本實(shí)用新型涉及集成電路領(lǐng)域，特別是涉及一種用于低電源電壓的高速放大電路。

背景技術(shù)：

高速放大電路是通信和高速模擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中不可或缺的電路模組，在高速放大電路中，電路中的器件的特征頻率限制了電路的帶寬上限，且高速信號(hào)路徑節(jié)點(diǎn)處的寄生電容會(huì)影響電路的帶寬，因此，如何通過(guò)優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)來(lái)減小高速信號(hào)路徑節(jié)點(diǎn)處的寄生電容，成為高速放大電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。

在現(xiàn)有的高速放大電路中，為了保證直流偏置電路的正常工作，往往在第一級(jí)放大電路中采用將場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行二極管的接法，但是，場(chǎng)效應(yīng)管在二極管接法的節(jié)點(diǎn)處的寄生電容較大，此時(shí)，如果采用增加電流來(lái)增加場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)，從而減小寄生電容的影響的方法，會(huì)導(dǎo)致過(guò)驅(qū)電壓的增加，因此不能用于低電源的電壓下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于低電源電壓的高速放大電路，采用偏置電路與信號(hào)路徑獨(dú)立的方式，減小高速信號(hào)路徑節(jié)點(diǎn)處的寄生電容，采用電阻作為負(fù)載，使得高速放大電路的帶寬逼近工藝極限，同時(shí)采用自偏置方式，使得整個(gè)電路的電流均由電流自身產(chǎn)生，而無(wú)需額外的偏置電流產(chǎn)生電路。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種高速放大電路，包括偏置子電路、與所述偏置子電路相連的第一級(jí)放大子電路以及與所述第一級(jí)放大子電路相連的第二級(jí)放大子電路，所述偏置子電路控制所述高速放大電路中的場(chǎng)效應(yīng)管工作在飽和區(qū)域，所述偏置子電路包括用于保證環(huán)路工作穩(wěn)定性的反饋模塊及與所述反饋模塊相連的用于產(chǎn)生直流電壓的直流電壓產(chǎn)生模塊，所述第一級(jí)放大子電路接收輸入的差分信號(hào)并進(jìn)行放大后傳送至所述第二級(jí)放大子電路，所述第二級(jí)放大子電路對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大后輸出。

所述反饋模塊包括放大器及與所述放大器相連的電容，所述直流電壓產(chǎn)生模塊包括第一場(chǎng)效應(yīng)管、與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管相連的第二場(chǎng)效應(yīng)管、與所述第二場(chǎng)效應(yīng)管相連的第一電阻、與所述第二場(chǎng)效應(yīng)管及所述第一電阻相連的第三場(chǎng)效應(yīng)管及與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管及所述第三場(chǎng)效應(yīng)管相連的第二電阻。

所述第一級(jí)放大子電路包括第四場(chǎng)效應(yīng)管、與所述第四場(chǎng)效應(yīng)管相連的第五場(chǎng)效應(yīng)管、與所述第五場(chǎng)效應(yīng)管相連的第三電阻、第六場(chǎng)效應(yīng)管、與所述第六場(chǎng)效應(yīng)管相連的第七場(chǎng)效應(yīng)管及與所述第七場(chǎng)效應(yīng)管相連的第四電阻；所述第二級(jí)放大子電路包括第五電阻、第六電阻、與所述第五電阻相連的第八場(chǎng)效應(yīng)管及與所述第六電阻相連的第九場(chǎng)效應(yīng)管。

所述反饋模塊中的放大器的輸入端與所述第二電阻的一端及所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連，所述放大器的輸出端與所述電容的一端共同連接所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的柵極及所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，所述電容的另一端接地。

所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的源級(jí)相連，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接共模電壓輸入端，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第一電阻的一端及所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極相連。

