[go: up one dir, main page]

TW201601453A - 功率放大器及ａｂ類功率放大器 - Google Patents

功率放大器及ａｂ類功率放大器 Download PDF

Info

Publication number
TW201601453A
TW201601453A TW103122307A TW103122307A TW201601453A TW 201601453 A TW201601453 A TW 201601453A TW 103122307 A TW103122307 A TW 103122307A TW 103122307 A TW103122307 A TW 103122307A TW 201601453 A TW201601453 A TW 201601453A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
type transistor
end point
power amplifier
pair
control signals
Prior art date
Application number
TW103122307A
Other languages
English (en)
Inventor
吳健銘
Original Assignee
瑞昱半導體股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 瑞昱半導體股份有限公司 filed Critical 瑞昱半導體股份有限公司
Priority to TW103122307A priority Critical patent/TW201601453A/zh
Priority to US14/742,666 priority patent/US20150381116A1/en
Publication of TW201601453A publication Critical patent/TW201601453A/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45—Differential amplifiers
    • H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/45179—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/30—Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor
    • H03F3/3001—Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor with field-effect transistors
    • H03F3/3022—CMOS common source output SEPP amplifiers
    • H03F3/3028—CMOS common source output SEPP amplifiers with symmetrical driving of the end stage
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45—Differential amplifiers
    • H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/45179—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit
    • H03F3/4521—Complementary long tailed pairs having parallel inputs and being supplied in parallel
    • H03F3/45219—Folded cascode stages
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/411—Indexing scheme relating to amplifiers the output amplifying stage of an amplifier comprising two power stages
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/45—Indexing scheme relating to differential amplifiers
    • H03F2203/45156—At least one capacitor being added at the input of a dif amp
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/45—Indexing scheme relating to differential amplifiers
    • H03F2203/45394—Indexing scheme relating to differential amplifiers the AAC of the dif amp comprising FETs whose sources are not coupled, i.e. the AAC being a pseudo-differential amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/45—Indexing scheme relating to differential amplifiers
    • H03F2203/45631—Indexing scheme relating to differential amplifiers the LC comprising one or more capacitors, e.g. coupling capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

一種功率放大器包含有一增益級電路、一輸出級電路以及一第一電容，其中該增益級電路用以接收至少一第一輸入訊號以產生一第一對控制訊號，該輸出級電路具有一第一端點以及一第二端點以接收該第一對控制訊號，並根據該第一對控制訊號產生一第一輸出訊號，且該第一電容耦接於該第一端點及該第二端點之間。

