本技術(shù)涉及差動放大器、接收器和電路。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)地，運算放大器通常包括：差動放大電路，作為用于放大并輸出輸入信號的差動輸入級；以及源極接地電路，作為用于提供負載驅(qū)動功能并放大該信號的輸出級。作為差動放大電路，具有可以輸出在比高壓側(cè)電源電壓和低壓側(cè)電源電壓低約1v至2v的范圍中的輸出電壓的第一配置，以及可以輸出在基本上等于高壓側(cè)電源電壓與低壓側(cè)電源電壓之間的電壓范圍的范圍中的輸出電壓的第二配置。

通常，第一配置包括p溝道m(xù)os晶體管(以下稱為pmos)和n溝道m(xù)os晶體管(以下稱為nmos)中的一個，并且第二配置包括pmos和nmos這兩者(例如，pmos的差動對和nmos的差動對)。此外，差動輸出類型對普遍的噪聲電阻和輸出波形的低失真有利。因此，當電力供應(yīng)的范圍相同時，第二配置的可接受的共用電平的范圍變得比第一配置的范圍更寬。相反地，當可接受的共用電平的范圍相同時，與第一配置相比第二配置可以降低運算放大器的電源電壓。

圖9是根據(jù)第二配置的示例性運算放大器的示圖，并且舉例說明差動輸出類型的第二配置。

運算放大器1根據(jù)輸入電壓vin和xvin的輸入范圍具有三個運行區(qū)域。第一個是低壓側(cè)電源vss側(cè)上的第一運行區(qū)域，其中因為dc電平(共用電平)過低，所以斷開nmos差動對2并且運行pmos差動對3。第二個是高壓側(cè)電源vdd側(cè)上的第二運行區(qū)域，其中因為dc電平(共用電平)過高，所以斷開pmos差動對3并且運行nmos差動對2。第三個是nmos差動對2和pmos差動對3這兩者都運行的第三運行區(qū)域。

作為第一運行區(qū)域和第二運行區(qū)域，在包含在差動放大電路中的pmos差動對3和nmos差動對2中的一個被斷開的輸入范圍的情況下，負載晶體管在非飽和區(qū)域中運行。因此，存在的問題在于跨導明顯減小并且運算放大器的增益減少。

例如，在第一運行區(qū)域的情況下，用于在nmos差動對2中流動的電流變成零，并且用于在負載晶體管4p和5p中流動的電流的值變成i，其是傳統(tǒng)值的一半。此時，負載晶體管4p和5p的偏壓pbias1是用于使得具有電流值2i的電流流動的電壓值。因此，負載晶體管4p和5p的漏電壓增加，并且負載晶體管4p和5p在非飽和區(qū)域中運行。通過遵循此，負載晶體管6p和7p的運行被改變?yōu)樵诜秋柡蛥^(qū)域中的運行。因為在非飽和區(qū)域中g(shù)m小，所以放大器的增益減少。

另外，例如，在第二運行區(qū)域的情況下，用于在pmos差動對3中流動的電流變成零，并且用于在負載晶體管4n和5n中流動的電流的值變成i，其是傳統(tǒng)值的一半。此時，負載晶體管4n和5n的偏壓nbias1是用于使得具有電流值2i的電流流動的電壓值。因此，負載晶體管4n和5n的漏電壓增加，并且負載晶體管4n和5n在非飽和區(qū)域中運行。

通過遵循此，負載晶體管6n和7n的運行被改變?yōu)樵诜秋柡蛥^(qū)域中的運行。因為在非飽和區(qū)域中g(shù)m小，所以放大器的增益減少。

作為解決該問題的技術(shù)，例如，存在單端輸出配置。這個配置可以減輕增益的減少。

另外，例如，如圖10所示，可以考慮通過將電平檢測器布置在運算放大器處來檢測輸入電平并且在斷開的輸入級中補償應(yīng)該是最初流動的dc電流的系統(tǒng)。利用這個系統(tǒng)，負載晶體管可以繼續(xù)在飽和區(qū)域中運行。

另外，例如，專利文獻1指出其中電流補償鏡電路作為用于檢測運算放大器的輸入電平并添加已經(jīng)提供的電流的反饋路徑的配置。

文獻列表

專利文獻

專利文獻1：日本專利申請?zhí)亻_第2010-206458號

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明待解決的問題

然而，利用單端輸出配置，當輸入靠近高壓側(cè)電源vdd時，nmos負載可能在非飽和區(qū)域中運行。另外，在單端輸出的情況下，存在的問題在于造成噪聲電阻劣化、波形失真和較低帶寬的效果。

另外，用于通過將電平檢測器布置在運算放大器的輸入端處來檢測輸入電平并且在待斷開的輸入級中補償應(yīng)該被最初流動的dc電流的系統(tǒng)造成的問題在于通過將電平檢測器布置在輸入端處增加輸入負載并且劣化信號質(zhì)量。

另外，如在專利文獻1中，在其中電流補償鏡電路作為用于檢測運算放大器的輸入電平并且添加已經(jīng)提供的電流的反饋通道的配置的情況下，必須額外提供用于產(chǎn)生專用于電流補償鏡電路的參考電壓的配置。

