TWI249285B

TWI249285B - Low voltage differential amplifier circuit and bias control technique enabling accommodation of an increased range of input levels

Info

Publication number: TWI249285B
Application number: TW093135372A
Authority: TW
Inventors: John Heightley
Original assignee: Promos Technologies Inc
Priority date: 2004-06-15
Filing date: 2004-11-18
Publication date: 2006-02-11
Also published as: US7061322B2; US20050275463A1; TW200541205A; CN100483936C; CN1713520A

Description

94.9.13 >/cfe 本 .., ''.；. ·：- ...... ： . . . ' 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明是有關於差動放大器，且特別是有關於#赛聽別適用於低壓操作的差動放大器電路以友—種能夠調節增加範圍之輸入電位的偏壓技術。【先前技術】差動放大器（differential amplifier)可用於放大並且產生一作為兩個差動或互補的輸入信號之間差值的函海的輸 =信號，因此本身可以拒絕差動輸入線上一般的_訊，露旎夠感測相對弱的信號電平。在這點上，,統的積體電表差動放大^又计包括提供具有電流鏡（⑶打邮mirrQr)負載的輸入電晶體的差動對，該輪入電晶體的差動對耦接到電流源以便提供—個單—輸出信號響應。然而，當電晶體财和電向減㈣，就不雜_祕統電路設溫度以及工作電壓的依賴程度趨於增加而達到非常重要的程度。【發明内容】、；β 所述，本發明是有關於一種低壓差動放大器毫處 2能夠調節增域L信號的偏迪制技術。動放實施射，提供—種錄放大器，該差供編稱的麵換以響應於提壓源的電流鏡;一二所f放大器包括-耦接到電源電差動對’用於接收耦接到電流鏡的差動 1249285 14727twfl.doc/006 94.9.13 輸入信號並且限定其之__;—電麵，祕g差動參考電壓源之間。 '' . " .；·..' ； - ' .'..., 乂 ' 在另一實施例中，提供一種差動放大器，該差動漏大器包括：-電流鏡，該電流鏡包括具有第一、· 制端的第一和第二電晶體，其申電流鏡叙接到__4壓: 源；一差動對，該差動對包括具有第一、第二'控制以及基底端的第三和第四電晶體，所述差動對耦接到電流鏡; 一電流源，包括具有第一、第二以及控制端的第五電晶體，所述電流源耦接到差動對和參考電壓源；以及一個控制電路，其搞接到第三和第四電晶體的基底端以用於控碰它們: 的臨界電壓。在另一實施例中，提供一種特別適合於低壓操作的差動放大态，该放大|§使用基底偏壓來控制N通道差動輪入電晶體的臨界電壓(threshold voltage)以便允許更寬範圍的輸入電位。更進一步，在此公開一種其中引入附加偏流(bias current)而特別適合於低壓操作的差動放大器，讓差動放大器使得輸出上拉（pull-up))電流增加而不增加下拉 (pull-down)電流。在又一實施例中，提供一種用於產生和控制差動放大器的基底偏壓的方法，所述差動放大器包括一個與其基底偏壓被控制的差動放大器相同的差動放大器。將所述栢同的放大器的一個輸入設置為固定的偏壓並直另一輸入連接到其基底偏壓被控制的差動放大器的輸入之一。所述相同