Description

功率放大器及AB類功率放大器
本發明係有關於功率放大器，尤指一種可以降低共模雜訊的功率放大器。
在乙太網路晶片中的線驅動器(line driver)在輸出訊號的時候會帶出共模雜訊(common mode noise)，此共模雜訊會被帶到後端的網路線上而產生電磁干擾(ElectroMagnetic Interference，EMI)，一般消除共模雜訊的方法通常是在訊號傳輸路徑上加入共模濾波電感器(Common Mode Choke)或是鮑伯史密斯終端電阻(Bob Smith termination resistors)，但此方法會增加製造成本。
因此，本發明的目的之一在於提供一種功率放大器，其可以有效地消除共模雜訊，以解決先前技術的問題。
依據本發明一實施例，一種功率放大器包含有一增益級電路、一輸出級電路以及一第一電容，其中該增益級電路用以接收一第一輸入訊號以產生一第一對控制訊號，該輸出級電路具有一第一端點以及一第二端點以接收該第一對控制訊號，並根據該第一對控制訊號產生一第一輸出訊號，且該第一電容耦接於該第一端點及該第二端點之間。
依據本發明另一實施例，一種AB類功率放大器包含有一增益級 電路、一輸出級電路、一第一電容以及一第二電容，其中該增益級電路用以接收一第一輸入訊號與一第二輸入訊號以產生一第一對控制訊號與一第二對控制訊號，其中該第一輸入訊號與該第二輸入訊號係為一差動輸入；該輸出級電路具有一第一端點以及一第二端點以接收該第一對控制訊號，並根據該第一對控制訊號產生一第一輸出訊號，該輸出級電路另具有一第三端點以及一第四端點以接收該第二對控制訊號，並根據該第二對控制訊號產生一第二輸出訊號，其中該第一輸出訊號與該第二輸出訊號係為一差動輸出；該第一電容耦接於該第一端點及該第二端點之間；以及該第二電容耦接於該第三端點及該第四端點之間。
100‧‧‧功率放大器
110‧‧‧增益級電路
120‧‧‧輸出級電路
C、C1、C2‧‧‧電容
MN1~MN12‧‧‧N型電晶體
MP1~MP12‧‧‧P型電晶體
第1圖為依據本發明一實施例之功率放大器的示意圖。
第2圖為依據本發明一實施例之功率放大器之詳細電路架構的示意圖。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段，因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或者透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
請參考第1圖，第1圖為依據本發明一實施例之功率放大器100 的示意圖。如第1圖所示，功率放大器100包含了一增益級電路(gain stage)110、一輸出級電路(output stage)120、以及一電容C。在本實施例中，功率放大器100為一AB類功率放大器，且設置於一乙太網路晶片中，但本發明並不以此為限。
在功率放大器100的操作上，增益級電路110接收一輸入訊號Vin以產生一對控制訊號Ctrl_P、Ctrl_N至輸出級電路120，而輸出級電路120再根據該對控制訊號Ctrl_P、Ctrl_N來產生一輸出訊號Vout。電容C設置在輸出級電路120之用來接收該對控制訊號Ctrl_P、Ctrl_N的一第一端點與一第二端點之間，且用來提供一個大的電容值，在本實施例中，電容C的電容值約在500fF(femto-Farad)到3pF(pico-Farad)之間。
由於AB類功率放大器100在操作的時候，增益級電路110所產生的控制訊號Ctrl_P、Ctrl_N會大幅地晃動，此時電容C可以讓控制訊號Ctrl_P、Ctrl_N中高頻的部分的操作接近於A類功率放大器的操作。傳統上的A類放大器可以壓制較多的共模雜訊的原因是在於因為耗電較大，但本發明的AB類功率放大器100可以在不需要增加耗電的情形下就可以達到壓制共模雜訊的效果，因此相較於傳統的A類放大器可以節省較多的電力。
請參考第2圖，第2圖為依據本發明一實施例之功率放大器200之詳細電路架構的示意圖。類似於第1圖所示的功率放大器100，第2圖所示的功率放大器200包含了增益級電路、輸出級電路以及兩個電容C1、C2，其中增益級電路包含了N型電晶體MN1~MN4、MN7~MN12、與P型電晶體MP1~MP4、MP7~MP12，其用來接收一第一輸入訊號Vin與一第二輸入訊號Vip，以產生第一對控制訊號Ctrl_P1、Ctrl_N1及第二對控制訊號Ctrl_P2、Ctrl_N2，其中第一輸入訊號Vin與第二輸入訊號Vip為一差動輸入；輸出級 電路則包含了設置於供應電壓VDD與接地電壓GND之間的N型電晶體MN5~MN6及P型電晶體MP5~MP6，其中P型電晶體MP5的汲極連接到N型電晶體MN5的汲極，且P型電晶體MP5與N型電晶體MN5的閘極係分別作為一第一端點與一第二端點以用來接收第一對控制訊號Ctrl_P1、Ctrl_N1，以產生一第一輸出訊號Von；類似地，P型電晶體MP6的汲極連接到N型電晶體MN6的汲極，且P型電晶體MP6與N型電晶體MN6的閘極係分別作為一第三端點與一第四端點以用來接收第二對控制訊號Ctrl_P2、Ctrl_N2，以產生一第二輸出訊號Vop，其中第一輸出訊號Von與第二輸出訊號Vop為一差動輸出。
電容C1係設置於P型電晶體MP5與N型電晶體MN5的閘極之間，用來在P型電晶體MP5與N型電晶體MN5的閘極之間提供一個大的電容值，且電容C2係設置於P型電晶體MP6與N型電晶體MN6的閘極之間，用來在P型電晶體MP6與N型電晶體MN6的閘極之間提供一個大的電容值。在本實施例中，電容C1與電容C2的電容值均大於500fF，且大致上可以在500fF~3pF之間。
在本實施例中，功率放大器200在操作上為AB類功率放大器，亦即在增益級電路中，可藉由控制N型電晶體MN3、MN4與P型電晶體MP3、MP4的閘極偏壓以使得功率放大器200在操作上為AB類功率放大器。另一方面，功率放大器200的增益級電路在實作上有許多種方式，而並不限於第2圖所示的電路架構。
當功率放大器200在操作上為AB類功率放大器的時候，增益級電路所產生的第一對控制訊號Ctrl_P1、Ctrl_N1及第二對控制訊號Ctrl_P2、Ctrl_N2會大幅地晃動，此時電容C1、C2可以讓第一對控制訊號Ctrl_P1、 Ctrl_N1及第二對控制訊號Ctrl_P2、Ctrl_N2中高頻的部分的操作接近於A類功率放大器的操作，以達到壓制共模雜訊的效果，但是相較於傳統的A類放大器可以節省較多的電力。在一模擬結果中，假設電容C1、C2的電容值為1pF，則功率放大器200的共模雜訊可以降低10~20dB。
另外，第2圖所示的功率放大器200係為一差動架構，但此僅為一範例說明，本領域具有通常知識者應能了解到本發明亦可應用於單端輸入的電路架構中(類似於第1圖的說明)。
簡要歸納本發明，在本發明的功率放大器中，係在輸出級電路之N型電晶體與P型電晶體的兩個閘極之間設置一具有較大電容值的電容，以使得功率放大器可以在不增加功率消耗的情形下壓制共模雜訊，並解決先前技術的問題。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100‧‧‧功率放大器
110‧‧‧增益級電路
120‧‧‧輸出級電路
C‧‧‧電容