本技術(shù)已經(jīng)解決了上述問題。本技術(shù)的目的是實現(xiàn)在使寬輸入范圍作為第二配置的同時可以解決上述問題的寬帶差動放大器、接收器和電路。

解決問題的技術(shù)方案

本技術(shù)的一個方面是差動放大器，該差動放大器包括差動放大電路以及用于放大并輸出來自差動放大電路的差動輸出的輸出電路。差動放大電路包括：第一導電型第一差動對，將根據(jù)正相輸入信號和反相輸入信號的輸出電流供應(yīng)至輸出電路；第二導電型第二差動對，將根據(jù)正相輸入信號和反相輸入信號的輸出電流供應(yīng)至輸出電路；檢測器，檢測差動對的運行狀態(tài)；以及交流電供應(yīng)單元，將用于已經(jīng)斷開的差動對的輸出電流的交流電供應(yīng)至輸出電路。

另外，本技術(shù)的另一方面是通過差動放大器放大輸出信號的接收器，該差動放大器包括差動放大電路和用于放大并輸出差動放大電路的差動輸出的輸出電路。差動放大電路包括：第一導電型第一差動對，將根據(jù)正相輸入信號和反相輸入信號的輸出電流供應(yīng)至輸出電路；第二導電型第二差動對，將根據(jù)正相輸入信號和反相輸入信號的輸出電流供應(yīng)至輸出電路；檢測器，檢測差動對的運行狀態(tài)；以及交流電供應(yīng)單元，將用于已經(jīng)斷開的差動對的輸出電流的交流電供應(yīng)至輸出電路。

另外，本技術(shù)的又一方面是電路，該電路包括差動放大電路以及用于放大并輸出來自差動放大電路的差動輸出的輸出電路。差動放大電路包括：第一導電型第一差動對，將根據(jù)正相輸入信號和反相輸入信號的輸出電流供應(yīng)至輸出電路；第二導電型第二差動對，將根據(jù)正相輸入信號和反相輸入信號的輸出電流供應(yīng)至輸出電路；檢測器，檢測差動對的運行狀態(tài)；以及交流電供應(yīng)單元，將用于已經(jīng)斷開的差動對的輸出電流的交流電供應(yīng)至輸出電路。

應(yīng)注意，上述差動放大器、接收器和電路包括各個方面，諸如，在結(jié)合其他設(shè)備和系統(tǒng)的狀態(tài)下的方面以及通過使用其他方法執(zhí)行的方面。

本發(fā)明的技術(shù)效果

根據(jù)本技術(shù)，使寬輸入范圍作為第二配置的差動放大電路不具有噪聲電阻劣化、波形失真和較低帶寬的效果。另外，在差動放大電路中，不會造成由于輸入負載的增加導致信號質(zhì)量劣化，并且不必額外提供用于產(chǎn)生參考電壓的配置。應(yīng)注意，本文中描述的效果僅是示例性的并且不局限于此。另外，可能存在其他效果。

附圖說明

圖1是根據(jù)第一實施方式的差動放大器的配置的示圖。

圖2是根據(jù)第一實施方式的差動放大器的變形的示圖。

圖3是根據(jù)第一實施方式的差動放大器的變形的示圖。

圖4是描述根據(jù)第二實施方式的差動放大器的示圖。

圖5是描述根據(jù)第三實施方式的差動放大器的示圖。

圖6是描述根據(jù)第四實施方式的差動放大器的示圖。

圖7是描述根據(jù)第五實施方式的差動放大器的示圖。

圖8是描述根據(jù)第六實施方式的發(fā)送和接收系統(tǒng)的示圖。

圖9是根據(jù)第二配置的示例性運算放大器的示圖。

圖10是電平檢測器已經(jīng)布置在運算放大器的輸入端的配置的示圖。

具體實施方式

下面按以下順序描述本技術(shù)。

(a)第一實施方式：

(b)第二實施方式：

(c)第三實施方式：

(d)第四實施方式：

(e)第五實施方式：

(a)第一實施方式：

圖1是根據(jù)本實施方式的差動放大器的配置的示圖。圖1中示出的差動放大器100包括：差動放大電路10；以及輸出電路20，用于放大并輸出差動放大電路10的差動輸出。

差動放大電路10包括：第一放大級11，用于放大輸入信號；第二放大級12，用于放大輸入信號；以及補償電路14，檢測第一放大級11和第二放大級12的運行狀態(tài)并且根據(jù)需要將交流電供應(yīng)至輸出級13。輸出電路20根據(jù)從第一放大級11和第二放大級12輸出的電流輸出電壓。

第一放大級11包括：第一導電型第一差動對11a，將根據(jù)正相輸入信號vin和反相輸入信號xvin的輸出電流in1和in2供應(yīng)至輸出電路20；以及電流源11b，設(shè)置在nmostn1和tn2的源極與電源端vss之間。在本實施方式中，第一差動對11a包括nmostn1和tn2，并且電流源11b包括nmostn7。