94.9.13 1249285 14727twfl.doc/006 的差動放大器的輸出與第二固定的偏壓進行比較，以及抵據該比較來產生控制信號，所述控制信號依次控制所有差動放大器的基底偏壓。為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點_更裔· 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附，你明如下。【實施方式】請參考圖1，其繪示傳統金氧半導體(metal Q>cide semiconductor，MOS)差動放大器100的示意圖。傳統从08 差動放大器100包括以下相關部分:電流鏡和差動對意路 102，包括串聯連接的p通道電晶體104和Η通道電晶體 106，與之相並聯的是串聯連接的Ρ通道電晶體11〇和Ν 通道電晶體112。電晶體104和110的源極端連接灣電源電壓源（VCC) ’同時電晶體1〇6和112的源極齊(節· TAIL )經由電流源Ν通道電晶體108而轉锋到電路接地白勺參考電壓電位，所述電晶體108的閘極端連接到乂(^。電晶體104和110的閘極端一起轉接到如圖所示那樣具有寄生電容的電晶體110的汲極端（節點mirr〇r)。所以電晶體104和110形成習知的電流鏡電路配置。電晶體106的閘極端連接到輸入線114 (IN )，同時電晶體112 的閘極端連接到互補輸入線116 (INB),。電晶體1〇6和 112的後閘極(back gate)或基底接點一起耦接到第三輸入線118 (NBIAS)。在電晶體104和106公共連接的汲極端的節點120 (節點OUTbi)處獲得傳統MOS差動放大器 1249285 14727twfl.doc/006 94.9.13 100的輸出’以輸入到反相器122並且隨後在線施，上輪出（OUT)。節點120如圖所示那樣亦具有秦生電容。: 在所述的傳統MOS差動放大器100申，翻望具有主 1在飽和區域的電晶體108以便使得流經放大器100的電流相對地獨立於電晶體108的汲極到源極電壓（vDS)以及IN線1M和INB線m上的電壓的絕對電位。^ 過電晶體 ι〇8 的閘極到源極電壓(VgsM齡 INB線U6上電壓之間的差值來讀定在節點12众上 j〇UTbl)和在電晶體110汲極的MIRROR上的輪赚電壓，並且所述輸出電壓獨立於這些電壓的絕對電位(共模電位）。差動放大器1〇〇包含反相器122以便將線12毛的輸出銳化並且該反相器引起電源電位VCC與接地電位之間的一個全幅振蕩(swing)。請參考圖2，用於具有1.0//Π1通道長度和2·8/Ζηι寬 =N通道電晶體以及用於具有1〇#m通道長度和凡2P通道電晶體的汲極電流的圖形說明，並且在上述兩種情況中於VGS=1.6伏特幅度，所述汲極電流作為Vdf 巾田度的函數。可確定兩個電晶體都繪示出在大約〇.6伏特 Vds之上的相當平坦的飽和特性。現在再參考圖3，示出另一圖形說明，其描述了用於圖1所述的電晶體的汲極電流特性，但是對元件來況，上述電晶體分別具有〇.2#m和的最小通道長度。很明顯，這兩個必須大於大約〇·6伏特以致於接近處於飽和並且獨立於VDS。然而，當通道長度 1249285 94.9.13 14727twfl.doc/006 接近這些最小值時，電晶體實際上從不飽和。現在再參考圖4，進一步的圖形說明示出了先渝圖形中兩個最小通道長度電晶體的汲極電流，該汲極電_等真有Vds=1.6伏特幅度的Vgs的幅度的函數，通道元件需要至少1.0伏特以便具有1〇〇//A的汲極電流塞處？歲道^ 元件舄要1.25伏特的vGS以便具有丨⑻私a的董流。给出這些特徵，用於放大器1〇〇的電源電壓必須與用於電晶體 1〇8的2·0伏特相似以便勉強運行於飽和區域，並且信號 IN或ΙΝΒ的最小高值必須是至少16伏特，以具有足美的差動電壓以便實際上將所有的電流引人到具有高輸入電位的一側。、根據現在的MOS技術，電源電壓vCC能夠是u伏 =或者更低。另外，在一些產品中使用可比較之差參放大，ι〇0作為輸入緩衝器，僅線114上的IN信號路徑切·， 5、夺線116上的INB信號保持在一個固定的參考電壓上，所述固定的參考電壓可如〇.8伏特一樣的低。盔很明顯，在此情況下對於放大器1〇〇的理想的操作是 “、、法達成的，並且放大器100的性能對電晶體參數、溢度、 t ^ ^ f t 到ο:丨、16上僅施加〇·8伏特，當線114上的1N信號下雜伏特時，節點TAIL必須實質上接地以便獲得任一常鉍電晶體112，此時跨接在電晶體108上的Vds非所以，通過電晶體108的電流將非常依賴於電‘碰本 1249285 14727twfl .doc/006 94.9.13 A^Yos〇 f nMk MIRROR 0.8^¾ /Jn^^^ vcc ^-17^a11〇 > #f ^ 電流，通過電晶體1G4而被鏡像。所以，所有的電流流經放大器100的右側時，電晶體ί12將具有〇.7V的& ^ ^ v〇s^ ν〇§^# , ^ 通道長度必須實質上處於最小允許麵便具有適當的通道寬产。〇月參考圖5，利用丨.6伏特的電源VCC、固定在〇8 伏特的線116上的_信號、在大於〇.25伏特小於〇8伏特之間轉換的線116上的線114的m信號，以及利用通常那樣的處於〇.〇伏特的電晶體1〇6和112的^魏壓’來說明圖丨所示放大器廟電路的顯师。|考該圖，很明顯，差動放大器100的輸出〇UTbi變形並且不對稱。主要問題會出現是因為利用〇·8伏特的信號▲，:所以即使節點Τ规實質上接地，通過電晶體112的電流合 #f a ^ 110 /Jv^

