一种低功耗开关型运算放大器

摘要

本发明公开了一种低功耗开关型运算放大器，包括开关型运算放大电路、用于向开关型运算放大电路提供共模电压反馈信号的共模反馈电路和用于向开关型运算放大电路与共模反馈电路提供偏置电压信号的偏置电路。本发明的开关型运算放大器为一级电流镜的形式，输入级负载采用内部正反馈结构提高增益，输出级为宽摆幅AB类，并且在不需要放大器工作的时候，使用两个开关管将包括放大电路，偏置电路和共模反馈电路全部关闭，显著降低了功耗，能够被广泛应用于模数转化器，滤波器等领域。

主权项

一种低功耗开关型运算放大器，包括开关型运算放大电路、用于向开关型运算放大电路提供共模电压反馈信号的共模反馈电路和用于向开关型运算放大电路与共模反馈电路提供偏置电压信号的偏置电路，其特征在于：所述的开关型运算放大电路包括2个开关管和17个MOS管；其中，第一MOS管的栅极为所述的开关型运算放大器的正输入端，第一MOS管的源极与第二MOS管的源极和第三MOS管的漏极相连，第一MOS管的漏极与第十七MOS管的栅极、第五MOS管的栅极、第六MOS管的栅极、第八MOS管的栅极、第六MOS管的漏极和第四MOS管的漏极相连，第二MOS管的栅极为所述的开关型运算放大器的负输入端，第二MOS管的漏极与第十六MOS管的栅极、第四MOS管的栅极、第七MOS管的栅极、第九MOS管的栅极、第七MOS管的漏极和第五MOS管的漏极相连，第三MOS管的栅极接收所述的偏置电路提供的偏置电压信号，第三MOS管的源极与第十一MOS管的源极、第十三MOS管的源极、第十MOS管的源极、第十二MOS管的源极和第二开关管的漏极相连，第二开关管的栅极接收外部设备提供的时钟信号，第二开关管的源极接地，第十一MOS管的栅极与第十三MOS管的栅极、第十一MOS管的漏极和第十七MOS管的漏极相连，第十三MOS管的漏极与第十五MOS管的漏极和第九MOS管的漏极相连并构成所述的开关型运算放大器的负输出端，第十五MOS管的栅极与第十四MOS管的栅极相连并接收所述的共模反馈电路提供的共模电压反馈信号，第十五MOS管的源极与第九MOS管的源极、第十七MOS管的源极、第七MOS管的源极、第五MOS管的源极、第四MOS管的源极、第六MOS管的源极、第十六MOS管的源极、第八MOS管的源极、第十四MOS管的源极和第一开关管的漏极相连，第一开关管的栅极接收外部设备提供的反相时钟信号，第一开关管的源极接收外部设备提供的电源电压，第十MOS管的栅极与第十二MOS管的栅极、第十MOS管的漏极和第十六MOS管的漏极相连，第十二MOS管的漏极与第十四MOS管的漏极和第八MOS管的漏极相连并构成所述的开关型运算放大器的正输出端；所述的第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第十MOS管、第十一MOS管、第十二MOS管和第十三MOS管均为NMOS管，其余的MOS管均为PMOS管；所述的偏置电路包括3个偏置MOS管；其中，第一偏置MOS管的源极与 所述的第二开关管的漏极相连，第一偏置MOS管的栅极与第二偏置MOS管的漏极、第一偏置MOS管的漏极和所述的第三MOS管的栅极相连并为所述的开关型运算放大电路和所述的共模反馈电路提供偏置电压信号，第二偏置MOS管的源极与第三偏置MOS管的源极和所述的第一开关管的漏极相连，第二偏置MOS管的栅极与第三偏置MOS管的栅极和第三偏置MOS管的漏极相连并接收外部设备提供的参考电流；所述的共模反馈电路包括5个反馈MOS管、3个开关管和2个电容；其中，第三反馈MOS管的源极与第四反馈MOS管的源极和所述的第一开关管的漏极相连，第三反馈MOS管的栅极与第四反馈MOS管的栅极、第三反馈MOS管的漏极和第一反馈MOS管的漏极相连，第四反馈MOS管的漏极与第二反馈MOS管的漏极和所述的第十四MOS管的栅极相连并为所述的开关型运算放大电路提供共模电压反馈信号，第二反馈MOS管的栅极接收外部设备提供的参考电压，第二反馈MOS管的源极与第一反馈MOS管的源极和第五反馈MOS管的漏极相连，第五反馈MOS管的栅极与所述的第三MOS管的栅极相连并接收所述的偏置电路提供的偏置电压信号，第五反馈MOS管的源极与所述的第二开关管的漏极相连，第一反馈MOS管的栅极与第一电容的一端、第二电容的一端和第五开关管的漏极相连，第五开关管的栅极接收外部设备提供的反相时钟信号，第五开关管的源极接收外部设备提供的参考电压，第二电容的另端与第四开关管的源极和所述的第十五MOS管的漏极相连，第四开关管的栅极接收外部设备提供的反相时钟信号，第四开关管的漏极接收外部设备提供的直流电压，第一电容的另端与第三开关管的源极和所述的第十四MOS管的漏极相连，第三开关管的栅极接收外部设备提供的反相时钟信号，第三开关管的漏极接收外部设备提供的直流电压；所述的直流电压为第一开关管的源极接收的电源电压的一半。