專利名稱：具有斬波輸入晶體管對(duì)的運(yùn)算放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有斬波輸入晶體管對(duì)的運(yùn)算放大器電路和一種包含這種運(yùn)算放大器的運(yùn)算放大器電路。
對(duì)于例如電信產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)等的移動(dòng)設(shè)備與更高的集成度結(jié)合的需求導(dǎo)致了將系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在單一器件上的發(fā)展趨勢(shì)。通常，混和信號(hào)芯片具有較大的數(shù)字部分和僅僅一小塊面積用來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬功能。因此，制造信號(hào)芯片的優(yōu)選工藝技術(shù)是CMOS。目前，存在著以純數(shù)字CMOS工藝為電信應(yīng)用提供所需性能的問(wèn)題。期望改進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)，以便在CMOS技術(shù)中為諸如GSM(全球移動(dòng)通信)或藍(lán)牙這樣的應(yīng)用也提供單芯片解決方案。
CMOS技術(shù)的基本問(wèn)題之一是1/f噪聲?；旧?，有三種辦法處理1/f噪聲一種是利用BICMOS替代純CMOS技術(shù)；一種是采用非常大的晶體管；一種是應(yīng)用斬波。BICMOS比CMOS昂貴的多而且通常落后于最新的CMOS工藝幾代。采用大晶體管導(dǎo)致更低的1/f噪聲，但是有電路中增大的電流消耗和更高的電容的缺點(diǎn)。這一方案將帶來(lái)性能的下降和成本的上升。唯一不會(huì)帶來(lái)成本缺點(diǎn)的克服1/f噪聲的辦法就是斬波。然而，對(duì)于電信應(yīng)用的電路中的斬波會(huì)引起一個(gè)基本問(wèn)題交擾調(diào)制。由于交擾調(diào)制，運(yùn)算放大器的輸出信號(hào)不僅僅包含放大后的輸入信號(hào)，而增加了附加誤差信號(hào)。誤差信號(hào)包含兩種成分當(dāng)切換斬波器開(kāi)關(guān)時(shí)看到的尖峰信號(hào)和其頻率偏移了斬波頻率的輸入信號(hào)的映象。如果開(kāi)關(guān)尖峰信號(hào)對(duì)于所有輸入信號(hào)不是恒定的、而是還取決于在運(yùn)算放大器輸入上觀測(cè)的輸入信號(hào)電平，則該映象出現(xiàn)。尖峰信號(hào)本身在大多數(shù)情況下并不重要，但是輸入信號(hào)的映象會(huì)嚴(yán)重降低電信電路的性能。
在差分放大器的傳統(tǒng)斬波電路中，放大器級(jí)的輸入晶體管對(duì)以頻率fchop進(jìn)行斬波，用于對(duì)輸入晶體管的1/f噪聲斬波。交擾調(diào)制問(wèn)題發(fā)生在輸入晶體管輸出處的開(kāi)關(guān)，因?yàn)檩斎氲讲罘址糯笃鞯男盘?hào)在電路的該點(diǎn)處以gm1，2*Rc的增益被放大，這一增益已經(jīng)足夠大到產(chǎn)生由于開(kāi)關(guān)(交擾調(diào)制)引起的依賴于輸入信號(hào)的失真。因此，為了在電信應(yīng)用的電路中采用斬波，需要減小輸入放大器級(jí)輸出上信號(hào)的交擾調(diào)制或失真。
就以上觀點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種具有斬波輸入晶體管的運(yùn)算放大器，其對(duì)于低噪聲和低電壓進(jìn)行優(yōu)化，由此，特別適合電信應(yīng)用例如GSM、藍(lán)牙或高性能無(wú)線局域網(wǎng)(HiperLAN)應(yīng)用。