所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的源級(jí)、所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的漏極及所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的源級(jí)相連，所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第三電阻的一端及所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的柵極相連，所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第四電阻的一端及所述第九場(chǎng)效應(yīng)管的柵極相連，所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的柵極及所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的柵極分別連接差分信號(hào)輸入端。

所述第五電阻的一端與所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的漏極及輸出端相連，所述第六電阻的一端與所述第九場(chǎng)效應(yīng)管的漏極及另一輸出端相連。

所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的源級(jí)、所述第二電阻的另一端、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的源級(jí)、所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的源級(jí)、所述第五電阻的另一端及所述第六電阻的另一端共同連接電源端，所述第一電阻的另一端、所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的源級(jí)、所述第三電阻的另一端、所述第四電阻的另一端、所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的源級(jí)及所述第九場(chǎng)效應(yīng)管的源級(jí)共同連接地端。

所述第一場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二場(chǎng)效應(yīng)管、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管、所述第五場(chǎng)效應(yīng)管、所述第六場(chǎng)效應(yīng)管及所述第七場(chǎng)效應(yīng)管為P型場(chǎng)效應(yīng)管，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管、所述第八場(chǎng)效應(yīng)管及所述第九場(chǎng)效應(yīng)管為N型場(chǎng)效應(yīng)管。

本實(shí)用新型的有益效果是：采用偏置電路與信號(hào)路徑獨(dú)立的方式，減小了高速信號(hào)路徑節(jié)點(diǎn)處的寄生電容，采用電阻作為負(fù)載，使得高速放大電路的帶寬逼近工藝極限，同時(shí)采用自偏置方式，使得整個(gè)電路的電流均由電流自身產(chǎn)生，而無(wú)需額外的偏置電流產(chǎn)生電路。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型高速放大電路的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實(shí)用新型高速放大電路的具體電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，本實(shí)用新型高速放大電路包括偏置子電路、與偏置子電路相連的第一級(jí)放大子電路以及與第一級(jí)放大子電路相連的第二級(jí)放大子電路，其中，偏置子電路包括用于保證環(huán)路工作穩(wěn)定性的反饋模塊及與反饋模塊相連的用于產(chǎn)生直流電壓的直流電壓產(chǎn)生模塊，偏置子電路用于控制高速放大電路中的場(chǎng)效應(yīng)管工作在飽和區(qū)域，第一級(jí)放大子電路用于接收輸入的差分信號(hào)并進(jìn)行放大后傳送至第二級(jí)放大子電路，第二級(jí)放大子電路對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大后輸出。

請(qǐng)同時(shí)參閱圖2，圖2為本實(shí)用新型高速放大電路的具體電路結(jié)構(gòu)圖。在本實(shí)用新型中，反饋模塊包括放大器A1及與放大器A1相連的電容C1，直流電壓產(chǎn)生模塊包括第一場(chǎng)效應(yīng)管M1、與第一場(chǎng)效應(yīng)管M1相連的第二場(chǎng)效應(yīng)管M2、與第二場(chǎng)效應(yīng)管M2相連的第一電阻R1、與第二場(chǎng)效應(yīng)管M2及第一電阻R1相連的第三場(chǎng)效應(yīng)管M3及與第一場(chǎng)效應(yīng)管M1及第三場(chǎng)效應(yīng)管M3相連的第二電阻R2；第一級(jí)放大子電路包括第四場(chǎng)效應(yīng)管M4、與第四場(chǎng)效應(yīng)管M4相連的第五場(chǎng)效應(yīng)管M5、與第五場(chǎng)效應(yīng)管M5相連的第三電阻R3、第六場(chǎng)效應(yīng)管M6、與第六場(chǎng)效應(yīng)管M6相連的第七場(chǎng)效應(yīng)管M7及與第七場(chǎng)效應(yīng)管M7相連的第四電阻R4；第二級(jí)放大子電路包括第五電阻R5、第六電阻R6、與第五電阻R5相連的第八場(chǎng)效應(yīng)管M8及與第六電阻R6相連的第九場(chǎng)效應(yīng)管M9。