在第一差動對11a中，正相輸入信號vin被輸入至nmostn1的柵極，并且反相輸入信號xvin被輸入至nmostn2的柵極。第一差動對11a執(zhí)行用于從輸出電路20吸收根據(jù)正相輸入信號vin和反相輸入信號xvin的電流的灌類型(sink-type)的操作。

偏壓nbias被施加到包括在電流源11b中的nmostn7的柵極，并且偏壓nbias被設(shè)置為具有電流值2i的電流在nmostn7中流動的電平。因此，當?shù)谝徊顒訉?1a在飽和區(qū)域運行時，具有電流值2i的電流在電流源11b中流動。

第二放大級12包括：第二導電型第二差動對12a，將根據(jù)正相輸入信號vin和反相輸入信號xvin的輸出電流ip1和ip2供應(yīng)至輸出電路20；以及電流源12b，設(shè)置在pmostp1和tp2的源極與電源端vdd之間。在本實施方式中，第二差動對12a包括pmostp1和tp2，并且電流源12b包括pmostp7。

在第二差動對12a中，正相輸入信號vin被輸入至pmostp1的柵極，并且反相輸入信號xvin被輸入至pmostp2的柵極。第二差動對12a執(zhí)行用于將根據(jù)正相輸入信號vin和反相輸入信號xvin的電流發(fā)送至輸出電路20的拉類型(sourcetype)的操作。

偏壓pbias被施加到包含在電流源12b中的pmostp7的柵極，并且偏壓pbias被設(shè)置為具有電流值2i的電流在pmostp7中流動的電平。因此，當?shù)诙顒訉?2a在飽和區(qū)域運行時，具有電流值2i的電流在電流源12b中流動。

補償電路14包括：檢測電路14a，作為檢測器檢測第一差動對11a和第二差動對12a的不飽和運行；以及交流電供應(yīng)電路14b，產(chǎn)生用于執(zhí)行斷開運行的差動對的輸出電流的交流電并且作為交流電供應(yīng)單元將交流電供應(yīng)至輸出電路20。

交流電供應(yīng)電路14b包括：電流源isn1，用于產(chǎn)生用于nmostn1的輸出電流in1的交流電imn1；電流源isn2，用于產(chǎn)生用于nmostn2的輸出電流in2的交流電imn2；電流源isp1，用于產(chǎn)生用于pmostp1的輸出電流ip1的交流電imp1；以及電流源isp2，用于產(chǎn)生用于pmostp2的輸出電流ip2的交流電imp2。

電流源isn1連接至第三差動對21與第四差動對22之間的反相輸出線l1，并且電流源isn2連接至第三差動對21與第四差動對22之間的正相輸出線l2。電流源isp1連接至第五差動對23與第六差動對24之間的反相輸出線l1，并且電流源isp2連接至第五差動對23與第六差動對24之間的正相輸出線l2。

電流源isn1和isn2起到用于從輸出電路吸收電流的灌類型的電流源的作用，并且電流源isp1和isp2起到用于將電流發(fā)送至輸出電路的拉類型的電流源的作用。

輸出電路20包括按從電源端vdd的一側(cè)開始的順序設(shè)置在電源端vdd與電源端vss之間的第一導電型第三差動對21、第一導電型第四差動對22、第二導電型第五差動對23以及第二導電型第六差動對24。

應(yīng)注意，在以下描述中，假設(shè)通過連接在電源端vdd與電源端vss之間形成輸出電路20的每個差動對的一個晶體管元件的源極和漏極而形成的線是反相輸出線l1，并且通過連接在電源端vdd與電源端vss之間形成輸出電路20的每個差動對的另一個晶體管元件的源極和漏極而形成的線是正相輸出線l2。

第四差動對22與第五差動對23之間的反相輸出線l1的電壓變成差動放大器100的正相輸出信號vout，并且第四差動對22與第五差動對23之間的正相輸出線l2的電壓變成差動放大器100的反相輸出信號xvout。

包括在第一放大級11的第一差動對11a中的nmostn1的漏極連接在反相輸出線l1上的第三差動對21與第四差動對22之間，即，pmostp5與pmostp3之間。包括在第一放大級11的第一差動對11a中的nmostn2的漏極連接在正相輸出線l2上的第三差動對21與第四差動對22之間，即，pmostp6與pmostp4之間。

包括在第二放大級12的第二差動對12a中的pmostp1的漏極連接在正相輸出線l2上的第五差動對23與第六差動對24之間，即，nmostn3與nmostn5之間。包括在第二放大級12的第二差動對12a中的pmostp2的漏極連接在正相輸出線l2上的第五差動對23與第六差動對24之間，即，nmostn4與nmostn6之間。

偏壓pbias1被施加到包括在第三差動對21中的pmostp5和tp6的柵極。偏壓pbias1被設(shè)置為當pmostp5和tp6在飽和區(qū)域中運行時使具有電流值2i的電流流動的電平。因此，當?shù)谝徊顒訉?1a在飽和區(qū)域中運行時，第三差動對21也在飽和區(qū)域中運行，并且具有電流值2i的電流在pmostp5和tp6中的每一個中流動。