為了這一目的，本發(fā)明提供了一種運(yùn)算放大器，包含位于運(yùn)算放大器輸入的第一晶體管放大器級(jí)，該第一晶體管放大器級(jí)包含斬波晶體管；與第一晶體管放大器級(jí)共源-共柵的第二晶體管放大器級(jí)，該第二晶體管放大器級(jí)連接在斬波第一晶體管放大器級(jí)和電壓源之間，其中斬波第一晶體管放大器級(jí)輸出的增益減小為gm1，2/gm3，4，整個(gè)輸入級(jí)的增益為gm1，2*Rc，第二晶體管放大器級(jí)增益為gm3，4*Rc，Rc為位于電壓源和運(yùn)算放大器輸出之間的電阻的阻值。
在共源-共柵放大器級(jí)中，共源-共柵放大器級(jí)的晶體管對(duì)1/f噪聲沒(méi)有顯著的貢獻(xiàn)，因?yàn)樵陔娐返脑擖c(diǎn)有用信號(hào)的信號(hào)電平大大高于噪聲電平，此外由于輸入晶體管的高輸出阻抗，對(duì)于共源-共柵級(jí)的1/f噪聲的信號(hào)傳遞函數(shù)被限制。因此，剩下的1/f噪聲主要由輸入放大級(jí)的晶體管引起，此時(shí)交擾調(diào)制不再是主要問(wèn)題，這是因?yàn)檩斎敕糯蠹?jí)的輸出信號(hào)增益已經(jīng)減至gm1，2/gm3，4，其意味著信號(hào)電平和輸入放大級(jí)的輸出已經(jīng)不夠高來(lái)產(chǎn)生相當(dāng)大的交擾調(diào)制。因此，斬波方案中由于輸入信號(hào)的切換引起的信號(hào)的交擾調(diào)制或失真顯著地減小。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，第一晶體管放大器級(jí)包含與第一和第二開(kāi)關(guān)相連的第一和第二晶體管，第二晶體管放大器級(jí)與第一放大器級(jí)通過(guò)第三和第四開(kāi)關(guān)相連，開(kāi)關(guān)接收斬波頻率fchop以便對(duì)第一和第二晶體管的輸入/輸出進(jìn)行斬波。在本運(yùn)算放大器電路中，第二晶體管放大器級(jí)在第一放大器級(jí)的輸出與開(kāi)關(guān)直接相連，這是簡(jiǎn)單而最有效的實(shí)施本發(fā)明的辦法，同時(shí)保證了減小斬波第一放大器級(jí)的輸出開(kāi)關(guān)上的交擾調(diào)制。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，第二晶體管放大器級(jí)包含第三和第四晶體管，第二晶體管放大器級(jí)的第三和第四晶體管通過(guò)電阻與電壓源相連。為獲得高共模抑制，優(yōu)選地將第一放大器級(jí)的第一和第二晶體管的源極端通過(guò)電流源相連，建立輸入晶體管源極和地之間的電壓UCS。第一和第二放大器級(jí)的總增益可以被平衡，以便減小第一放大器級(jí)輸出的交擾調(diào)制，而所需的總增益由第一和第二放大器級(jí)組合的效果獲得。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，第二放大器級(jí)的第三和第四晶體管的基極端經(jīng)由偏置電壓源Ubias連接到地，這是控制第二放大器級(jí)晶體管工作的有效辦法。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，第二晶體管放大器級(jí)包含另外的與電壓源相連的晶體管用作電流源。這是輸入放大器級(jí)的替代電路方案，其中第一放大器級(jí)晶體管的源極與地相連。通過(guò)使用共模輸出電壓調(diào)節(jié)器達(dá)到共模抑制。因此，該晶體管的源極端和背柵端置于同一電位，這加速了輸入放大器級(jí)中的晶體管工作。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，共源-共柵晶體管的基極端通過(guò)偏置電壓源Ubias連接到地。這再次加大了正確設(shè)計(jì)兩個(gè)放大器級(jí)增益的自由度。
