发明名称 一种可降低运算放大器功耗的开关电容偏置电路
摘要 一种可降低运算放大器功耗的开关电容偏置电路,包括P型电流源管偏置单元SCP和N型电流源管偏置单元SCN,该偏置电路利用电容分压,快速传递输入信号;受时钟馈通效应干扰小;可产生不同偏置电压,无需复杂的前端偏置产生电路,节约芯片面积;无直流电流通路,不增加额外功耗。可广泛地适用于任何工作在一定开关频率下的运算放大电路中,帮助运算放大器实现较低的功耗开销和较快速的信号建立。
申请公布号 CN105656439A 申请公布日期 2016.06.08
申请号 CN201511023398.1 申请日期 2015.12.30
申请人 北京时代民芯科技有限公司;北京微电子技术研究所 发明人 李雪;赵元富;文治平;王宗民;周亮;冯文晓;张硕
分类号 H03F3/45(2006.01)I 主分类号 H03F3/45(2006.01)I
代理机构 中国航天科技专利中心 11009 代理人 安丽
主权项 一种可降低运算放大器功耗的开关电容偏置电路,其特征在于包括:P型电流源管偏置单元SCP;所述P型电流源管偏置单元SCP包括第一NMOS管(101)、第二NMOS管(102)、第三NMOS管(103)、第四NMOS管(104)、第一PMOS管(121)、第二PMOS管(122)、第三PMOS管(123)、第一电荷存储电容(111)、第二电荷存储电容(112)、第三电荷存储电容(113)、第一等效寄生电容(131)、第一时钟信号CK1和第三时钟信号CK1N、第二时钟信号CK2和第四时钟信号CK2N;第一偏置信号VP,第二偏置信号VREF;第一NMOS管(101)的源级连接第一偏置信号VP,第一NMOS管(101)的栅级连接第一时钟信号CK1,第一NMOS管(101)的漏级连接第二NMOS管(102)的源级,第一NMOS管(101)的漏级和第二NMOS管(102)的源级同时连接第一电荷存储电容(111)的上极板,第一电荷存储电容(111)的下极板连接电源VDD;第二NMOS管(102)的栅级连接第三时钟信号CK1N,第二NMOS管(102)的漏级和第三电荷存储电容(113)的下极板同时连接输出端VPOUT,第一等效寄生电容(131)的上级板连接输出端VPOUT,第一等效寄生电容(131)的下级板接地GND;第三电荷存储电容(113)的上极板连接第三PMOS管(123)的漏级和第四NMOS管(104)的漏级;第三PMOS管(123)的源级连接电源VDD,第三PMOS管(123)的栅级、第四NMOS管(104)的栅端、第二PMOS管(122)的栅级连接同时连接时钟输入信号CK2N;第二PMOS管(122)的源级连接第二偏置信号VREF,第二PMOS管(122)的漏级与第一PMOS管(121)的漏级共同连接第二电荷存储电容(112)的上级板;第一PMOS管(121)的源级连接电源VDD,第一PMOS管(121)的栅级和第三NMOS管(103)的栅端共同连接第二时钟信号CK2;第三NMOS管(103)的漏端和第四NMOS管(104)的源端共同连接第二电荷存储电容(112)的下级板;第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2为高电平,第三时钟信号CK1N和第四时钟信号CK2N为低电平,即采样相时:第一NMOS管(101)、第三NMOS管(103)、第二PMOS管(122)、第三PMOS管(123)导通,第二NMOS管(102)、第一PMOS管(121)、第四NMOS管(104)关断;第一偏置信号VP对第一电荷存储电容(111)充电,第二偏置信号VREF对第二电荷存储电容(112)的上极板充电,第二电荷存储电容(112)的下极板下拉接地;第三电荷存储电容(113)的上极板上拉至电源VDD,下极板接输出端VPOUT;第一等效寄生电容(131)下极板接地,上级板接输出端VPOUT,输出端VPOUT输出电压VPOUTA;第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2为低电平,第三时钟信号CK1N和第四时钟信号CK2N为高电平,即保持相时:第二NMOS管(102)、第一PMOS管(121)、第四NMOS管(104)导通,第一NMOS管(101)、第三NMOS管(103)、第二PMOS管(122)、第三PMOS管(123)关断,第一电荷存储电容(111)上级板积累的电荷共享到第三电荷存储电容(113)的下极板和第一等效寄生电容(131)上极板上,输出电压VPOUTB。第二电荷存储电容(112)的上极板电压从第二偏置信号VREF跳接电源VDD,第二电荷存储电容(112)下极板电荷与第三电荷存储电容(113)上极板电荷共享;第一电荷存储电容(111)吸收由第一NMOS管(101)和第二NMOS管(102)关断时注入的电荷,在时钟控制顺序下抵消多于的电荷,避免了电荷注入效应;同时,对寄生电容进行分压,准确的输出两组所需的偏置电压VPOUTA和VPOUTB。
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