偏壓nbias1施加到包括在第六差動對24中的nmostn5和tn6的柵極。偏壓nbias1被設(shè)置為當nmostn5和tn6在飽和區(qū)域中運行時使具有電流值2i的電流流動的電平。因此，當?shù)诙顒訉?2a在飽和區(qū)域中運行時，第六差動對24也在飽和區(qū)域中運行，并且具有電流值2i的電流在nmostn5和tn6中的每一個中流動。

偏壓pbias2施加到包括在第四差動對22中的pmostp3和tp4的柵極。偏壓pbias2被設(shè)置為當pmostp3和tp4在飽和區(qū)域中運行時具有使電流值i的電流流動的電平。因此，當?shù)谌顒訉?1在飽和區(qū)域中運行時，第四差動對22也在飽和區(qū)域中運行，并且具有電流值i的電流在pmostp3和tp4中的每一個中流動。

偏壓nbias2施加到包括在第五差動對23中的nmostn3和tn4的柵極。偏壓nbias2被設(shè)置為當nmostn3和tn4在飽和區(qū)域中運行時具有使電流值i的電流流動的電平。因此，當?shù)诹顒訉?4在飽和區(qū)域中運行時，第五差動對23也在飽和區(qū)域中運行，并且具有電流值i的電流在nmostn3和tn4中的每一個中流動。

利用以上配置，當輸入電壓vin和xvin具有使第一差動對11a在飽和區(qū)域中運行的電平時，nmostn1的輸出電流in1和nmostn2的輸出電流in2具有電流值i。然后，具有電流值2i的電流在包含在第三差動對21中的pmostp5和tp6中的每一個中流動，并且具有電流值i的電流在包含在第四差動對22中的pmostp3和tp4中的每一個中流動。

另一方面，當輸入電壓vin和xvin具有使第一差動對11a在非飽和區(qū)域中運行的電平時，因為輸出電流in1和in2的電流值在nmostn1和tn2斷開的情況下是零，所以在包括在第三差動對21中的pmostp5和tp6中流動的電流具有電流值i。

此時，因為施加到pmostp5和tp6的柵極的偏壓pbias1被設(shè)置為具有使電流值2i的電流流動的電平，所以pmostp5和tp6的漏電壓增加，并且pmostp5和tp6在非飽和區(qū)域中運行。然后，通過遵循此，包括在第四差動對22中的pmostp3和tp4的運行被改變?yōu)樵诜秋柡蛥^(qū)域中運行。以此方式，用于在非飽和區(qū)域中運行的pmostp3、tp4、tp5和tp6的跨導小。因此，差動放大器100的增益減少。

另外，當輸入電壓vin和xvin具有使第二差動對2a在飽和區(qū)域中運行的電平時，具有電流值2i的電流在包括在第六差動對24中的nmostn5和tn6中的每一個中流動，并且pmostp1的輸出電流ip1和pmostp2的輸出電流ip2具有電流值i。另外，具有電流值i的電流在包括在第五差動對23中的nmostn3和tn4中的每一個中流動。

另一方面，當輸入電壓vin和xvin具有使第二差動對12a在非飽和區(qū)域中運行的電平時，因為輸出電流ip1和ip2的電流值在pmostp1和tp2斷開的情況下是零，在包括在第六差動對24中的nmostn5和tn6中流動的電流具有電流值i。

此時，因為施加到nmostn5和tn6的柵極的偏壓nbias1被設(shè)置為使具有電流值2i的電流流動的電平，所以nmostn5和tn6的漏電壓增加，并且nmostn5和tn6在非飽和區(qū)域中運行。然后，通過遵循此，包括在第五差動對23中的nmostn3和tn4的運行被改變?yōu)樵诜秋柡蛥^(qū)域中運行。以此方式，在非飽和區(qū)域中運行的nmostn3、tn4、tn5和tn6的跨導小。因此，差動放大器100的增益減少。

在本實施方式中，補償電路14被設(shè)置為防止差動放大器100的增益減少。在補償電路14中，檢測電路14a監(jiān)控第一差動對11a的源端電壓和第二差動對12a的源端電壓，以檢測第一差動對11a和第二差動對12a的不飽和運行。

當交流電供應(yīng)電路14b檢測第一差動對11a的斷開狀態(tài)時，電流源isn1產(chǎn)生用于nmostn1的輸出電流in1的交流電imn1并且將交流電imn1供應(yīng)至輸出電路20，并且電流源isn2產(chǎn)生用于nmostn2的輸出電流in2的交流電imn2并且將交流電imn2供應(yīng)至輸出電路20。交流電imn1和imn2的電流值被設(shè)置為與用于在飽和區(qū)域中運行的nmostn1和tn2的電流值相同的電流值i。

