[go: up one dir, main page]

CN108242918A - 动态放大器及芯片 - Google Patents

动态放大器及芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN108242918A
CN108242918A CN201711339660.2A CN201711339660A CN108242918A CN 108242918 A CN108242918 A CN 108242918A CN 201711339660 A CN201711339660 A CN 201711339660A CN 108242918 A CN108242918 A CN 108242918A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pair
dynamic amplifier
terminal
bypass
amplification
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CN201711339660.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108242918B (zh
Inventor
刘纯成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MediaTek Inc
Original Assignee
MediaTek Inc
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 MediaTek Inc filed Critical MediaTek Inc
Publication of CN108242918A publication Critical patent/CN108242918A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108242918B publication Critical patent/CN108242918B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
    • H03F1/0216—Continuous control
    • H03F1/0222—Continuous control by using a signal derived from the input signal
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/42—Modifications of amplifiers to extend the bandwidth
    • H03F1/48—Modifications of amplifiers to extend the bandwidth of aperiodic amplifiers
    • H03F1/483—Modifications of amplifiers to extend the bandwidth of aperiodic amplifiers with field-effect transistors
    • 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
    • H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/211—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
    • 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
    • H03F3/45183—Long tailed pairs
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/72—Gated amplifiers, i.e. amplifiers which are rendered operative or inoperative by means of a control signal
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20—Automatic control
    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/297—Indexing scheme relating to amplifiers the loading circuit of an amplifying stage comprising a capacitor
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/312—Indexing scheme relating to amplifiers the loading circuit of an amplifying stage comprising one or more switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/417—A switch coupled in the output circuit of an amplifier being controlled by a circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/421—Multiple switches coupled in the output circuit of an amplifier are controlled by a circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/513—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being made for low supply voltages
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/525—Indexing scheme relating to amplifiers the bias or supply voltage or current of the source side of a FET amplifier being controlled to be on or off by a switch
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/75—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier stage being a common source configuration MOSFET
    • 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
    • H03F2203/45031—Indexing scheme relating to differential amplifiers the differential amplifier amplifying transistors are compositions of multiple transistors
    • 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
    • H03F2203/45134—Indexing scheme relating to differential amplifiers the whole differential amplifier together with other coupled stages being fully differential realised
    • 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
    • H03F2203/45288—Differential amplifier with circuit arrangements to enhance the transconductance
    • 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
    • H03F2203/45506—Indexing scheme relating to differential amplifiers the CSC comprising only one switch
    • 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
    • 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
    • H03F2203/45634—Indexing scheme relating to differential amplifiers the LC comprising one or more switched capacitors
    • 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
    • H03F2203/45641—Indexing scheme relating to differential amplifiers the LC being controlled, e.g. by a signal derived from a non specified place in the dif amp circuit
    • 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
    • H03F2203/45648—Indexing scheme relating to differential amplifiers the LC comprising two current sources, which are not cascode current sources
    • 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
    • H03F2203/45726—Indexing scheme relating to differential amplifiers the LC comprising more than one switch, which are not cross coupled

Landscapes

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

Abstract

本发明实施例公开了一种动态放大器及芯片。其中该动态放大器包括：输入对，接收一对差分输入Vip与Vin，并且提供第一端、第二端以及第三端；负载电路，耦合至共模端，用于提供一对差分输出Vop和Von；驱动器，用于对所述动态放大器的信号放大提供驱动能力；以及旁路电路，可被操作以降低该负载电路的电流；其中：该驱动器在放大阶段耦合至该第一端，该负载电路在该放大阶段耦合至该第二端及该第三端以及该旁路电路在该放大阶段中的旁路期间内耦合至该第二端与该第三端。其中该动态放大器借助于旁路设计，能够提高增益，从而在低电压操作下也能够有宽的信号摆幅。

