在随着时代的发展中，也应该为满足各种应用场合而对运算放大器的某些性能做出特殊改进，如：在电源电压渐渐降低的趋势下，能够实现保证输入和输出的动态区间在能够做到甚至超过电源和输入电压这种高性能的轨到轨运算放大器应运而生。但是，目前通常采用互补差分对的方法实现轨到轨输入电路，由于输入管是交替导通工作，于是会存在跨导变化的问题，为使得电路正常工作得到稳定的增益等性能，需要在输入级设计恒定跨导匹配，这样不仅增加了电路及版图的规模面积、不利于小型化集成化设计，同时还增加了电路的设计难度。

因此，目前亟需一种结构简单且高效的轨到轨输入技术方案。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种轨到轨输入技术方案，以解决上述技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案如下。

一种轨到轨输入级电路，包括：

输入差分对模块，接输入信号，对所述输入信号进行处理，实现轨到轨输入；

尾电流源模块，接所述输入差分对模块，为所述输入差分对模块提供偏置电流；

共栅模块，接所述输入差分对模块，与所述输入差分对模块形成共源共栅输入级结构；

共栅负载模块，接所述共栅模块，为所述共栅模块提供负载；

电流镜模块，同时接所述输入差分对模块与所述共栅模块，为所述输入差分对模块提供负载，为所述共栅模块提供偏置电流；

偏置电流源模块，同时接所述共栅模块与所述电流镜模块，为所述共栅模块提供偏置电压，为所述电流镜模块提供静态偏置电流；

其中，所述输入差分对模块利用MOS管自身的体效应实现轨到轨输入。

可选地，所述输入信号包括差分信号，所述输入差分对模块包括第一NMOS管及第二NMOS管，所述第一NMOS管的栅极接所述差分信号的一端，所述第一NMOS管的源极接所述第二NMOS管的源极，所述第一NMOS管的漏极作为第一输出，所述第二NMOS管的栅极接所述差分信号的另一端，所述第二NMOS管的漏极作为第二输出，所述第一NMOS管的衬底及所述第二NMOS管的衬底分别接地。