另外，當交流電供應(yīng)電路14b檢測第二差動對12a的斷開狀態(tài)時，電流源isp1產(chǎn)生用于pmostp1的輸出電流ip1的交流電imp1并且將交流電imp1供應(yīng)至輸出電路20，并且電流源isp2產(chǎn)生用于pmostp2的輸出電流ip2的交流電imp2并且將交流電imp2供應(yīng)至輸出電路20。交流電imp1和imp2的電流值i被設(shè)置為與用于在飽和區(qū)域中運行的pmostp1和tp2的值相同的值i。

通過設(shè)置補償電路14，可以防止根據(jù)本實施方式的差動放大器100的增益減少。

即，即使當在輸入電壓vin和xvin具有使第一差動對11a在非飽和區(qū)域中運行的電平的情況下nmostn1和tn2被斷開并且輸出電流in1和in2的電流值變成零時，交流電imn1和imn2也代替輸出電流in1和in2被供應(yīng)至包括在第三差動對21中的pmostp5和tp6，并且在包括在第三差動對21中的pmostp5和tp6中流動的電流的電流值被保持為電流值2i。

由于此，保持pmostp3、tp4、tp5和tp6在飽和區(qū)域中的運行，防止跨導的減少，并且防止差動放大器100的增益的減少。

另外，即使當在輸入電壓vin和xvin具有使第二差動對12a在非飽和區(qū)域中運行的電平的情況下pmostp1和tp2被斷開并且輸出電流ip1和ip2的電流值變成零時，交流電imp1和imp2也代替輸出電流ip1和ip2被供應(yīng)至包括在第六差動對24中的nmostn5和tn6，并且在包括在第六差動對24中的nmostn5和tn6中流動的電流的電流值被保持為值2i。

由于此，保持nmostn3、tn4、tn5和tn6在飽和區(qū)域中的運行，防止跨導的減少，并且防止差動放大器100的增益的減少。

此外，可以將根據(jù)本實施方式的差動放大器100改變?yōu)閳D2和圖3中示出的方面。

在圖2中示出的實例中，補償電路14的交流電供應(yīng)電路14b包括用于分別產(chǎn)生第一差動對11a的交流電imn1和imn2的電流源isn1和isn2。在這種情況下，當?shù)谝徊顒訉?1a在非飽和區(qū)域中運行時，交流電imn1和imn2被供應(yīng)至輸出電路20。在輸入范圍低的情況下，具有這個配置的差動放大器100可以防止運行點處的增益減少。

另一方面，在圖3中示出的實例中，補償電路14的交流電供應(yīng)電路14b包括分別產(chǎn)生第二差動對12a的交流電imp1和imp2的電流源isp1和isp2。在這種情況下，當?shù)诙顒訉?2a在非飽和區(qū)域中運行時，交流電imp1和imp2被供應(yīng)至輸出電路20。在輸入范圍高的情況下，具有這個配置的差動放大器100可以防止運行點處的增益減少。

(b)第二實施方式：

接下來，接下來，描述通過使用特定電路元件實現(xiàn)根據(jù)第一實施方式的差動放大器100的補償電路14的實例。圖4是描述根據(jù)本實施方式的差動放大器200的示圖。圖4中與第一實施方式的組件通用的組件利用相同參考標號表示，并且與第一實施方式的組件通用的組件的詳細說明在以下被省略。

本實施方式包括作為檢測電路14a的第一檢測電路14a1和第二檢測電路14a2，第一檢測電路14a1檢測第一差動對11a的運行狀態(tài)，第二檢測電路14a2檢測第二差動對12a的運行狀態(tài)。第一檢測電路14a1包括nmostn8，并且第二檢測電路14a2包括pmostp8。

另外，包括第一電流鏡電路14b1作為根據(jù)第一檢測電路14a1的檢測結(jié)果將交流電imn1和imn2供應(yīng)至輸出電路20的交流電供應(yīng)電路的配置，并且包括第二電流鏡電路14b2作為根據(jù)第二檢測電路14a2的檢測結(jié)果將交流電imp1和imp2供應(yīng)至輸出電路20的交流電供應(yīng)電路。

第一電流鏡電路14b1包括pmostp12和tp13以及nmostn9至tn11，并且第二電流鏡電路14b2包括nmostn12和tn13以及pmostp9至tp11。

在nmostn8的源極指向節(jié)點n1并且漏極指向電源端vdd的狀態(tài)下，nmostn8將第一差動對11a與電流源11b之間的節(jié)點n1連接至作為第二電源端的電源端vdd。此外，關(guān)于包括在第一檢測電路14a1中的nmostn8，電源端vdd配置第二電源端，并且電源端vss配置第一電源端。偏壓nbias被施加到nmostn8的柵極。偏壓nbias被設(shè)置為使具有電流值2i的電流在包括在電流源11b中的nmostn7中流動的電平。因此，當?shù)谝徊顒訉?1a斷開時，電流在串聯(lián)的nmostn8和tn7中流動。當nmostn8和tn7通過相同處理形成為相同大小時，具有電流值i的電流在nmostn8中流動。