Claims (10)

  1. 一種功率放大器，包含有：一增益級電路，用以接收至少一第一輸入訊號以產生一第一對控制訊號；一輸出級電路，具有一第一端點以及一第二端點以接收該第一對控制訊號，並根據該第一對控制訊號產生一第一輸出訊號；以及一第一電容，耦接於該第一端點及該第二端點之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之功率放大器，其中該輸出級電路包含有：一P型電晶體；以及一N型電晶體，其中該N型電晶體的汲極連接到該P型電晶體的汲極；其中該P型電晶體與該N型電晶體的閘極係分別作為該第一端點及該第二端點以接收該第一對控制訊號，該N型電晶體的汲極係用來輸出該第一輸出訊號，且該第一電容設置於該P型電晶體與該N型電晶體的閘極之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之功率放大器，其中該第一電容的電容值係大於500fF。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之功率放大器，其中該增益級電路接收該第一輸入訊號與一第二輸入訊號以產生該第一對控制訊號與一第二對控制訊號，且該輸出級電路另具有一第三端點以及一第四端點以接收該第二對控制訊號以產生一第二輸出訊號，該第一輸入訊號與該第二輸入訊號係為一差動輸入，且該第一輸出訊號與該第二輸出訊號係為一差動輸出，以及該功率放大器另包含有：一第二電容，耦接於該第三端點以及該第四端點之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之功率放大器，其中該輸出級電路包含有：一第一P型電晶體；一第一N型電晶體，其中該第一N型電晶體的汲極連接到該第一P型電晶體的汲極，該第一P型電晶體與該第一N型電晶體的閘極係分別作為該第一端點及該第二端點以接收該第一對控制訊號，該第一N型電晶體的汲極係用來輸出該第一輸出訊號；一第二P型電晶體；以及一第二N型電晶體，其中該第二N型電晶體的汲極連接到該第二P型電晶體的汲極，該第二P型電晶體與該第二N型電晶體的閘極係分別作為該第三端點及該第四端點以接收該第二對控制訊號，該第二N型電晶體的汲極係用來輸出該第二輸出訊號。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之功率放大器，其中該第一電容與該第二電容的電容值均大於500fF。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之功率放大器，係為一AB類放大器。
  8. 一種AB類功率放大器，包含有：一增益級電路，用以接收一第一輸入訊號與一第二輸入訊號以產生一第一對控制訊號與一第二對控制訊號，其中該第一輸入訊號與該第二輸入訊號係為一差動輸入；一輸出級電路，具有一第一端點以及一第二端點以接收該第一對控制訊號，並根據該第一對控制訊號產生一第一輸出訊號；該輸出級電路另具有一第三端點以及一第四端點以接收該第二對控制訊號，並根據該第二對控制訊號產生一第二輸出訊號，其中該第一輸出訊號與 該第二輸出訊號係為一差動輸出；一第一電容，耦接於該第一端點及該第二端點之間；以及一第二電容，耦接於該第三端點及該第四端點之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之功率放大器，其中該輸出級電路包含有：一第一P型電晶體；一第一N型電晶體，其中該第一N型電晶體的汲極連接到該第一P型電晶體的汲極，該第一P型電晶體與該第一N型電晶體的閘極係分別作為該第一端點及該第二端點以接收該第一對控制訊號，且該第一N型電晶體的汲極係用來輸出該第一輸出訊號；一第二P型電晶體；以及一第二N型電晶體，其中該第二N型電晶體的汲極連接到該第二P型電晶體的汲極，該第二P型電晶體與該第二N型電晶體的閘極係分別作為該第三端點及該第四端點以接收該第二對控制訊號，該第二N型電晶體的汲極係用來輸出該第二輸出訊號。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之功率放大器，其中該第一電容與該第二電容的電容值均大於500fF。
TW103122307A 2014-06-27 2014-06-27 功率放大器及ａｂ類功率放大器 TW201601453A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW103122307A TW201601453A (zh) 2014-06-27 2014-06-27 功率放大器及ａｂ類功率放大器
US14/742,666 US20150381116A1 (en) 2014-06-27 2015-06-17 Power amplifier and class ab power amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW103122307A TW201601453A (zh) 2014-06-27 2014-06-27 功率放大器及ａｂ類功率放大器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201601453A true TW201601453A (zh) 2016-01-01