為了以上目的，本發(fā)明提供了一種運(yùn)算放大器電路，包含一個(gè)主運(yùn)算放大器，其中主運(yùn)算放大器包含反饋回路，反饋回路包括位于其輸入和輸出之間的電容以構(gòu)成積分器電路或?yàn)V波器電路。這樣一個(gè)運(yùn)算放大器電路，其中如上所述的一個(gè)運(yùn)算放大器用作主運(yùn)算放大器，并與適當(dāng)?shù)姆答伝芈废噙B以構(gòu)成積分器或?yàn)V波器。這個(gè)例子說(shuō)明本發(fā)明的運(yùn)算放大器可用于多種電路，比如積分器、濾波器、sigma-delta轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)器等。
為了以上目的，本發(fā)明提供的運(yùn)算放大器電路包含兩個(gè)對(duì)稱的放大器，用作包括位于其輸入和輸出之間的電容的反饋回路之中，以構(gòu)成積分器或?yàn)V波器電路。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案，電壓控制裝置與主運(yùn)算放大器相連，以提供主運(yùn)算放大器輸出共模電壓與輸入共模電壓之間的電壓差，以便跨越非線性電容施加足以在偏置范圍內(nèi)操作非線性電容的DC偏置電壓，其中非線性電容的電容值幾乎獨(dú)立于與包括偏置電壓加上信號(hào)電壓的所施加的電壓。如果使用半導(dǎo)體電容(例如柵氧化物電容)，則本發(fā)明的此實(shí)施方案提高了整個(gè)電路的線性度，還有利于提高本發(fā)明電路在電信中的應(yīng)用。此外，這樣的電路是純MOS，特別是CMOS工藝技術(shù)中電路的低成本高效益生產(chǎn)的基礎(chǔ)。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案，電壓控制裝置包含用于將主運(yùn)算放大器的共模輸出電壓調(diào)整到預(yù)設(shè)輸出共模電壓的電壓調(diào)節(jié)器。優(yōu)選地，電壓調(diào)節(jié)器包含調(diào)節(jié)器運(yùn)算放大器，其一個(gè)輸入由所述共模輸出電壓CMout饋送，該調(diào)節(jié)器運(yùn)算放大器的另一輸入通過(guò)第一電阻與主運(yùn)算放大器的一個(gè)輸出相連且通過(guò)第二電阻與主運(yùn)算放大器的另一個(gè)輸出相連，其中調(diào)節(jié)器運(yùn)算放大器的輸出通過(guò)第三電阻與主運(yùn)算放大器的一個(gè)輸入相連且通過(guò)第四電阻與主運(yùn)算放大器的另一個(gè)輸入相連。與控制輸入共模電壓的裝置相結(jié)合，這樣的電壓調(diào)節(jié)器保證了獲得所需的線性。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，電壓控制裝置包含用于為運(yùn)算放大器電路的輸入提供恒定DC共模電壓的輸入級(jí)。這是在運(yùn)算放大器電路輸入處保證適宜的共模電壓的一種可能。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，輸入級(jí)類似于與運(yùn)算放大器電路的輸入相連的電壓源UCM，DC那樣工作，這是簡(jiǎn)單而有效地在運(yùn)算放大器電路的輸入處提供恒定DC共模電壓的方法，。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，輸入級(jí)包含用于設(shè)定運(yùn)算放大器電路的輸入級(jí)的內(nèi)部電壓VT的裝置。通過(guò)設(shè)置內(nèi)部電壓VT(T＝閾值)，避免了為提供共模電壓的單獨(dú)的輸入級(jí)。