流通過電晶體104而被鏡像進而將節點〇UTbi拉古。入邱: 124 ±^itm OUT 周期(duty Cycle)。問題的根本原因在於電晶體u2的臨電壓過高。-種降低臨界的方法是稩微將電晶體1其底相對於接地作正向偏壓。 '^ 現在再參考® 6，除將電晶體1〇6和112的地⑽ (NBIAS)^^^ 0.5 0.5 ： H2的臨界電壓過高’電晶體刚具有本身偏壓^基遍 1249285 14727twfl.doc/006 94.9.13 便維持對％)，在與先前圖料賴述_些錢條件相同的條件下顯示放大器100電路的性能。可確定地，結果能夠充分地提高放大器100電路的性能，但是具有55.6^ 工作周期的輸出仍舊不對稱。^ ^ ^^ ^^ …03 畐p通道電晶體1〇4、110 “慢⑻霜》· 低飽和電流）並且Ν通道電晶體106、112 “侠(沒st)” (低高時，具有NBIAS上正偏壓的臨界電壓減少的报慢棄直放大器1〇〇的性能受到不利的影響。在這些條件下，當衿號瓜高時，節點OUTbi被下拉的太低。在以上電晶體和^ 壓條件下，需要將NBIAS的電位設置為ov。所以需要一種方法以便響應於電晶體特徵、電壓以溫度變換從而控制基底偏壓（NBIAS)。 “現在再苓考圖7，示出一產生並且控制NBIAS電位的，路700。該電路7〇〇包括以下相關部分;第一差動放$ 器702，與有關所有其基底偏壓被控制的差動放大器相同其在该貫施例中是圖i所示的差動放大器。連接到節點DRIVE”的差動放大器7〇2的輸入等效於圖心中被連接到輸入“IN”的放大器的輸入。將節點DRIVE設置為，過由電阻R1和R2組成的電阻分壓器所確定的參考電壓。將该參考電位設定得稍微低於差動放大器702的第二輸入上的參考電位“INB” ，其連接與其基底偏壓被控制白!差動放大器的第二輸入端相同的信號，即圖1情洱中的 INB 。在所示的電晶體704和706的公共連接汲極端 11 1249285 14727twfl .doc/006 94.9.13 720 (OUTbi)上獲得差動放大$ 7。。的輸$。由於拿甚體特徵、電源電壓、溫度以及“INB，，電位的變換，職以大器700的輪出電位也將變化。在圖1的婧況中，由驗相同的電晶體、電源電屋以及溫度變化，通過遍當地選g電阻R1和R2，此夠進行差動放大器7〇〇的輸出改變以便反映其基底偏壓被控制的差動放大器的輪出變化。:: 電路700進一步包括：一個第二電 724，其包括串聯連接的p通道電晶體726、和n通道電晶體728，以及與之並聯的串聯連接的p通道電晶體732和 N通道電晶體734。電晶體726和成的源極端連接到 VCC同時书晶體728和734的源極端通過電流源翁趟道電晶體730而耦接到電路接地的參考電壓電位，所述電流源N通道電晶體730的閘極端接vcc。將黾曰曰體726和732的閘極端一起麵接到電晶體732 的汲極端以便形成電流鏡。電晶體728的閘極端連接到 OUTbi節點720，同時將電晶體734的閘極連接到串聯連接的電阻R4和R5的中間（節點trip)，其中串聯連接的電阻R4和R5包括連接在vcc和接地端之間的分壓器 736 〇口口在電晶體726和728之間提供節點738 (OFFi)以作為一對串聯連接的反相器740，742的輸入，該一對反相器用於將（OFF)輸入到附加的反相器744和及通道電晶體 748的閘極端。