Description

动态放大器及芯片
技术领域
本发明涉及电子器件领域，尤其涉及一种动态放大器及芯片。
背景技术
在模拟电子产品中，放大器一般用来增加信号功率。为了最小化功率消耗，引入了可动态地操作的动态放大器。在不需要放大时，动态放大器不会消耗静态功率。但是，动态放大器的关键限制包括：当低电压操作时窄的信号摆幅。因此，需要一种具有宽的信号摆幅的动态放大器。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种动态放大器及芯片，能够提高放大器的增益。
本发明实施例提供了一种动态放大器，包括：输入对，接收一对差分输入Vip与Vin，并且提供第一端、第二端以及第三端；负载电路，耦合至共模端，用于提供一对差分输出Vop和Von；驱动器，用于对所述动态放大器的信号放大提供驱动能力；以及旁路电路，可被操作以降低该负载电路的电流；其中：该驱动器在放大阶段耦合至该第一端；该负载电路在该放大阶段耦合至该第二端及该第三端；以及该旁路电路在该放大阶段中的旁路期间内耦合至该第二端与该第三端。
其中，该负载电路包括：一对负载电容；该对负载电容提供该对差分输出Vop和Von，并且该对负载电容在该共模端处彼此连接；以及在该放大阶段，该对负载电容分别耦合至该第二端与第三端。
其中，该旁路电路包括：一对旁路电流源，可被操作以降低该对负载电容的电流；其中，在该放大阶段中的该旁路期间内，该对旁路电流源分别耦合至该第二端与该第三端。
其中，该对旁路电流源提供可变的旁路电流。
其中，该驱动器为电流源，并且该电流源在该放大阶段耦合至该第一端。
其中，该旁路期间占据该放大阶段的全部或者一部分。
其中，该旁路期间当该放大阶段持续一段时间之后开始。
其中，该输入对为晶体管输入对，并且该晶体管输入对中的晶体管的源极连接至该第一端，该晶体管输入对中的晶体管的漏极分别被视为该第二端与该第三端以及该晶体管输入对中的晶体管的栅极接收该对差分输入Vip与Vin。
其中，当该对差分输出Vop与Von的共模电压达到预定的共模电压差ΔVcm时，该放大阶段结束。
其中，该输入对为晶体管输入对，该驱动器为电流源，该旁路电路包括：一对旁路电流源；该动态放大器提供的增益为：gm·ΔVcm/(I1-I2·Tb/T_A)；其中，gm为该晶体管输入对中每个晶体管的跨导，该电流源提供的电流为2I1，该对旁路电流源中每一个提供的电流为I2，T_A为该放大阶段所持续的时长，Tb为该旁路期间所持续的时长。
其中，该对负载电容在重置阶段放电，在该放大阶段中充电，其中该重置阶段在该放大阶段之前。
其中，该共模端为地；该对差分输出Vop与Von在该重置阶段均被下拉至地，以及在该放大阶段升高。
其中，该共模端为电源端；该对差分输出Vop与Von在该重置阶段连接至该电源端，以及在该放大阶段中下降。
其中，该对负载电容在重置阶段预充电，在该放大阶段中放电，其中该重置阶段在该放大阶段之前。
其中，该共模端为地；该对差分输出Vop与Von在该重置阶段均连接至电源端；该对差分输出Vop与Von在该放大阶段下降。
其中，在对差分输出Vop与Von在取样阶段被取样，其中该取样阶段在该放大阶段之后。
本发明实施例提供了一种芯片，包括：前级电路，后级电路；以及动态放大器，其中该动态放大器为权利要求1～16中任一项所述的动态放大器；其中，该前级电路用于将该对差分输入Vip与Vin传送至该动态放大器，该后级电路用于从该动态放大器接收该对差分输出Vop与Von。
其中，进一步包括：第一寄存器，用于设置该旁路电路在该负载电路上引起的电流下降量；和/或第二寄存器，用于设置该旁路期间。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例的动态放大器，通过旁路电路在放大阶段中对负载电路进行旁路处理，因此能够提高动态放大器的增益，从而使得动态放大器在低电压操作时也能够具有宽的信号摆幅。
附图说明
通过阅读接下来的详细描述以及参考附图所做的示例，可以更全面地理解本发明。其中：
图1为根据本发明实施例的动态放大器100的结构示意图；
图2示出了控制信号CS_R,CS_A和CSb的波形以及差分输出Vop与Von的变化；
图3为根据本发明另一实施例的动态放大器300的结构示意图；