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，輸入級(jí)的輸入晶體管的源極與地相連，這大大地提高了晶體管的工作速度。由于輸入級(jí)晶體管的源極和背柵(或體)處于同一電位(地)，或換句話說(shuō)，沒(méi)有控制電壓加在背柵，因此晶體管的放大系數(shù)處于最大。如果源-體電壓大于0伏，增益將會(huì)變小。因此，為了獲得相同的增益，晶體管不得不被重新設(shè)計(jì)為占有更大面積和消耗更多電流。本發(fā)明電路中晶體管的源極和體處于同一電位，因此具有降低的電流消耗的優(yōu)勢(shì)，這對(duì)于低電壓/低功率實(shí)施方案很重要，芯片上更小的面積和更高的速度為電路帶來(lái)新的應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，利用上述運(yùn)算放大器電路的電路由純數(shù)字CMOS工藝制成。以上由使用這種放大器組成的運(yùn)算放大器及電路是用于通過(guò)使用CMOS工藝在包括數(shù)字和模擬功能的單一芯片上制造器件的良好基礎(chǔ)，CMOS工藝目前最廣泛使用的制造用于上述應(yīng)用的半導(dǎo)體器件的工藝。
下面通過(guò)參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方案，其中


圖1是作為本發(fā)明示例的具有斬波輸入晶體管對(duì)的運(yùn)算放大器電路；圖2是使用圖1中運(yùn)算放大器的模擬低通濾波器電路的電路示意圖；圖3是解釋圖2中濾波器電路的輸入級(jí)的驅(qū)動(dòng)器行為的電路示意圖；圖4是包括兩個(gè)獨(dú)立的、具有斬波輸入晶體管對(duì)的放大器的模擬低通濾波器；以及圖5是圖4中濾波器電路的更詳細(xì)的電路示意圖。
根據(jù)圖1，運(yùn)算放大器2的輸入級(jí)包含兩個(gè)輸入IP(正輸入信號(hào))和IN(負(fù)輸入信號(hào))以及兩個(gè)輸出ON(負(fù)輸出信號(hào))和OP(正輸出信號(hào))。輸入IP、IN通過(guò)開(kāi)關(guān)S1、S2與第一放大器級(jí)的兩個(gè)晶體管T1、T2相連。兩個(gè)晶體管T1、T2通過(guò)開(kāi)關(guān)S3、S4與第二放大器級(jí)的另兩個(gè)晶體管T3、T4相連。開(kāi)關(guān)S1到S4接收斬波頻率fchop以對(duì)晶體管T1和T2的輸入/輸出斬波。第二放大器級(jí)的兩個(gè)晶體管T3和T4通過(guò)電阻4、6與提供電壓VDD的電壓源相連。晶體管T3和T4的輸出(漏極端)分別是運(yùn)算放大器2的負(fù)輸出ON和正輸出OP。晶體管T1和T2的源極端通過(guò)電流源UCS接地，晶體管T3和T4的基極端通過(guò)偏置電壓源Ubias接地。電流源UCS定義了輸出阻抗Rout。
在以上電路設(shè)置中，斬波第一晶體管放大器級(jí)輸出的增益減為gm1，2/gm3，4，其中g(shù)m1，2*Rc為差分放大器輸入級(jí)的總增益，gm3，4*Rc為第二晶體管放大器級(jí)增益，Rc為電壓源與運(yùn)算放大器輸出之間的電阻的阻值。
圖2是使用圖1中運(yùn)算放大器2(OP1)的模擬低通濾波器的電路示意圖。具有有限共模抑制的運(yùn)算放大器2與兩個(gè)反饋回路1a和1b相連，其中反饋回路1b包含反饋電阻R1f和電容C1f；反饋回路1a包含反饋電阻R2f和電容C2f。在一方面的反饋電阻R1f和電容C1f，以及反饋電阻R2f和電容C2f分別并聯(lián)。反饋電容C1f和C2f為柵氧化物電容。