電晶體7〇6和712的基底接點連接到節點 718 ’同時也耦接到串聯連接的電阻752 (R〇)和N通道 1249285 14727twfl.doc/006 94.9.13 : ；\ .... · 電晶體754之間的節點（麵ASI )，如所示那樣，電趣 (R0)和N通道電晶體754耦接於Vcc和接地端九簡。與P通道電晶體756的閘極端一樣，電晶體754的穩篇端也耦接到節點718，其中p通道電晶禮756的源極·没極端一起麵接到VCC。電晶體在節點说_献玉波态電谷态的作用。同樣將節點718上的信號襄供到N通道電晶體746的一端以便在線75〇上提供Nbias h唬。反相器744的輸出被提供到電晶體7牝的間極端，同時電晶體748搞接到接地的線上以便響應於施加於電晶體748的閘極端的off信號。通過第二差動放大器724來監控節點〇1；1^72〇並且將節點OUTbi 720與節點TRIP上的參考電壓進行比較。如果節點OUTbi 720完全降到TRIP電位之下，那麼第二差動放大器切換並且導致線75G上的聰AS信號變^接地電位（ground)，否則線718上的電壓（NBIASI)通過電晶體746而直到線75〇⑽IAS)，其中通過跨接在電晶體754上的電壓降來設置線718上的電壓。如先刖所不關於圖1所示的傳統M0S差動放大器 100 ’其具有工作在飽和區域的電晶體丨〇 8和具有足夠的差 ?，入虽線114上的IN信號相對於線加上的了仙 1二號為時’通過電晶體106的用於節點120 OUTbi _其vGS是固定的’其是通過流經電晶體，上的電机來確定的。該電流也不依賴於信號IN麵施對電位虽1N相對於INB為“低，，時，通過電晶體1〇4的 13 1249285 14727twfl.doc/006 94.9.13 用於命點l2〇 OUTbi的上拉電流，等於流經電流鏡電高體 110的電流，流經電流鏡電晶體11〇的電嫌香___次奪於_ 經電晶體1〇8的電流。該電流也不依賴於線〖16 土信-取^ =絕對電位。所以，因為對於兩個電晶體來說，用於I相器122輸入端的負載電容的充電電流是相同的，所尊節點 12〇 OUTbi上的上升和下降邊緣轉換實質上相同❹露如先前所述那樣，不能夠獲得理想的特被並哀通過電晶體1〇6和m的電流也不再完全被電晶體1〇8的控制，但同樣依賴於IN線1M和INB線116上的電壓的絕對電位。由於信號IN在INB的固定參考電位上上下 ’二7以IN的“高”值高於INB的“高，，值。所以會加、尚時通過電晶體1〇6的下拉電流比當IN “低”時而通過電晶體112的電流要大’而導致更小的遽電流通過電晶體104。進一步，通過電晶體104的上拉電流不鏡通過電流鏡電晶體110的電流，原因是兩個電晶體的不同的汲極到源極輕。理紅，料分歧的觀結果在_點 120 ,bi上的下拉電流大於上拉電流，並且如根據圖石所確定的，下降和上升邊緣電壓轉換不對輪。為了獲得對稱的轉換，必須增加上拉電流而不增加下拉電流。根據本發明，通過從節點Mirr〇r到接地端添加