在nmostn8中流動的具有電流值i的電流通過使用第一電流鏡電路14b1以具有電流值i的電流被復(fù)制到nmostn10和tn11。nmostn10將電源端vss與反相輸出線l1上的第三差動對21與第四差動對22之間的一部分連接，并且nmostn11將電源端vss與正相輸出線l2上的第三差動對21與第四差動對22之間的一部分連接。因此，被供應(yīng)至輸出電路20的交流電imn1和imn2中的每一個具有電流值i。

pmostp8將第二差動對12a與電流源12b之間的節(jié)點n2連接至電源端vss。pmostp8在pmostp8的源極指向節(jié)點n2并且漏極指向電源端vss的狀態(tài)下連接。此外，關(guān)于包括在第二檢測電路14a2中的pmostp8，電源端vss配置第二電源端，并且電源端vdd配置第一電源端。偏壓pbias被施加到pmostp8的柵極。偏壓pbias被設(shè)置為具有電流值2i的電流在包括在電流源12b中的pmostp7中流動的電平。因此，當?shù)诙顒訉?2a斷開時，電流在串聯(lián)的pmostp8和tp7中流動。當pmostp8和tp7通過相同處理形成為相同大小時，具有電流值i的電流在pmostp8和tp7中流動。

在pmostp8中流動的具有電流值i的電流通過使用第二電流鏡電路14b2以具有電流值i的電流被復(fù)制到pmostp10和tp11。pmostp10將電源端vdd連接至反相輸出線l1上的第三差動對21與第四差動對22之間的一部分，并且pmostp11將電源端vdd連接至正相輸出線l2上的第三差動對21與第四差動對22之間的一部分。因此，被供應(yīng)至輸出電路20的交流電imp1和imp2中的每一個具有電流值i。

以此方式，利用根據(jù)本實施方式的差動放大器200，補償電路14可以通過使用晶體管元件特別實現(xiàn)。

(c)第三實施方式：

接下來，描述其中用于形成根據(jù)第二實施方式的差動放大器200的輸出晶體管的負載晶體管通過電阻元件實現(xiàn)的實例。圖5是描述根據(jù)本實施方式的差動放大器300的示圖。圖5中與第二實施方式的組件通用的組件利用相同參考標號表示，并且與第二實施方式的組件通用的組件的詳細說明在以下被省略。

在圖5中示出的實例中，電阻器rp5和rp6分別設(shè)置在包括在第三差動對21中的pmostp5和tp6的位置處，并且電阻器rn5和rn6分別代替并設(shè)置在包括在第六差動對24中的nmostn5和tn6的位置處。通常，用于使用晶體管負載的放大器的帶寬低，并且必須消耗大電流來增加速度。因此，這使得電力消耗增加并且電路面積增加。然而，如在本實施方式中，可以通過使用電阻負載而不是晶體管負載來增加速度。另外，可以通過使用電阻元件減輕波形失真的效果。

(d)第四實施方式：

接下來，描述其中具有反饋電阻器的逆變器在根據(jù)第三實施方式的差動放大器300的后級串聯(lián)連接的實例。圖6是描述根據(jù)本實施方式的差動放大器400的示圖。圖6中與第三實施方式的組件通用的組件利用相同參考標號表示，并且與第三實施方式的組件通用的組件的詳細說明在以下被省略。

在圖6中示出的實例中，設(shè)置輸出電路20的正相輸出信號vout被輸入至的逆變電路inv1以及輸出電路20的反相輸出信號xvout被輸入至的逆變電路inv2。因此，差動放大器400的正相輸出信號是從逆變電路inv1輸出的正相輸出信號vout’，并且差動放大器400的反相輸出信號是從逆變電路inv1輸出的反相輸出信號xvout’。

逆變電路inv1具有包括nmostn14和pmostp14的cmos逆變電路的配置，并且輸入側(cè)通過電阻器r5連接至輸出側(cè)以施加負反饋。逆變電路inv2具有包括nmostn15和pmostp15的cmos逆變電路的配置，并且輸入側(cè)通過電阻器r6連接至輸出側(cè)以施加負反饋。

在根據(jù)本實施方式的差動放大器400中，即使在包括nmos的第一差動對11a和包括pmos的第二差動對12a中的一個斷開的輸入范圍中，類dc拉電流和灌電流也幾乎保持不變。因此，即使當逆變電路inv1和inv2在輸出電路20的后級連接時，也不會出現(xiàn)逆變電路的輸出被固定至低電平或者高電平的問題，并且可以增加差動放大器400的速度。

(e)第五實施方式：

接下來，描述通過使用特定電路元件實現(xiàn)根據(jù)第一實施方式的差動放大器100的補償電路14的實例。圖7是描述根據(jù)本實施方式的差動放大器500的示圖。圖7中與第一實施方式的組件通用的組件利用相同參考標號表示，并且與第一實施方式的組件通用的組件的詳細說明在以下被省略。