電壓控制裝置與主運(yùn)算放大器2相連，以提供主運(yùn)算放大器2的輸出共模電壓與輸入共模電壓之間的電壓差，以便跨越非線性柵氧化物電容C1f和C2f施加足以在偏置范圍內(nèi)操作非線性柵氧化物電容C1f和C2f的DC偏置電壓，其中柵氧化物電容C1f和C2f的電容值幾乎獨(dú)立于包括偏置電壓加上信號(hào)電壓的所加電壓(見(jiàn)圖3)。電壓控制裝置用于為主運(yùn)算輸入放大器2的輸入/輸出提供恒定的DC共模電壓。
在圖2的低通濾波器電路中，電壓控制裝置放置在主運(yùn)算放大器2的周圍，以保證跨越柵氧化物電容C1f和C2f的固定的DC偏置電壓。這一設(shè)計(jì)導(dǎo)致線性工作，以及確保柵氧化物電容C1f和C2f在給定面積下顯示出可能的最大電容值。
主運(yùn)算放大器2的輸入和輸出上不同的共模電壓引起流過(guò)電阻R1f、R2f和R1IN、R2IN的恒定DC電流。以防止圖1中低通濾波器電路中減小的輸出電壓的方式來(lái)產(chǎn)生恒定的DC偏置電壓UC，。
圖2中的電壓控制裝置包含調(diào)整主運(yùn)算放大器2的共模輸出電壓的電壓調(diào)節(jié)器10。電壓調(diào)節(jié)器包含調(diào)節(jié)器運(yùn)算放大器12，其一個(gè)輸入由共模輸出電壓CMOUT饋送，該調(diào)節(jié)器運(yùn)算放大器12的另一輸入通過(guò)第一電阻R3與主運(yùn)算放大器2的一個(gè)輸出OP相連且通過(guò)第二電阻R4與主運(yùn)算放大器2的另一輸出ON相連。調(diào)節(jié)器運(yùn)算放大器12的輸出(OP2)通過(guò)第三電阻R5與主運(yùn)算放大器2的其中一個(gè)輸入IN相連且通過(guò)第四電阻R6與主運(yùn)算放大器2的另一輸入IP相連。第一和第二電阻R3、R4具有相同阻值，第三和第四電阻R5、R6也具有相同阻值。
共模輸出電壓CMOUT設(shè)置在調(diào)節(jié)器運(yùn)算放大器12的反相輸入，調(diào)節(jié)器運(yùn)算放大器12的非反相輸入在電阻R3和R4之間的點(diǎn)14上與主運(yùn)算放大器2的測(cè)定的共模輸出電壓相連。如果主運(yùn)算放大器2的測(cè)定的共模輸出電壓與CMOUT不同，則調(diào)節(jié)器運(yùn)算放大器12在其輸出產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)由R5和R6饋送至主運(yùn)算放大器2的輸入的電壓，并調(diào)整主運(yùn)算放大器2的共模輸出電壓至CMOUT(電路回路1c)。主運(yùn)算放大器2的共模輸入電壓由R1IN、R2IN，R1f、R2f和電阻R5和R6組成的阻性網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)置。電阻R5和R6不決定圖2中低通濾波器電路的差分信號(hào)傳遞函數(shù)。
圖2的電壓控制裝置進(jìn)一步假設(shè)如圖3所示的輸入級(jí)驅(qū)動(dòng)器，其用于為低通濾波器電路的輸入提供預(yù)設(shè)的DC共模電壓。輸入級(jí)驅(qū)動(dòng)器電路16包含分別與圖1或2中濾波器電路的輸入IN、IP相連dCM、DC電壓源18。輸入信號(hào)被饋至處于CM、DC電壓源18與用電壓源20、22表示的輸入IN、IP之間的輸入級(jí)16。輸入級(jí)16將輸入共模電壓調(diào)整至接近電源電壓的電平。
圖4是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的模擬低通濾波器電路。圖4中的主運(yùn)算放大器32包含一對(duì)獨(dú)立的、對(duì)稱的具有斬波輸入晶體管對(duì)的放大器32A、32B。圖4的實(shí)施方案還顯示了這一概念，即，將電壓控制裝置放置在主運(yùn)算放大器32周圍以提供濾波器電路的線性，而不管電容C31f、C32f為非線性柵氧化物電容這一事實(shí)。
