專利名稱：可切換工作模式的放大器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，特別是涉及適用于數(shù)字電子電路系統(tǒng)，例如微控制器等集成電路中的放大器和振蕩器電路。
背景技術(shù)：
數(shù)字電子系統(tǒng)中，例如被稱為微控制器單元(MCUs)或單片式微型電子計(jì)算機(jī)的微控制器，使用一種片內(nèi)放大器電路來產(chǎn)生內(nèi)時(shí)鐘信號。圖1是現(xiàn)有放大器電路100的電路原理圖。所述放大器電路100包括放大器1，所述放大器1包括P溝道增強(qiáng)型金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(下面稱為PMOS晶體管)TRl和η溝道增強(qiáng)型金屬_氧化物_半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(下面稱為NMOS晶體管)TR2。所述放大器電路100還包括ρ溝道耗盡型金屬_氧化物_半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管TR3和η溝道耗盡型金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管TR4。晶體管TR1、TR2共漏共基的串聯(lián)，晶體管TR3串聯(lián)在晶體管TRl和電源VDD之間，晶體管TR4串聯(lián)在晶體管TR2和地之間，在圖中電源兩端用字母VDD和地符號來表示， VDD相對地為正，TR3的柵級偏置電壓為VBP，TR4的柵級偏置電壓為VBN。晶體管TR3及 TR4都是正常導(dǎo)通型的。晶體管TR3的柵極電位為高時(shí)，晶體管TR3導(dǎo)通，但其導(dǎo)通電阻比較高。當(dāng)晶體管TR3的柵極電位為低電位時(shí)，晶體管TR3具有比較低的電阻導(dǎo)通。當(dāng)晶體管TR4的柵極電位為低電位時(shí)，它具有比較高的電阻導(dǎo)通，而當(dāng)晶體管TR4的柵極電位為高時(shí)，其具有比較低的電阻導(dǎo)通。所述放大器1的輸入端2連接到晶體管TRl和TR2的柵極端、反饋電阻Rl的一端以及第一外引線INO ；所述放大器1的輸出端3連接到晶體管TRl和TR2的漏極端、反饋電阻Rl的另一端以及第二外引線IN1，另外所述輸出端3還連接到另一反相器INVl的輸入端。所述反相器INVl的輸出是送到例如微控制器的中央處理單元(CPU，未示出)作為時(shí)鐘信號，這樣所述放大器電路100就用在了所述微控制器上。所述放大器電路100可以工作在兩種模式下。在工作在第一模式時(shí)，第一外引線 INO和第二外引線mi連接到外諧振器電路(如晶體諧振器)，所述晶體諧振器決定著所述放大器1的振蕩頻率。在工作在第二模式時(shí)，除了晶體諧振器連接到第一外引線INO和第二外引線IN1，一選頻電路也被連接到放大器1的第一外引線INO和第二外引線mi之間，從而改變放大器1的頻率響應(yīng)能力。為了激勵應(yīng)用在第一模式中的晶體諧振器，所述放大器電路100的放大器1要有一定的頻率輸出能力。所述放大器1有一定頻率輸出能力的基本意思是，對應(yīng)晶體諧振器的工作頻率，放大器1的頻率響應(yīng)應(yīng)該對工作頻率的時(shí)鐘信號有放大作用，對非工作頻率的頻率段有一定抑制作用。在應(yīng)用第二模式時(shí)，所述放大器1的高頻率的響應(yīng)能力希望被增強(qiáng)。這樣，一般是再并接上一選頻率電路，如一個(gè)電阻串聯(lián)一個(gè)電容組成的電路支路。然而，不管選頻率電路如何連接，放大器電路的頻率響應(yīng)不能同時(shí)適應(yīng)兩種模式的頻率響應(yīng)。因此，有必要提出改進(jìn)的方案來克服上述問題，以提高電路使用上的靈活性，從而也提高集成電路產(chǎn)品生產(chǎn)的效率。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種放大器電路，以提高兩種模式電路使用上的切換上的方便性。