二個附加的電流路徑來實現上述目的，該電流路徑禾流细電晶體108 (圖1)。 I 技=在ίί考圖8 ’示出一根據本發明的差動故大器電路800，其中增加上拉電流而不增加下拉電流，以便由通 1249285 94.9.13 14727twfl.doc/006 過附加的電流路徑獲得對稱轉換，其中電流路徑係從節點 MIRROR到接地端而不流經電晶體8〇8 (相應於圖_^ 晶體108) 〇差動放大器電路800包括以下相關部分:一個電流参和差動放大态802，包括串聯連接的$適道馨息體刺i善 N通道電晶體8〇6，與上述兩個電晶體相並聯的是串聯連接的P通道電晶體810和N通道電晶體812。電晶__ 和810的源極端連接到VCC，同時電晶體8〇6和8泛成極端經由電流源N通道電晶體808而耦接到電路的也_ 知’所述電流源N通道電晶體808的閘極翁接到VCq。電晶體804和810包括一個電流鏡，同時電晶體_和812 包括一個差動對。電晶體8〇8包括一個電流源。將電晶體804和810的閘極端一起耦接到電晶魏81〇的沒極端（節點MIRROR)，該電晶體81〇具有如所指示的寄生電各。電晶體8〇6的閘極端連接到輸人線814(in)，同時電晶體812的閘極端連接到一個互補輸入線8i6 (INB)。將電晶體806和812的後閘極或基底接點一起耦接到第三輸入線818 (NBIAS)。在電晶體8〇4:^ 8〇6 公共連接的汲極端的節點82〇(節點〇UTbi)處獲得差動放 824上的輸出（0UT)。節點細也緣示出如所指禾_ 生電容。差動放大器電路800進一步包括如先前所述那樣的一個附加的電流路徑，該附加的電流路徑包括耦接在查晶體 15 1249285 14727twfl.doc/006 94.9.13 810的基底接點和接地端之間的串聯連接的$通道貪潘體 826和828,電晶體826的基底接點翁接到緣極端麵接到線816。如所示那樣，電晶體遞g的間遽端翁接到VCC 〇通過提供這個附加的電流路徑，當附加的電流珠經電日日體810時’電晶體810的VGS增加，接著，電暮如4 的VGS增加並且因此上拉電流將增加而不嘗響遽_#體 806的下拉電流。調節電晶體826和828的火寸可使適過電晶體804的上拉電流足夠提對稱的電壓轉換。現在再參考圖9，顯示依據先前描述與圖示中差動放大器電路800的響應，其中在此之圖形係與圖6乏編滅與，相關描述之相同條件下進行。現在節點82〇〇UTbi上的正向^負向轉換幾乎對稱並且工作周期非常無近。圖8 所示的差動放大器電路8〇〇可優選地代替圖7所示的第一差動放大益702以便使得NBIAS控制電路能夠更加精確地追蹤差動放大器電路8〇〇的性能。雖絲合具體的部件、電路以及偏壓技躺德了以 2發明的原理，但是應該清楚地理解，_為實例而# =明範圍的限制來進行以上的描述。特別是，應該意識 =甘上述公開内容的教導將向相關技術的這些技術人員建的修改。所述修改可以包括其觸特徵，磐其他的牿4可，疋本事已知的和可用於代替或除在此已經描述月了杻利要求’但是應當理解：在此公開内容的範圍也包 16 1249285 14727twfl.doc/〇〇6 94.9.13 顯方式或/¾含方式或任* 般化或其修改形式麵公開的任：新穎的特徵或一些新穎特徵的組合，其對本頷域，士：貝來况是顯而易見的，公開内容的範圍是否·“ 1進仃辦請或進行從該申請請縣-進—步㈣請期二^㈣所述特徵和/或所述特徵的組合闡明新權利妻求的權利。