電壓控制裝置包含將運(yùn)算放大器的共模輸出電壓調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)輸出共模電壓的電壓調(diào)節(jié)器。電壓調(diào)節(jié)器包含調(diào)節(jié)器運(yùn)算放大器42，其一個(gè)輸入由所述共模輸出電壓CMOUT饋送，該調(diào)節(jié)器運(yùn)算放大器12另一個(gè)輸入通過(guò)第一電阻R33與運(yùn)算放大器對(duì)32A、32B的一個(gè)輸出相連，且通過(guò)第二電阻R34與運(yùn)算放大器對(duì)32A、32B的另一輸出相連。調(diào)節(jié)器運(yùn)算放大器42的輸出通過(guò)第三電阻R35與運(yùn)算放大器32A的輸入相連，且通過(guò)第四電阻R36與另一運(yùn)算放大器32B的輸入相連。
圖5是圖4的對(duì)稱運(yùn)算放大器32A和32B的更詳細(xì)的電路示意圖。圖5中的濾波器電路包含兩個(gè)斬波輸入晶體管50和52，以及與晶體管50相關(guān)的斬波器開(kāi)關(guān)S11和S13；與晶體管52相關(guān)的斬波器開(kāi)關(guān)S12和S14。斬波器開(kāi)關(guān)S11、S12、S13和S14按公知的斬波器系統(tǒng)設(shè)置與晶體管50、52相連。晶體管50的源極接地，晶體管50的漏極通過(guò)斬波器開(kāi)關(guān)S13的零接觸、放大器晶體管54和電流源56與電源相連。晶體管52的源極接地，晶體管52的漏極通過(guò)斬波器開(kāi)關(guān)S14的零接觸、放大晶體管58和電流源60與電源相連。
電壓VT由于調(diào)節(jié)器運(yùn)算放大器42的反饋和放大器32A、32B的高放大而增大。通過(guò)重新設(shè)計(jì)晶體管56、52或者改變電流源56、60，可以使電壓VT的值只有輕微改變。
處于晶體管64和電流源56之間的節(jié)點(diǎn)62通過(guò)放大器64與放大器32A的輸出級(jí)66相連，該輸出級(jí)66包含兩個(gè)晶體管68、70。輸出級(jí)66再次連接在電壓源和地之間。
處于晶體管58和電流源60之間的節(jié)點(diǎn)82通過(guò)放大器84與運(yùn)算放大器32B的輸出級(jí)86相連，該輸出級(jí)86包含兩個(gè)晶體管88、90。輸出級(jí)86再次連接在電壓源和地之間。
為了體現(xiàn)將輸入共模電壓調(diào)整至預(yù)設(shè)電平的特征，將晶體管50、52的源極接地，設(shè)置濾波器電路的輸入級(jí)上的內(nèi)部電壓VT。通過(guò)這樣的電路設(shè)置，所述輸入電壓VT和調(diào)節(jié)器運(yùn)算放大器42的調(diào)節(jié)器功能提供了電路器件的低成本實(shí)現(xiàn)和特定應(yīng)用所需的極佳線性度。
圖4，5的運(yùn)算放大器電路可以在CMOS技術(shù)下實(shí)現(xiàn)。電路在具有差分輸入及輸出的一階低通配置下工作，并例如應(yīng)用于GSM接收器的在多相通道選擇濾波器中工作的低通濾波器。這一通道選擇濾波器能夠首次實(shí)現(xiàn)關(guān)于噪聲、線性度和電流消耗的性能要求，同時(shí)沒(méi)有產(chǎn)生不可接受的交擾調(diào)制。這一具有優(yōu)勢(shì)的運(yùn)算放大器電路的基礎(chǔ)是本發(fā)明的斬波方案，否則的話CMOS多相濾波器不可能被設(shè)計(jì)得具有如此良好的特性。
由以上描述顯而易見(jiàn)，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的運(yùn)算放大器電路可用于積分器電路或?yàn)V波器電路，比如一階、二階或三階有源濾波器。積分器電路可用于更復(fù)雜的電路，例如sigma-delta轉(zhuǎn)換器、調(diào)節(jié)器、模擬濾波器組等需要利用非線性電容的情況。