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供一種放大器電路，其包括具有輸入端和輸出端的放大器，所述放大器電路還包括串聯(lián)在所述放大器的輸入端和輸出端之間的選頻電路和開關(guān)電路，所述放大器電路具有第一工作模式和第二工作模式，在第一工作模式時(shí)，控制所述開關(guān)電路截止使得所述放大器的輸入端不通過所述選頻電路連接至所述放大器的輸出端，在第二工作模式時(shí)，控制所述開關(guān)電路導(dǎo)通使得所述放大器的輸入端通過所述選頻電路連接至所述放大器的輸出端。進(jìn)一步的，所述開關(guān)電路包括有一控制其導(dǎo)通和截止的控制端，所述控制端接收
一控制信號。更進(jìn)一步的，所述開關(guān)電路為一個(gè)ρ溝道場效應(yīng)晶體管和一個(gè)η溝道場效應(yīng)晶體管組成的傳輸門，所述控制信號直接連接到所述P溝道場效應(yīng)晶體管的柵極，所述控制信號經(jīng)過反相器連接到所述η溝道場效應(yīng)晶體管的柵極。進(jìn)一步的，所述選頻電路包括串聯(lián)的電阻和電容。進(jìn)一步的，所述放大器包括共漏共基連接的第一 ρ溝道場效應(yīng)晶體管和第一 η溝道場效應(yīng)晶體管，其中兩個(gè)晶體管的柵極為所述放大器的輸入端，兩個(gè)晶體管的漏極為所述放大器的輸出端。更進(jìn)一步的，所述放大器的輸入端的信號經(jīng)由一對反相器產(chǎn)生的所述放大器電路的輸出信號。更進(jìn)一步的，所述放大器電路還包括有與第一 P溝道場效應(yīng)晶體管并聯(lián)的第二 P 溝道場效應(yīng)晶體管和與第一 η溝道場效應(yīng)晶體管串聯(lián)的第二 η溝道場效應(yīng)晶體管，第二 P 溝道場效應(yīng)晶體管的柵極和第二 η溝道場效應(yīng)晶體管的柵極共同接收一使能信號。更進(jìn)一步的，所述放大器電路還包括有與第一 ρ溝道場效應(yīng)晶體管串聯(lián)的第二 ρ 溝道場效應(yīng)晶體管和與第一 η溝道場效應(yīng)晶體管并聯(lián)的第二 η溝道場效應(yīng)晶體管，第二 P 溝道場效應(yīng)晶體管的柵極和第二 η溝道場效應(yīng)晶體管的柵極共同接收一使能信號。更進(jìn)一步的，外諧振器電路被連接到所述放大器的輸入端和輸出端。更進(jìn)一步的，所述放大器的輸入端之間連接有一個(gè)反饋電阻。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的放大器電路在第二模式時(shí)在放大器的輸入端和輸出端連接一個(gè)選頻電路，從而改變了所述放大器電路的率頻帶響應(yīng)，從而增加了放大器電路在兩種工作模式下的使用方便性；

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。其中圖1是現(xiàn)有放大器電路的電路原理圖；圖2是本發(fā)明中的放大器電路在第一實(shí)施例中的電路原理圖；和
圖3是本發(fā)明中的放大器電路在第二實(shí)施例中的電路原理圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖2是本發(fā)明中的放大器電路在第一實(shí)施例200中的原理圖。所述放大器電路200 包括有放大器11。所述放大器11相似于現(xiàn)有技術(shù)中的放大器1，其包括PMOS晶體管TR23 和NMOS晶體管TR24。所述放大器電路200也包括有PMOS晶體管TR5和NMOS晶體管TR6。 晶體管TR23、TR24共漏共基的串聯(lián)，晶體管TR5串聯(lián)在晶體管TR23和電源VDD之間，晶體管TR6串聯(lián)在晶體管TR24和地之間，其中VDD和地符號分別表示電源的兩端，VDD相對地為正，TR5的柵級偏置電壓為VBP，TR6的柵級偏置電壓為VBN。