[发明专利]共源共栅放大器

说明书

本发明提供了一种共源共栅放大器，包括信号输入模块，用于根据电源电压产生输入信号；交叉耦合模块，与信号输入模块电连接，用于根据输出信号形成内部正反馈；第一偏置模块，与交叉耦合模块电连接；第一支路模块，与第一偏置模块电连接；第二偏置模块，与交叉耦合模块电连接；第二支路模块，与第二偏置模块电连接；其中，第一偏置模块和第二偏置模块用于在输入共模反馈电压之后提供偏置，第一支路模块和第二支路模块用于提供大摆幅输出偏置，且第一支路模块和第二支路模块分别与信号输入模块电连接，信号输入模块还用于输出支路信号至第一支路模块和第二支路模块。本发明在单级放大器结构下，提高了电路的压摆率、增益和带宽。

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，尤其涉及一种共源共栅放大器。

背景技术

跨导放大器广泛应用于模拟、数模混合信号芯片中，例如模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)、数模转换器(Digital to Analog Converter，DAC)、锁相环((Phase Locked Loop，PLL)等。例如在高精度ADC中，跨导放大器(operationaltransconductance amplifier，OTA)用来驱动大电容负载；在高速应用中，OTA需要在很短的时间内完成信号建立，并且还需要达到一定的精度。要满足这些要求，OTA需要具有很高的增益、单位增益带宽积、高压摆率。单极折叠共源共栅放大器同普通放大器相比，具有高增益、较大的信号输出摆幅和较高的增益带宽积，应用得十分广泛。但是在互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺下，要在较低电源电压实现较高的增益、较短的建立时间和较高的信号建立精度，采用传统的折叠共源共栅放大器(Folded cascode amplifier，FCA)很难在达到高压摆率时满足高增益和高带宽的要求，这时就需要用到两级放大器，FCA作为第一级提供高增益，第二级在提供一定增益的情况下提供大的输出摆幅和驱动能力，但是两级放大器需要进行补偿以满足稳定性要求，就需要消耗很大的功耗和较大的面积开销，增大了功耗和电路面积。

因此，有必要提供一种新型的共源共栅放大器以解决现有技术中存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种共源共栅放大器，在单级放大器结构下，提高了电路的压摆率、增益和带宽。

为实现上述目的，本发明的所述一种共源共栅放大器，包括：

信号输入模块，用于根据电源电压产生输入信号；

交叉耦合模块，与所述信号输入模块电连接，用于根据所述输入信号形成内部正反馈；

第一偏置模块，与所述交叉耦合模块电连接；

第一支路模块，与所述第一偏置模块电连接；

第二偏置模块，与所述交叉耦合模块电连接；

第二支路模块，与所述第二偏置模块电连接；

其中，所述第一偏置模块和所述第二偏置模块用于在输入共模反馈电压之后提供偏置，所述第一支路模块和所述第二支路模块用于提供大摆幅输出偏置，且所述第一支路模块和所述第二支路模块分别与所述信号输入模块电连接，所述信号输入模块还用于输出支路信号至所述第一支路模块和所述第二支路模块。

本发明所述共源共栅放大器的有益效果在于：本发明所述共源共栅放大器以单级放大器为基本的结构，在内部增加第一支路模块和第二支路模块以有效增加小信号通路数量以形成小信号通路，从而有效提高了小信号建立速度，扩大了带宽，缩短了建立时间，而且交叉耦合模块在电路内部形成正反馈环路，提高了大信号压摆率，使电路增益得到提高。