[发明专利]轨至轨输入AB类输出的全差分运算放大器

摘要

本发明公开了一种轨至轨输入AB类输出的全差分运算放大器，包括第一级放大电路和第二级放大电路；第一级放大电路由四路折叠式共源共栅放大电路组成，四路折叠式共源共栅放大电路组成互补差分对；第二级放大电路由两路对称的AB类放大电路组成。本发明能实现输入和输出满摆幅，并且跨导恒定，具有稳定的共模输出和频率响应。

主权项

一种轨至轨输入AB类输出的全差分运算放大器，其特征在于，包括：第一级放大电路和第二级放大电路；所述第一级放大电路由四路折叠式共源共栅放大电路组成，四路折叠式共源共栅放大电路组成互补差分对；第一路折叠式共源共栅放大电路包括第一NMOS管和第一PMOS管，所述第一NMOS管的栅极连接第一差分输入信号，所述第一NMOS管的漏极和电源电压之间连接第一负载，所述第一NMOS管的漏极连接所述第一PMOS管的源极，所述第一PMOS管的栅极接第一偏置电压，所述第一PMOS管的漏极为第一输出信号端；第二路折叠式共源共栅放大电路包括第二NMOS管和第二PMOS管，所述第二NMOS管的栅极连接第二差分输入信号，所述第二NMOS管的漏极和电源电压之间连接第二负载，所述第二NMOS管的漏极连接所述第二PMOS管的源极，所述第二PMOS管的栅极接第一偏置电压，所述第二PMOS管的漏极为第二输出信号端；所述第一NMOS管和所述第二NMOS管的源极都连接第一电流源，所述第一差分输入信号和所述第二差分输入信号组成一对差分输入信号；第三路折叠式共源共栅放大电路包括第三NMOS管和第三PMOS管，所述第三PMOS管的栅极连接第一差分输入信号，所述第三PMOS管的漏极和地之间连接第三负载，所述第三PMOS管的漏极连接所述第三NMOS管的源极，所述第三NMOS管的栅极接第二偏置电压，所述第三NMOS管的漏极为第三输出信号端；第四路折叠式共源共栅放大电路包括第四NMOS管和第四PMOS管，所述第四PMOS管的栅极连接第二差分输入信号，所述第四PMOS管的漏极和地之间连接第四负载，所述第四PMOS管的漏极连接所述第四NMOS管的源极，所述第四NMOS管的栅极接第二偏置电压，所述第四NMOS管的漏极为第四输出信号端；所述第三PMOS管和所述第四PMOS管的源极都连接第二电流源；所述第二级放大电路由两路对称的AB类放大电路组成；第一路AB类放大电路包括第五NMOS管和第五PMOS管，所述第五PMOS管的栅极连接所述第一输出信号端、源极连接电源电压，所述第五NMOS管的栅极连接所述第三输出信号端、源极接地，所述第五NMOS管和所述第五PMOS管的漏极相连并作为输出第一差分输出信号的第一差分输出端；第二路AB类放大电路包括第六NMOS管和第六PMOS管，所述第六PMOS管的栅极连接所述第二输出信号端、源极连接电源电压，所述第六NMOS管的栅极连接所述第四输出信号端、源极接地，所述第六NMOS管和所述第六PMOS管的漏极相连并作为输出第二差分输出信号的第二差分输出端；所述第一负载由第七PMOS管组成，所述第二负载由第八PMOS管组成，所述第七PMOS管的源极接电源电压、漏极接所述第一NMOS管的漏极，所述第八PMOS管的源极接电源电压、漏极接所述第二NMOS管的漏极，所述第七PMOS管和所述第八PMOS管的栅极都连接同一偏置形成电流源负载；所述第一电流源由第七NMOS管和第八NMOS管连接形成，所述第七NMOS管的漏极连接所述第一NMOS管和所述第二NMOS管的源极，所述第七NMOS管的源极连接所述第八NMOS管的漏极，所述第八NMOS管的源极接地，所述第七NMOS管的栅极连接所述第二偏置电压，所述第八NMOS管的栅极连接第三偏置电压；所述第三负载由第九NMOS管组成，所述第四负载由第十NMOS管组成，所述第九NMOS管的源极接地、漏极接所述第三PMOS管的漏极，所述第十NMOS管的源极接地、漏极接所述第四PMOS管的漏极，所述第九NMOS管和所述第十NMOS管的栅极都连接同一偏置形成电流源负载；所述第二电流源由第九PMOS管和第十PMOS管连接形成，所述第九PMOS管的漏极连接所述第三PMOS管和所述第四PMOS管的源极，所述第九PMOS管的源极连接所述第十PMOS管的漏极，所述第十PMOS管的源极接电源电压，所述第九PMOS管的栅极连接所述第一偏置电压，所述第十PMOS管的栅极连接第四偏置电压；所述第七PMOS管和所述第八PMOS管形成的电流源负载都为第三电流源的镜像电流源，所述第三电流源包括第十一PMOS管、第十一NMOS管和第十二NMOS管，所述第十一PMOS管的源极接电源电压，所述第七PMOS管和所述第八PMOS管的栅极都和所述第十一PMOS管的栅极和漏极、所述第十一NMOS管和所述第十二NMOS管的漏极相连，所述第十一NMOS管和所述第十二NMOS管的源极连接所述第七NMOS管的漏极，所述第十一NMOS管的栅极连接所述第一差分输入信号，所述第十二NMOS管的栅极连接所述第二差分输入信号；所述第九NMOS管和所述第十NMOS管形成的电流源负载都为第四电流源的镜像电流源，所述第四电流源包括第十三NMOS管、第十二PMOS管和第十三PMOS管，所述第十三NMOS管的源极接地，所述第九NMOS管和所述第十NMOS管的栅极都和所述第十三NMOS管的栅极和漏极、所述第十二PMOS管和所述第十三PMOS管的漏极相连，所述第十二PMOS管和所述第十三PMOS管的源极连接所述第九PMOS管的漏极，所述第十二PMOS管的栅极连接所述第一差分输入信号，所述第十三PMOS管的栅极连接所述第二差分输入信号。