晶體管TR5及TR6都是正常導(dǎo)通型的。當(dāng)晶體管TR5的柵極電位為高時(shí)，晶體管TR5導(dǎo)通，但其導(dǎo)通電阻比較高。當(dāng)晶體管TR5的柵極電位為低電位時(shí)，晶體管TR5具有比較低的電阻導(dǎo)通。當(dāng)晶體管TR6的柵極電位為低電位時(shí)，它具有比較高的電阻導(dǎo)通，而當(dāng)晶體管TR6的柵極電位為高時(shí)，其具有比較低的電阻導(dǎo)通。晶體管TR23和TR24的柵極為所述放大器11的輸入端12，其連接到第一外引線 ΙΝ0。晶體管TR23和TR24的漏極為所述放大器11的輸出端13，其連接到第二外引線IN1。 所述輸出端13還連接到與圖1的反相器INVI相似的另一反相器INV2。相似于現(xiàn)有技術(shù)中的反饋電阻R1，反饋電阻R21連接在第一外引線INO和第二外引線mi之間。所述放大器電路200還包括有串聯(lián)在第一外引線INO和第二外引線mi之間的選頻電路和開關(guān)電路。在這個(gè)實(shí)施例中，所述選頻電路為串聯(lián)的電阻R2和電容C2，所述開關(guān)電路為一個(gè)傳輸門14，其中所述電阻R2的一端接第一外引線ΙΝ0，電容C2的一端接所述傳輸門14的一個(gè)連接端，所述傳輸門14的另一個(gè)連接端接第二外引線IN1。所述傳輸門14 由PMOS晶體管TR7和NMOS晶體管TR8并聯(lián)組成，當(dāng)晶體管TR7的柵電位為低電位和晶體管TR8的柵電位為高時(shí)，這兩個(gè)晶體管都導(dǎo)通，當(dāng)晶體管TR7的柵電位為高，而晶體管TR8 的柵電位為低電位時(shí)，這兩晶體管都關(guān)斷?？刂菩盘?CONT)直接連接到晶體管TR7的柵極，此控制信號(CONT)經(jīng)一個(gè)反相器INV3反相后被送到晶體管TR8的柵極。當(dāng)在微控制器中采用所述放大器電路200時(shí)，可以通過使所述微控制器的軟件置 “1”或清除標(biāo)志位來產(chǎn)生控制信號(CONT)。在此實(shí)施例中，所述放大器電路200可以工作在第一模式和第二模式下。工作在第一模式時(shí)，外晶體諧振器(未示出)被連接到第一外引線INO和第二外引線IN1，設(shè)置所述標(biāo)志位以便使控制信號CONT為高，此時(shí)傳輸門14截止，將所述選頻電路從第一外引線INO和第二外引線mi之間去除。在這模式下，第一實(shí)施例以與圖1的現(xiàn)有放大器電路基本上相同的方式運(yùn)行。工作在第二模式時(shí)，外晶體諧振器被連接到第一外引線INO和第二外引線IN1，清除所述標(biāo)志位以便使控制信號CONT為低，此時(shí)傳輸門14導(dǎo)通，從而將所述選頻電路連接在第一外引線INO和第二外引線mi之間，從而改變放大器11的頻率響應(yīng)能力。圖3是本發(fā)明中的放大器電路在第二實(shí)施例300中的電路原理圖。所述放大器電路300包括相似于第一實(shí)施例中的放大器11的放大器21，其包括PMOS晶體管TRlO和NMOS晶體管TR11，它們的柵極22連接到第一外引線ΙΝ0，而它們的漏極23連接到第二外引線IN1。所述放大器電路300的輸出是從放大器21的輸入端22的信號經(jīng)由另一對反相器 INV4和INV5產(chǎn)生的。相似于現(xiàn)有技術(shù)中的反饋電阻R1，反饋電阻R31連接在第一外引線 INO和第二外引線INl之間。所述放大器電路300還包括有使能電路，其包括PMOS晶體管TR12和NMOS晶體管TR13。晶體管TR12和TRlO并聯(lián)連接，并位于VDD和放大器21的輸出端23之間。晶體管TR13和TRll串聯(lián)連接，并位于放大器21的輸出端23和地之間。使能信號EN連接至晶體管TR12和TR13的柵極。在使能信號為低時(shí)，所述晶體管TR12導(dǎo)通，所述晶體管TR13截止，所述放大器21的輸出端23被鎖定為高電平，所述放大器21處于非使能狀態(tài)。