本發明已f較佳實施例揭露如上，然其並非甩私二門二月：任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神巳，内’當可作些許之更動與潤飾本發明之保護關當視後附之申請專利範圍所界定者為準純【圖式簡單說明】圖1疋傳統MOS差動放大器的示意圖。 5 2是作為汲極到源極電壓（Vds)幅度的函數且用用二且有0m通道長度和2.8 #m寬的N通道電晶體以及用於有l.〇#m通道長度和6.0//m寬的p 晶. 的圖形說明，並且在上述兩種情況中二m 有寺於1β6伏特的閘極到源極電壓（Vgs)幅度。綠^ 3疋圖1中所說明的電晶體的沒極電流的特徵曲和p元件來說’ _電晶體分別具有最小的通、長度 0.20 a m 和〇 21 # m。圖4說明了先前圖形中兩個最小通道長度電晶體的及 17 1249285 14727twfl.doc/006 94.9.13 •6伏特的VGs的幅度 ’DS= 1 極電流，該汲極電流作為具有义的函數。圖5是通常具有^ ‘ : ^ 6伏特的電源、ΙΝΒ固定在rvn 特、IN轉變高於汰25伏 ^心 lj疋在〇·8伙特的雷日舻1〇<^ Ί寺而低於〇·8伏特，以及具有〇伏狩的電日日體106和112 1十r- / 電路的模擬。 (NBIAS)^ ^ 圖6說明了除將電晶體1〇6和· (NBIAS)設置為05获姓—二土低偏心 Λ,^ •伏特之外，在與先前圓形中所說明圖7是根縣發明的電路的示意性說明，該電路產生並士控制差動放大器的基底偏壓⑽IAS)，所述差動放 Al§ 11A 圖8是根據本發明的另—代表性差動灰大器電路的進 -步不意性tL明’在該放大I!電路巾，增加上拉電流而不增加下拉電路讀通過㈣％ MI_R 流路徑而獲㈣稱_換，所軸加的電流雜不成經電晶體808 〇的那些相同條件之下的®1的電路的性能。圖9是在與關於圖6所示模擬的所述相同條件下，先前圖形中所示的電路的響應的曲線。【主要元件符號說明】 100 :差動放大器 102 :電流鏡和差動對電路 1249285 14727twfl.doc/006 94.9.13 104, 110 : P通道電晶體 106, 112 : N通道電晶體 114:輸入線（IN) 116 :互補輸入線（INB) 118 :第三輸入線 120 :節點 OUTbi 122:反相器 124 :線 VCC :電源電壓源 TAIL, MIRROR :節點 NBIAS :基底偏壓 700 :電路 702 :第一差動放大器 704, 706, 712, 746, 748 :電晶體 718:節點 720 :節點 OUTbi 724 :第二電流鏡和差動放大器 726, 732, 756 : P通道電晶體 728, 730, 734, 748, 754 : N 通道電晶體 738 :節點（OFF1) 740, 742, 744 :反相器 750 :線 752 :電阻（R0) DRIVE, TRIP，NBIASI :節點 19 1249285 14727twfl.doc/006 IN :輸入

