增益增強共源共柵放大器的設計

　　由于開(kāi)關(guān)電容共模負反饋需要不停計算輸出共模和Vcm之間的差值來(lái)控制放大器，使其輸出共模穩定在需要的電壓值上。對于傳統的開(kāi)關(guān)電容共模負反饋電路，一個(gè)時(shí)鐘周期內有半個(gè)時(shí)鐘周期需要C1，C2兩個(gè)電容用來(lái)取Vcm與Vt的差值，不能用來(lái)和輸出共模作用產(chǎn)生反饋電壓，因此共模電平建立速度較慢，因此我們再引入一組采樣電容，使兩組采樣電容采集Vcm與Vt的差值，分別在不同的時(shí)鐘周期與輸出電壓的共模進(jìn)行計算。這樣電路減小了共模反饋電壓的建立時(shí)間，減小了由于開(kāi)關(guān)開(kāi)啟關(guān)斷而造成的反饋電壓的抖動(dòng)。改進(jìn)后的共模負反饋電路如圖3所示。

　　由于開(kāi)關(guān)定容共模負反饋電路中的電容是直接掛在輸出節點(diǎn)上的，過(guò)大的電容值會(huì )降低放大器的帶寬和壓擺率，同時(shí)，為了減小動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)動(dòng)作導致的時(shí)鐘饋通效應以及其他寄生雜散電容的影響和后端工藝精度等問(wèn)題，該電容值也不能太小。因此本設計中我們取所有電容大小為0.5pF。

　　1.3 用于增益提高的輔助放大器電路

　　采用增益增強技術(shù)，能夠有效地提高運算放大器的直流增益，且不影響其速度?？紤]到版圖布局對稱(chēng)對于減小放大器失調的貢獻，本設計中引入4個(gè)單端電流鏡共源共柵放大器作為增益提高放大器，分成兩組分別用于提高從共柵管處的等效電阻和共源共柵電流鏡的等效電阻，從而極大的提高了直流增益。輔助放大器采用電流輸入，通過(guò)輸入管尺寸與相對應共柵器件尺寸的比例決定輔助放大器從主放電路中輸入的電流。對比傳統的差分結構，單端放大器可以更好的對稱(chēng)分布在主放大器版圖兩側，而由于放大器采用等比于主支路的電流輸入，相對于電壓輸入的放大器，消除了由于輸入共模電壓變化產(chǎn)生的影響。輔助放大器結構如圖4所示。

　　由于輔助放大器輸出擺幅有限，增益較高，故選取了采用差分對管取樣的共模負反饋結構，這種結構會(huì )限制放大器輸出擺幅，但卻不會(huì )影響放大器增益，并且功耗較低，因此適合用于輔助放大器中。共模負反饋電路如圖5所示。

1.4 偏置電路