[发明专利]全差分放大器的快速共模检测电路

说明书

本发明提供了一种全差分放大器的快速共模检测电路，包括：开关电路、比较器电路以及运算放大器；所述运算放大器的正相输入端与全差分放大器的差分输出端以及所述比较器电路连接，所述运算放大器的反相输入端接第一参考电压，所述运算放大器的输出端与所述全差分放大器的共模控制端连接；所述开关电路与所述比较器电路以及所述全差分放大器的差分输出端连接。通过以上方式，本发明能够快速启动全差分放大器，减小共模电压的稳定时间。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体是涉及到一种全差分放大器的快速共模检测电路。

背景技术

与单端输出放大器相比，全差分放大器具有输出摆幅大，没有镜像极点，共模抑制比和电源抑制比更高等优点。因此，全放差分放大器在混合模拟电路中应用越来越广。然而，高增益全差分放大器的输出共模对于器件的特性和失配相当敏感。放大器的高增益会放大该部分误差，输出电压达到电源或地轨，使放大器的工作状态不正确，不能实现放大器的基本功能。

全差分放大器正常工作需要所有器件都工作在正确的状态，而共模电压维持在合适的电压范围是基本前提。即共模电压达到正确的电压值后，放大器才能开始正常工作。在一些应用中，需要对放大器的启动速度要求较高，在电源上电一定时间内，放大器必须开始工作。如果放大器采用的共模反馈环路带宽小，就很难满足要求。

在传统全差分放大器中，如图1所示，共模电压稳定的时间与共模反馈环路的带宽有关，共模反馈环路为了实现大增益，通常会增加一级放大电路，如图1中的A1放大器。那么共模反馈环路就是一个双极点系统，为了保证共模反馈环路的稳定性，次级点就必须推到环路带宽以外，或者减小环路带宽，因此在传统的共模反馈设计中，大的带宽就必须以牺牲功耗为代价。

发明内容

本发明提供一种全差分放大器的快速共模检测电路，解决现有的全差分放大器的启动速度不高的问题。

基于上述目的，本发明提出一种全差分放大器的快速共模检测电路，包括：开关电路、比较器电路以及运算放大器；所述运算放大器的正相输入端与全差分放大器的差分输出端以及所述比较器电路连接，所述运算放大器的反相输入端接第一参考电压，所述运算放大器的输出端与所述全差分放大器的共模控制端连接；所述开关电路与所述比较器电路以及所述全差分放大器的差分输出端连接。

可选的，所述比较器电路包括：第一比较器和第二比较器；所述第一比较器的反相输入端以及所述第二比较器的反相输入端与所述运算放大器的正相输入端连接，所述第一比较器的正相输入端接第二参考电压，所述第二比较器的正相输入端接第三参考电压，所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端与所述开关电路连接。

可选的，所述第二参考电压小于所述第三参考电压，所述第二参考电压和所述第三参考电压根据正常的共模电压范围和电压波动设置。

可选的，所述开关电路包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第一MOS管以及第二MOS管；所述第一开关sw1a的第一端、所述第二开关sw1b的第一端以及第五开关sw3的第一端与所述第一比较器的输出端连接，所述第一开关的第二端以及所述第二开关的第二端接第一参考电流源，并与所述第一MOS管的栅极和漏极连接，所述第一MOS管的源极接电源电压；所述第三开关sw2a的第一端和所述第四开关sw2b的第一端与所述第二比较器的输出端连接，所述第三开关的第二端和所述第四开关的第二端接第二参考电流源，并与所述第二MOS管的栅极和漏极、以及所述第五开关的第二端连接；所述第一开关的第三端与所述第三开关的第三端连接，并与所述全差分放大器的负输出端连接，所述第二开关的第三端与所述第四开关管的第三端连接，并与所述全差分放大器的正输出端连接；所述第五开关管的第三端和所述第二MOS管的源极接地。

可选的，所述第一开关、所述第三开关以及所述第五开关为NMOS管，所述第二开关和所述第四开关为PMOS管；所述第一端为栅极，第二端为漏极，第三端为源极。