在圖7中示出的實例中，檢測電路14a和交流電供應(yīng)電路14b通過使用單一元件實現(xiàn)它們而共用。包括第一補償電路514a和第二補償電路514b。第一補償電路514a起到用于檢測第一差動對11a的運行狀態(tài)的第一檢測電路14a1的作用以及起到根據(jù)第一檢測電路14a1的檢測結(jié)果將交流電供應(yīng)至輸出電路20的交流電供應(yīng)電路14b1的作用，并且第二補償電路514b起到用于檢測第二差動對12a的運行狀態(tài)的第二檢測電路14a2的作用以及起到根據(jù)第二檢測電路14a2的檢測結(jié)果將交流電供應(yīng)至輸出電路20的交流電供應(yīng)電路14b2的作用。

第一補償電路514a包括nmostn8a和nmostn8b，nmostn8a的漏極和源極分別并聯(lián)連接至nmostn1的漏極和源極，nmostn8b的漏極和源極分別并聯(lián)連接至nmostn2的漏極和源極。即，nmostn8a的漏極連接在反相輸出線l1上的第三差動對21與第四差動對22之間，并且nmostn8b的漏極連接在正相輸出線l2上的第三差動對21與第四差動對22之間。

第二補償電路514b包括pmostp8a和pmostp8b，pmostp8a的漏極和源極分別并聯(lián)連接至pmostp1的漏極和源極，pmostp8b的漏極和源極分別并聯(lián)連接至pmostp2的漏極和源極。即，pmostp8a的漏極連接在反相輸出線l1上的第五差動對23與第六差動對24之間，并且pmostp8b的漏極連接在正相輸出線l2上的第五差動對23與第六差動對24之間。

偏壓nbias3被施加到nmostn8a和tn8b的柵極，并且偏壓pbias3被施加到pmostp8a和tp8b的柵極。當nmostn8a和tn8b在飽和狀態(tài)下運行時，偏壓nbias3被設(shè)置為使具有電流值i的電流在nmostn8a和tn8b中的每一個中流動的電平。因此，當?shù)谝徊顒訉?1a斷開時，具有電流值i的電流在nmostn8a和tn8b中的每一個中流動。類似地，當pmostp8a和tp8b在飽和狀態(tài)下運行時，偏壓pbias3被設(shè)置為使具有電流值i的電流在pmostp8a和tp8b中的每一個中流動的電平。因此，當?shù)诙顒訉?2a斷開時，具有電流值i的電流在pmostp8a和tp8b中的每一個中流動。

偏壓nbias3可等于包括在電流源11b中的nmostn7的偏壓nbias，并且已經(jīng)單獨產(chǎn)生的電壓可用作偏壓nbias3。另外，偏壓pbias3可等于包括在電流源12b中的pmostp7的偏壓pbias，并且已經(jīng)單獨產(chǎn)生的電壓可用作偏壓pbias3。當偏壓nbias共同使用時，nmostn8a和tn8b以及pmostp8a和tp8b的晶體管大小增加至足以減少導通電阻。

以此方式，利用根據(jù)本實施方式的差動放大器500，補償電路14可以通過使用少量晶體管元件實現(xiàn)。

(f)第六實施方式：

接下來，描述包括根據(jù)實施方式的差動放大器中的任一個的接收器的示例性配置。圖8是描述根據(jù)本實施方式的發(fā)送和接收系統(tǒng)600的示圖。

發(fā)送和接收系統(tǒng)600包括經(jīng)由差動連接線c相互連接的發(fā)送器610和接收器620。發(fā)送器610形成為符合預(yù)定的電力電壓規(guī)格，并且從輸出端611輸出的輸出信號在預(yù)定的電力電壓范圍內(nèi)。類似地，接收器620形成為符合預(yù)定的電力電壓規(guī)格，并且接收器620可以適當?shù)亟邮赵陬A(yù)定的電力電壓范圍內(nèi)產(chǎn)生的從輸入端621輸入的輸入信號。

接收器620包括差動放大器622、跨導運算放大器(ota)623和數(shù)字信號處理器624。差動放大器622將從輸入端621輸入的具有小振幅的差動信號放大至cmos電平(電源至接地電平)。ota623具有用于穩(wěn)定通過差動放大器622放大并輸出的輸入信號的緩沖作用。數(shù)字信號處理器624用作用于通過使用輸入信號執(zhí)行各種信號處理的信號處理塊。

差動放大器622是由根據(jù)實施方式的差動放大器中的任一個形成。差動放大器622具有寬動態(tài)范圍并且可以高速運行。即，寬電力電壓范圍中的輸入信號可以輸入至接收器620。因此，從多個類dc接口標準發(fā)送器610輸出的輸出信號可以通過同一接收器620接收，并且可以實現(xiàn)具有多用途接收功能的接收器620。

應(yīng)注意，在上述實施方式中，已經(jīng)描述了作為補償電路14的配置的實例，其檢測包括nmos的第一放大級11和包括pmos的第二放大級12這兩者的運行狀態(tài)并且將交流電供應(yīng)至第一放大級11和第二放大級12這兩者。然而，很明顯在所有其他實施方式中可以采用用于檢測如第一實施方式中的圖2和圖3所示的包括nmos的第一放大級11和包括pmos的第二放大級12中的一個的運行狀態(tài)并且將交流電供應(yīng)至第一放大級11和第二放大級12中的一個的配置。