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)算放大器，包含-位于運(yùn)算放大器輸入的第一晶體管放大器級(jí)，該第一晶體管放大器級(jí)包含斬波晶體管；-與第一晶體管放大器級(jí)共源-共柵的第二晶體管放大器級(jí)，該第二晶體管放大器級(jí)連接在斬波第一晶體管放大器級(jí)和電壓源之間；其中斬波第一晶體管放大器級(jí)的輸出上的增益減小為gm1，2/gm3，4，其中整個(gè)輸入級(jí)的增益為gm1，2*Rc，第二晶體管放大器級(jí)的增益為gm3，4*Rc，Rc是運(yùn)算放大器的輸出和電壓源之間的電阻的阻值。
2.權(quán)利要求1的運(yùn)算放大器，其中第一晶體管放大器級(jí)包含與第一和第二開(kāi)關(guān)(S1，S2；S11，S12)相連的第一和第二晶體管(T1，T2；50，51)，第二晶體管放大器級(jí)通過(guò)第三和第四開(kāi)關(guān)(S3，S4；S12，S14)與第一放大器級(jí)相連，開(kāi)關(guān)(S1至S4；S11至S14)接收斬波頻率fchop以便對(duì)第一和第二晶體管(T1，T2；50，51)的輸入/輸出斬波。
3.權(quán)利要求2的運(yùn)算放大器，其中第一放大器級(jí)的晶體管的源極端接地；其中第二晶體管放大器級(jí)包含通過(guò)電流源(56)與電壓源相連的另外的晶體管(54)。
4.包含根據(jù)權(quán)利要求1的主運(yùn)算放大器的運(yùn)算放大器電路，其中主運(yùn)算放大器包含包括位于其輸入與輸出之間的電容的反饋回路，以構(gòu)成積分器電路或?yàn)V波器電路。
5.包含兩個(gè)對(duì)稱的根據(jù)權(quán)利要求3的放大器的運(yùn)算放大器電路，其中主運(yùn)算放大器包含包括位于其輸入與輸出之間的電容的反饋回路，以構(gòu)成積分器電路或?yàn)V波器電路。
6.權(quán)利要求4或5的電路，其中電壓控制裝置與主運(yùn)算放大器相連以提供主運(yùn)算放大器的輸出共模電壓與輸入共模電壓之間的電壓差，以便跨越非線性電容施加足以在偏置范圍內(nèi)操作非線性電容的DC偏置電壓，其中非線性電容的電容值幾乎獨(dú)立于包括偏置電壓加上信號(hào)電壓的所加電壓。
7.權(quán)利要求6的電路，其中電壓控制裝置包含電壓調(diào)節(jié)器，用于將主運(yùn)算放大器的共模輸出電壓調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)輸出共模電壓。
8.權(quán)利要求7的電路，其中電壓控制裝置包含用于為運(yùn)算放大器電路的輸入提供恒定DC共模電壓的輸入級(jí)。
9.權(quán)利要求4至8中任何一個(gè)的電路，其中輸入級(jí)的輸入晶體管的源極接地。
全文摘要
本發(fā)明涉及運(yùn)算放大器，包含位于運(yùn)算放大器輸入的第一晶體管放大器級(jí)，該第一晶體管放大器級(jí)包含斬波晶體管，與第一晶體管放大器級(jí)共源－共柵的第二晶體管放大器級(jí)，該第二晶體管放大器級(jí)連接在斬波第一晶體管放大器級(jí)和電壓源之間，其中斬波第一晶體管放大器級(jí)輸出的增益減小為g
文檔編號(hào)H03F1/32GK1575542SQ02821050
公開(kāi)日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2002年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月25日
發(fā)明者M·雷伯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司