在使能信號為高時(shí)，所述晶體管TR12截止，所述晶體管TR13導(dǎo)通，所述放大器21的輸出端23與圖1中的放大器1一樣處于使能狀態(tài)。所述放大器電路300還包括有相似于第一實(shí)施例中的串聯(lián)在第一外引線INO和第二外引線mi之間的選頻電路和開關(guān)電路。在這個(gè)實(shí)施例中，所述選頻電路為串聯(lián)的電阻 R2和電容C2，所述開關(guān)電路為與第一實(shí)施例中的傳輸門14相似的傳輸門M。所述傳輸門 24由PMOS晶體管TR15和NMOS晶體管TR14并聯(lián)組成，當(dāng)晶體管TR15的柵電位為低電位和晶體管TR14的柵電位為高時(shí)，這兩個(gè)晶體管都導(dǎo)通，當(dāng)晶體管TR15的柵電位為高，而晶體管TR14的柵電位為低電位時(shí)，這兩晶體管都關(guān)斷。所述放大器電路300電路的兩種模式的切換由控制信號(CONT)控制，此控制信號被送到晶體管TR15的柵極和反相器1NV6。由反相器INV6輸出的反相后的控制信號被送到晶體管TR14的柵極。在第一工作模式中，使能信號(EN)為高，晶體管TR12被關(guān)斷，而晶體管TR13被導(dǎo)通，外晶體諧振器連接到第一外引線INO和第二外引線IN1，控制信號(CONT)為高，晶體管 TR14和TR15被關(guān)斷，將所述選頻電路從第一外引線INO和第二外引線1附之間去除。在這一工作模式中，與圖1的現(xiàn)有放大器電路基本上相同的方式運(yùn)行。在第二工作模式中，使能信號(EN)為高，晶體管TR12被關(guān)斷，而晶體管TR13被導(dǎo)通，外晶體諧振器連接到第一外引線INO和第二外引線IN1?？刂菩盘朇ONT為低，晶體管 TR14和TR15被導(dǎo)通。將電路電阻R2和電容C2之路引入所述放大器電路。在這一工作模式中，改變了放大器21的頻率響應(yīng)能力。上述的實(shí)施例可以用許多方式來改變。例如，控制信號(CONT)和控制信號(EN)可以在另一個(gè)外引線通過輸入而產(chǎn)生，而不是由標(biāo)志位來產(chǎn)生?？刂菩盘柕臉O性可以倒過來。 第一實(shí)施例的輸出信號可以像第二實(shí)施例那樣，從放大器11的輸入端12產(chǎn)生。在兩個(gè)實(shí)施例中，所述開關(guān)電路可以不是傳輸門，而且其他形式的開關(guān)，比如開關(guān)晶體管或MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)開關(guān)，繼電器等，所述選頻電路也可以是其它形式的電路， 比如電感和電容串聯(lián)或并聯(lián)組成的選頻電路，電阻和電容并聯(lián)組成的選頻電路等。在第二實(shí)施例中，使能信號EN為非使能時(shí)，放大器21的輸出端23可以保持在低電平而不是高電平，辦法是將晶體管TR12與晶體管TRlO串聯(lián)連接，將晶體管TR13與晶體管TRll并聯(lián)連接， 并且給晶體管TR12和TR13的柵極提供非反相控制信號。本文中的“連接”的含義包括直接連接、間接連接或其他顯而易見的連接方式。上述說明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
所做的任何改動均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍。 相應(yīng)地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述具體實(shí)施方式
。
權(quán)利要求