另外，在上述實施方式中，通過將偏壓施加到每個晶體管元件的柵極而流動的電流的電流值不必局限于值2i和i。優(yōu)選的是，使用通過接收電流的供應(yīng)而運行的晶體管元件可以在飽和區(qū)域中運行的電平的電流，并且可以不同地改變施加到每個晶體管元件的柵極的偏壓的值。

另外，被技術(shù)不局限于上述實施方式并且包括其中在實施方式中公開的組件未相互替換或者組件的組合被改變的配置以及其中在相關(guān)技術(shù)和實施方式中公開的組件相互替換或者組件的組合被改變的配置。另外，本技術(shù)的技術(shù)范圍不局限于該實施方式并且包括權(quán)利要求和等效物中描述的問題。

應(yīng)注意，本技術(shù)可以具有以下配置。

(1)一種差動放大器，包括：

差動放大電路；以及

輸出電路，被配置為放大并輸出來自差動放大電路的差動輸出，其中

差動放大電路包括：第一導電型第一差動對，將根據(jù)正相輸入信號和反相輸入信號的輸出電流供應(yīng)至輸出電路；第二導電型第二差動對，將根據(jù)正相輸入信號和反相輸入信號的輸出電流供應(yīng)至輸出電路；檢測器，檢測差動對的運行狀態(tài)；以及交流電供應(yīng)單元，將用于已經(jīng)斷開的差動對的輸出電流的交流電供應(yīng)至輸出電路。

(2)根據(jù)項(1)所述的差動放大器，其中

包括在輸出電路中的負載晶體管被替換為電阻元件。

(3)根據(jù)項(1)或者(2)所述的差動放大器，其中

具有反饋電阻器的逆變電路在輸出電路的后級串聯(lián)連接。

(4)根據(jù)項(1)至(3)中任一項所述的差動放大器，其中

包括在差動對中的晶體管元件的源極經(jīng)由包含晶體管元件的電流源連接至第一電源端，檢測器包括具有與包括在待檢測的差動對中的晶體管元件相同的導電類型的晶體管元件，檢測器的晶體管元件在晶體管元件的源極指向待檢測的差動對的源極和電流源之間的節(jié)點的狀態(tài)下，連接在該節(jié)點與第二電源端之間，并且交流電供應(yīng)單元將通過使用電流鏡電路復(fù)制在檢測器的晶體管元件中流動的電流而獲得的電流供應(yīng)至輸出電路作為交流電。

(5)根據(jù)項(1)至(3)中的任一項所述的差動放大器，其中

檢測器和交流電供應(yīng)單元包括并聯(lián)連接至包含在差動對中的相應(yīng)晶體管元件的晶體管元件，以及

晶體管元件是具有與包括在待檢測的差動對中的晶體管元件相同的導電類型的晶體管元件，并且偏壓被施加至晶體管元件的柵極。

(6)一種通過差動放大器放大輸入信號的接收器，所述差動放大器包括差動放大電路和用于放大并輸出來自差動放大電路的差動輸出的輸出電路，其中

差動放大電路包括：第一導電型第一差動對，將根據(jù)正相輸入信號和反相輸入信號的輸出電流供應(yīng)至輸出電路；第二導電型第二差動對，將根據(jù)正相輸入信號和反相輸入信號的輸出電流供應(yīng)至輸出電路；檢測器，檢測差動對的運行狀態(tài)；以及交流電供應(yīng)單元，將用于已經(jīng)斷開的差動對的輸出電流的交流電供應(yīng)至輸出電路。

(7)一種電路，包括：

差動放大電路；以及

輸出電路，被配置為放大并輸出來自差動放大電路的差動輸出，其中

差動放大電路包括：第一導電型第一差動對，將根據(jù)正相輸入信號和反相輸入信號的輸出電流供應(yīng)至輸出電路；第二導電型第二差動對，將根據(jù)正相輸入信號和反相輸入信號的輸出電流供應(yīng)至輸出電路；檢測器，檢測差動對的運行狀態(tài)；以及交流電供應(yīng)單元，將用于已經(jīng)斷開的差動對的輸出電流的交流電供應(yīng)至輸出電路。

符號說明

10差動放大電路11第一放大級11a第一差動對11b電流源

12第二放大級12a第二差動對12b電流源13輸出級

14補償電路14a檢測電路14b交流電供應(yīng)電路

14a1第一檢測電路14a2第二檢測電路14b1第一電流鏡電路

14b2第二電流鏡電路20輸出電路21第三差動對

22第四差動對23第五差動對24第六差動對

100至500差動放大器514a第一補償電路

514b第二補償電路600發(fā)送和接收系統(tǒng)

610發(fā)送器611輸出端620接收器621輸入端

622差動放大器623ota624數(shù)字信號處理器

isn1電流源isn2電流源isp1電流源isp2電流源

inv1逆變電路inv2逆變電路r5電阻器r6電阻器

rn5電阻器rn6電阻器rp5電阻器rp6電阻器。