Family

ID=54931598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103122307A TW201601453A (zh) 2014-06-27 2014-06-27 功率放大器及ａｂ類功率放大器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20150381116A1 (zh)
TW (1) TW201601453A (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10819543B2 (en) * 2016-01-11 2020-10-27 Texas Instruments Incorporated Common mode transient immunity circuit for opto-isolator emulation
US10574193B2 (en) * 2017-01-25 2020-02-25 Mediatek Inc. Class AB amplifier having cascode stage with filter for improving linearity
US11196396B2 (en) * 2020-02-12 2021-12-07 Himax Technologies Limited Operational amplifier

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7425867B2 (en) * 2005-09-30 2008-09-16 Agere Systems Inc. Differential input/differential output converter circuit

Also Published As

Publication number Publication date
US20150381116A1 (en) 2015-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20140253236A1 (en) Generating Negative Impedance Compensation
CN104113295A (zh) 一种低压全差分运算放大器电路
TW201722066A (zh) 放大電路以及電壓調整器
US10171052B2 (en) Operational amplifier and differential amplifying circuit thereof
US7271663B2 (en) Operational amplifier output stage and method
TWI678882B (zh) 放大電路以及緩衝放大器
TW201601453A (zh) 功率放大器及ａｂ類功率放大器
US11349443B2 (en) Operational amplifier using single-stage amplifier with slew-rate enhancement and associated method
CN206585537U (zh) 一种集成消失调、抗干扰的比较器电路
CN106464211B (zh) 转换速率控制提升电路和方法
CN113485518B (zh) 一种通用型ldo瞬态响应增强电路
CN105356859B (zh) 一种自检测噪声滤波电路
CN104506151B (zh) 一种用于医疗电子的运算放大器
CN107453723B (zh) 放大器
TW201338419A (zh) 輸出級電路
CN108155882B (zh) 运算放大器及其差分放大电路
CN106130496B (zh) 一种运算放大器增益提高电路
CN107094006B (zh) 一种轨对轨比较器电路
CN101483410B (zh) 信号放大装置
CN105375893B (zh) 一种ab类推挽放大器
CN110855253B (zh) 放大器电路及转阻放大器电路
TW201919335A (zh) 用於信號接收器中的雙模信號放大電路
CN116501120A (zh) 基于电流镜结构的ldo电源抑制电路
US10574193B2 (en) Class AB amplifier having cascode stage with filter for improving linearity
CN109787567B (zh) 用于信号接收器中的双模信号放大电路