Rl，R2 :電阻 800 :差動放大器電路 802 :電流鏡和差動放大器 804, 810 : P通道電晶體 806, 812, 826, 828 : N 通道電晶體 808 :電晶體 814 :輸入線（IN) 816 :互補輸入線（INB) 818 :第三輸入線（NBIAS) 820 :節點 OUTbi 822 :反相器 824 :線擬修漫)正本 NBIASK 1

<00

TAIL

Tbl u 〇 12〇 ▽ <00 1〇〇 MIRROR Π

1249285

1249285 臟電流（A) -ΧΑΧϋ*?雄f2sob.VIeobneJ ->TffiK_3®8l6.oe+oo-vlM4} --ΐ.οι,ν^ι^ 8 10 20 30 έ s ο.οοφέο 3

6070 8 s 0.8VOHS 18

Is

VDSS 120 130 140

Is 18 1.6 vdts M.Q¥£

1249285 • X ?ir…•添涵o?i'o3g 一 -2_is_5II]msl6,oe+OQ->7.0e-04} --ϊ·οιν^1^ 8 to 20 30 ο.οοφ+00 a 4 s § 708 s ooovolts

Is

Is lbsrrr 100 110120§ xo <<3S§®

1249285 a 5

Bta(ns) ί*χ !·:·*涵 -<1 {11.?v1eb3】 Οο04οον2,5β4οο】 <OUTBi} 1—.vs^ooj <MIRROR)οοφ+οο->2ο*^001 <οσπp0e+<x>-v2.5e4O0J I — IvfTAF} ---V{VRE3 Obe+oo>v2.se4<x}j Ooe+oo.v2.5e400j

Η¾ 0-a 1249285 I !<OUT} ϋ ::游38 -<lz)--<OUTB 一) ---<2353303 P1.9>16bns} 【Poe4oo*v2bl04ooi Oo^oo-V2cne+Oo 一 Ρ09400.ν2,5φ+οο} Οοφ400)2·α»β400ι

---VCTAIL) ----V{VBEF) {Ροθ^‘ν2.5β+οο 一 Po#+Oo-V2.5e+Ooj

sss(ns)

1249285 R2 700 incd 716 wp 7000彳 <00

TAF

D 刀一VE

2 <00 702 754-

R

<00 738- 7 I <00 752

〇Ff

彳742 '728 726- 756 -7έ - 7^6 T 7厶8 y

'、、75〇 zt^tAS h73〇

OFF 73今 HR1T} 736 ό -732 1249285

NroIAS 818- 816 J lNroi 81今

1249285 m Bis 9 B4H-a(os} •XI. 雄 3 n1.?v1s3j <IN》〇〇&+〇〇->2.50+<?〇} <OUT8l)Poe+Oo-V2.5e+Ool ---VOTAlc ---V{VS3 P0e400-V2.se4<}0j Oo04oo-V2.5e4oo}