本實(shí)用新型高速放大電路的具體電路連接關(guān)系如下：反饋模塊中的放大器A1的輸入端與第二電阻R2的一端及第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的漏極相連，放大器A1的輸出端與電容C1的一端共同連接第一場(chǎng)效應(yīng)管M1的柵極、第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的柵極及第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的柵極，電容C1的另一端接地。第一場(chǎng)效應(yīng)管M1的漏極與第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的源級(jí)相連，第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的柵極連接共模電壓輸入端Vcom，第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的漏極與第一電阻R1的一端及第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的柵極相連。第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的漏極與第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的源級(jí)、第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的漏極及第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的源級(jí)相連，第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的漏極與第三電阻R3的一端及第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的柵極相連，第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的漏極與第四電阻R4的一端及第九場(chǎng)效應(yīng)管M9的柵極相連，第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的柵極及第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的柵極分別連接兩個(gè)差分信號(hào)輸入端Vip、Vin。第五電阻R5的一端與第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的漏極及輸出端Vop相連，第六電阻R6的一端與第九場(chǎng)效應(yīng)管M9的漏極及另一輸出端Von相連。第一場(chǎng)效應(yīng)管M1的源級(jí)、第二電阻R2的另一端、第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的源級(jí)、第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的源級(jí)、第五電阻R5的另一端及第六電阻R6的另一端共同連接電源端VDD，第一電阻R1的另一端、第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的源級(jí)、第三電阻R3的另一端、第四電阻R4的另一端、第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的源級(jí)及第九場(chǎng)效應(yīng)管M9的源級(jí)共同連接地端VSS。

其中，在本實(shí)施例中，第一場(chǎng)效應(yīng)管M1、第二場(chǎng)效應(yīng)管M2、第四場(chǎng)效應(yīng)管M4、第五場(chǎng)效應(yīng)管M5、第六場(chǎng)效應(yīng)管M6及第七場(chǎng)效應(yīng)管M7為P型場(chǎng)效應(yīng)管，第三場(chǎng)效應(yīng)管M3、第八場(chǎng)效應(yīng)管M8及第九場(chǎng)效應(yīng)管M9為N型場(chǎng)效應(yīng)管，在其他實(shí)施例中，上述場(chǎng)效應(yīng)管可以為其他結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)相同功能的元器件，并不限于此。

本實(shí)用新型高速放大電路的工作原理如下：

差分信號(hào)輸入端Vip、Vin分別輸入信號(hào)至第一級(jí)放大子電路中的第五場(chǎng)效應(yīng)管M5及第六場(chǎng)效應(yīng)管M6，偏置子電路產(chǎn)生整個(gè)高速放大電路所需的電流，并使得每一條信號(hào)路徑上流過(guò)的電流成比例關(guān)系，保證了高速放大電路中的場(chǎng)效應(yīng)管均工作于正常飽和區(qū)域。輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)第一級(jí)放大子電路與第二級(jí)放大子電路進(jìn)行放大后由輸出端Vop、Von輸出。通過(guò)采用第三電阻R3與第四電阻R4作為高速放大電路的負(fù)載，減小了寄生電容，且提高了高速放大電路的帶寬。

本實(shí)用新型高速放大電路采用了偏置子電路與信號(hào)路徑獨(dú)立的方式，減小了高速信號(hào)路徑節(jié)點(diǎn)處的寄生電容，并采用電阻作為負(fù)載，使得高速放大電路的帶寬逼近工藝極限，同時(shí)采用自偏置方式，使得整個(gè)電路的電流均由電流自身產(chǎn)生，而無(wú)需額外的偏置電流產(chǎn)生電路。

綜上所述，本實(shí)用新型高速放大電路減小了寄生電容，提高了帶寬，且由于采用了自偏置方式，所需電流均可自身產(chǎn)生，無(wú)需額外的偏置電流產(chǎn)生電路。