1.一種放大器電路，其包括具有輸入端和輸出端的放大器，其特征在于，所述放大器電路還包括串聯(lián)在所述放大器的輸入端和輸出端之間的選頻電路和開關(guān)電路， 所述放大器電路具有第一工作模式和第二工作模式，在第一工作模式時(shí)，控制所述開關(guān)電路截止使得所述放大器的輸入端不通過所述選頻電路連接至所述放大器的輸出端，在第二工作模式時(shí)，控制所述開關(guān)電路導(dǎo)通使得所述放大器的輸入端通過所述選頻電路連接至所述放大器的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放大器電路，其特征在于所述開關(guān)電路包括有一控制其導(dǎo)通和截止的控制端，所述控制端接收一控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放大器電路，其特征在于所述開關(guān)電路為一個(gè)ρ溝道場效應(yīng)晶體管和一個(gè)η溝道場效應(yīng)晶體管組成的傳輸門，所述控制信號直接連接到所述P溝道場效應(yīng)晶體管的柵極，所述控制信號經(jīng)過反相器連接到所述η溝道場效應(yīng)晶體管的柵極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放大器電路，其特征在于所述選頻電路包括串聯(lián)的電阻和電容。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的放大器電路，其特征在于所述放大器包括共漏共基連接的第一 P溝道場效應(yīng)晶體管和第一 η溝道場效應(yīng)晶體管，其中兩個(gè)晶體管的柵極為所述放大器的輸入端，兩個(gè)晶體管的漏極為所述放大器的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的放大器電路，其特征在于所述放大器的輸入端的信號經(jīng)由一對反相器產(chǎn)生的所述放大器電路的輸出信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的放大器電路，其特征在于所述放大器電路還包括有與第一 P溝道場效應(yīng)晶體管并聯(lián)的第二 P溝道場效應(yīng)晶體管和與第一 η溝道場效應(yīng)晶體管串聯(lián)的第二 η溝道場效應(yīng)晶體管，第二 P溝道場效應(yīng)晶體管的柵極和第二η溝道場效應(yīng)晶體管的柵極共同接收一使能信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的放大器電路，其特征在于所述放大器電路還包括有與第一 P溝道場效應(yīng)晶體管串聯(lián)的第二 P溝道場效應(yīng)晶體管和與第一 η溝道場效應(yīng)晶體管并聯(lián)的第二 η溝道場效應(yīng)晶體管，第二P溝道場效應(yīng)晶體管的柵極和第二η溝道場效應(yīng)晶體管的柵極共同接收一使能信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的放大器電路，其特征在于外諧振器電路被連接到所述放大器的輸入端和輸出端。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的放大器電路，其特征在于所述放大器的輸入端之間連接有一個(gè)反饋電阻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種放大器電路，其包括具有輸入端和輸出端的放大器，外諧振器電路被連接到所述放大器的輸入端和輸出端。所述放大器電路還包括串聯(lián)在所述放大器的輸入端和輸出端之間的選頻電路和開關(guān)電路。所述放大器電路具有第一工作模式和第二工作模式。在第一工作模式時(shí)，控制所述開關(guān)電路截止使得所述放大器的輸入端不通過所述選頻電路連接至所述放大器的輸出端。在第二工作模式時(shí)，控制所述開關(guān)電路導(dǎo)通使得所述放大器的輸入端通過所述選頻電路連接至所述放大器的輸出端，這樣，可以改變第二工作模式時(shí)的頻率響應(yīng)能力。同時(shí)，也可以方便兩種工作模式的切換。
文檔編號H03G3/00GK102332880SQ20111020850
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者汪平, 阮勝峰 申請人:無錫金奇微電子有限公司