H ¾ as a

Claims

c/006 1249撕_ 十、申請專利範圍： 1· 一種差動放大器，在其一輸出提供基本對稱的電轉換以便回應提供於此的差動輸入信號，該放大器包括· 電流鏡，耦接到電源電壓源；差動對，用於接收耦接到該電流鏡的該差動輸入信號並且定義其之間的該輸出；電流源’用於將該差動對耦接到參考電壓源；以及電流路徑，耦接在該電流鏡的公共控制節點和該參考電壓源之間。 ’ 2·如申請專利範圍第1項所述的差動放大器，其中該電流鏡包括第一和第二電晶體。 3·如申請專利範圍第2項所述的差動放大器，其中該第一和第二電晶體包括ρ通道電晶體。 4·如申請專利範圍第1項所述的差動放大器，其中該差動對包括第三和第四電晶體。 5·如申請專利範圍第4項所述的差動放大器，其中第三和第四電晶體包括Ν通道電晶體。 6·如申請專利範圍第4項所述的差動放大器，其中該第三和第四電晶體都包括基底接點，該基底接點耦接到偏壓信號輸入。 7·如申請專利範圍第1項所述的差動放大器，其中该電流源包括第五電晶體。 8·如申請專利範圍第7項所述的差動放大器，其中 21 1249285 14727twf.doc/006 該第五電晶體包括一個N通道電晶體，其閘極搞接於該電源電壓源。 “ 9·如申請專利範圍第丨項所述的差動放大器，其中該電流路徑包括與附加電流源串聯的一個第六電晶體。上a 10·如申請專利範圍第9項所述的差動放大器，其中該第六電晶體包括一個N通道電晶體。上11·如申請專利範圍第1〇項所述的差動放大器，其中該第六電晶體包括基底接點，該基底接點耦接到該信號輸入。 12·如申請專利範圍第1〇項所述的差動放大器，其 :該第六電晶體包括一個閘極端，該閘極端耦接以接收2 夕、一個該差動輸入信號。 13·如申請專利範圍第9項所述的差動放大器，其中 h附加電流源包括一個N通道電晶體，該N通道電晶體具有耦接到該電源電壓源的閘極端。 H· —種差動放大器，其包括：電流鏡，包括具有第一、第二以及控制端的第一和〜電晶體，該電流鏡耦接到電源電壓源；差動對，包括具有第一、第二、控制以及基底端的〜和第四電晶體，該差動對麵接於該電流鏡；曰電流源，包括具有第一、第二以及控制端的第五電體，4電流源搞接於該差動對和參考電壓源；電流路徑，耦接於該電流鏡的公共控制節點和該參考電壓源之間；以及 22 1249285 14727twf.doc/006 控制電路，耦接到該第三和第四電晶體的該基底端以便控制其臨界電壓。 15·如申睛專利範圍第14項所述的差動放大器，其中忒第一和第二電晶體包括P通道電晶體並且該兩個電晶體的該第一端耦接到該電源電壓源。 L6·如申請專利範圍第14項所述的差動放大器，其中该第一和第二電晶體的該控制端輕接到該第二電晶體的該第二端。 17·如申請專利範圍第14項所述的差動放大器，其中該第三和第四電晶體的該控制端耦接到該差動放大器的各自的第一和第二差動輸入端。 18·如申請專利範圍第14項所述的差動放大器，其中該第一和第二電晶體的該第二端分別耦接到該第三和第四電晶體的該第二端。 19·如申請專利範圍第14項所述的差動放大器，其中該第三和第四電晶體包括N通道電晶體。 20·如申請專利範圍第14項所述的差動放大器，其中該第五電晶體的該第二端耦接到該第三和第四電晶體的该第一端。 21·如申請專利範圍第14項所述的差動放大器，其中該第五電晶體包括一個N通道電晶體，並且其該的控制端耦接到該電源電壓線。 22·如申請專利範圍第丨4項所述的差動放大器，其中该電流路徑包括： 23 doc/006 124928^. 搞接到該第四電晶體的該第二端的第六電晶體，其具有第一、第二控制端以及基底端；以及附加電流源，將該第六電晶體耦接到該參考電壓源。 23·如申睛專利範圍第22項所述的差動放大器，其中包括一個偏壓信號輸入，其耦接到該第三、第四以及第六電晶體的基底接點。 -. 24·如申請專利範圍第22項所述的差動放大器中該第六電晶體包括一個N通道電晶體。 · 25·如申請專利範圍第22項所述的差動放大器，其中該附加電流源包括一個N通道電晶體，該N通道電晶體具有耦接到該電源電壓源的控制端。 26·如申請專利範圍第22項所述的差動放大器，其中該第六電晶體的該控制端耦接到該第四電晶體的該控制端。 27· —種用於控制第一差動放大器的基底偏壓的方法，其中該第一差動放大器包括一個完全等同於該第一差鲁動放大器的第二差動放大器，該第一差動放大器具有一個連至该第二差動放大器的輸入，該第二差動放大器具有與 ·- 該第一差動放大器一樣等效的輸入，以及該第二差動放大 · · 器的第二輸入端連接到參考電壓，該方法包括：感測該第二差動放大器的輸出上的信號電平；以及基於該第一和第二差動放大器的被感測到的信號電平來控制差動對的基底偏壓。 24 1249285 14727twf.doc/006 28·如申睛專利範圍第27項所述的方法，其進包括： ^ 將一個附加的偏壓電流提供給該第一和第二差動對，以便設定該輸出的上拉電流增加而基本上不增加相應的下拉電流。 U 29. —種差動放大器，其包括：電流鏡，包括具有第一、第二以及控制端的第一和第二電晶體，該電流鏡耦接到電源電壓源；差動對，包括具有第一、第二、控制以及基底端的第三和第四電晶體，該差動對耦接於該電流鏡；電流源，包括具有第一、第二以及控制端的第五電晶體，該電流源麵接於該差動對和參考電壓源；以及控制電路，耦接到該第三和第四電晶體的該基底端以控制其臨界電壓。 25