[发明专利]基于MOS器件的低功耗带宽倍增斩波稳定运算放大器

摘要

本发明公开了属于模拟集成电路设计领域的一种基于MOS器件的低功耗带宽倍增斩波稳定运算放大器。包括两个混频器、分流输入级、放大回收电流的中间级和轨到轨输出级；其中一个混频器置于放大器输入级之前，另一个混频器置于放大器输出级之后，实现对输入信号的升频和降频功能；分流输入级将输入电压信号转换成电流信号，并形成正反双向的小信号电流；放大回收电流的中间级由四个低压电流镜组成，实现对回收电流的放大；轨到轨输出级实现信号的轨到轨输出；本发明具有在不明显增加功耗的情况下提高近三倍带宽的能力；降低低频1/f噪声；增加低频增益；同时还可以在保持同样的带宽、噪声等性能下降低一半以上功耗，进一步提高该电路的性能。

主权项

一种基于MOS器件的低功耗带宽倍增斩波稳定运算放大器，其特征在于，所述低功耗带宽倍增斩波稳定运算放大器包括两个混频器、分流输入级、放大回收电流的中间级和轨到轨输出级；其中两个混频器中一个置于放大器输入级之前，另一个置于放大器输出级之后，实现对输入信号的升频和降频功能；分流输入级由PMOS管P1a、P2a以及NMOS管N1b、N2b组成；所述放大回收电流的中间级包括由NMOS管N4、N6、N7组成的第一电流镜，由NMOS管N8、N10、N11组成的第二电流镜，由PMOS管P4、P6、P7组成的第三电流镜以及由P8、P10、P11组成的第四电流镜；所述轨到轨输出级是由NMOS管N5、N9以及PMOS管P5、P9组成；所述低功耗带宽倍增斩波稳定运算放大器的正负输入信号先通过一个混频器进行混频，把信号调制到载波频带范围内，然后正向输入信号通过输入管P1a将电压信号转换成向下的电流信号，该信号电流通过由NMOS管N4、N6、N7组成的第一电流镜被放大K倍，然后通过N5流向负向输出端；同时，正向输入信号通过输入管N1b将电压信号转换成向上的电流信号，该信号电流通过由PMOS管P4、P6、P7组成的第三电流镜被放大K倍，然后通过P5也流向负向输出端；负向输入信号通过输入管P2a将电压信号转换成向上的电流信号，该信号电流通过由NMOS管N8、N10、N11组成的第二电流镜被放大K倍，然后通过N9流向正向输出端；同时，负向输入信号通过输入管N2b将电压信号转换成向下的电流信号，该信号电流通过由NMOS管N8、N10、N11组成的第二电流镜被放大K倍，然后通过P9也流向正向输出端，最后正负输出信号再次经过一个混频器，将信号调制到基带附近。其中的各个MOS管采用常规MOS晶体管，或采用高迁移率的应变硅MOS管，以进一步提高该电路的性能。