图4示出了控制信号CS_R,CS_A和CSb的波形以及动态放大器300的差分输出Vop与Von的变化；
图5为根据本发明另一实施例的动态放大器500的结构示意图；
图6示出了控制信号CS_R/CLK,CS_A和CSb的波形以及动态放大器500的差分输出Vop与Von的变化；以及
图7为根据本发明实施例的包含动态放大器72的芯片700的结构示意图。
具体实施方式
在本申请说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”、“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包括(含)但不限定于”。另外，“耦接”一词在此为包括任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接至该第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
以下描述示出了实现本发明的典型实施例。该描述仅是出于说明本发明的一般原理的目的，并且不意味着限制。本发明的范围最好通过参考所附的权利要求书来确定。
图1为根据本发明实施例的动态放大器100的结构示意图。其中该动态放大器100包括：晶体管输入对102(简称输入对102)，以及一对负载电容C1和C2。一对差分输入Vin与Vip通过晶体管输入对102耦合至动态放大器100。连接在共模端(此示例中的GND)处的负载电容C1和C2用来将放大的信号呈现在一对差分输出Vop与Von上。
动态放大器100操作于三个阶段中，包括：重置阶段、放大阶段和取样阶段。在重置阶段中，差分输出Vop与Von均重置为预定电平(在此示例中短路至地GND)。动态放大器100使用电流源104来为放大阶段提供电流2I1。电流源104经由输入对102(该输入对102受差分输入Vin和Vip控制)耦合至负载电容C1和C2。输入对102包括：三个(连接)端n1,n2和n3。如所示，形成输入对102的两个晶体管的源极在连接端n1处彼此连接，形成输入对102的两个晶体管的漏极分别被视为连接端n2和n3，形成输入对102的两个晶体管的栅极分别用来接收差分输入Vin和Vip。在放大阶段，连接端n1耦合至电流源104，同时连接端n2耦合至负载电容C1以及连接端n3耦合至负载电容C2。如此，差分输出Vop和Von的电压电平变化。当差分输出Vop和Von的共模电压达到预定的共模电压差(以下表示为ΔVcm)时，放大阶段结束。在放大阶段之后提供取样阶段来对差分输出Vop和Von进行取样。
如所示，特别地提供了一对旁路电流源106和108。旁路电流源106和108可操作地提供旁路电流I2。在放大阶段中的旁路期间内，连接端n2和n3分别耦合至旁路电流源106和108，并且流过负载电容C1/C2的电流为(I1-I2)。为了通过减少电流来得到预定的共模电压差ΔVcm，延长放大阶段以及在差分输出Vop与Von之间形成更大的差。如此，由于旁路设计可以提供更大的增益。动态放大器100甚至在低电压操作中也具有宽的信号摆幅。
在图1中，受控制信号CS_R控制的开关在重置阶段闭合，受控制信号CS_A控制的开关在放大阶段闭合，以及受控制信号CSb控制的开关在放大阶段内的旁路期间闭合。取样阶段设置在控制信号CS_A的使能状态之后。图2示出了控制信号CS_R，CS_A以及CSb的波形以及差分输出Vop与Von的变化。通过在重置阶段T_R使能控制信号CS_R，负载电容C1和C2放电并且差分输出Vop和Von均重置为地电平。在放大阶段T_A，提供充电电流来对负载电容C1和C2进行充电，并且差分输出Vop和Von的电压电平升高。在旁路期间Tb之前，每个负载电容(C1或C2)的充电电流均为I1。在旁路期间Tb内，每个负载电容(C1或C2)的充电电流降低至(I1-I2)。当差分输出Vop和Von的共模电压达到预定的共模电压差ΔVcm时，放大阶段T_A结束。取样阶段T_S设置在放大阶段T_A之后。此处没有示出用于对差分输出Vop和Von进行取样的取样电路，但是任何的信号取样设计均可以用来实现该取样电路。动态放大器100的增益G为gm·ΔVcm/(I1-I2·Tb/T_A)，其中gm为输入对102中每个晶体管的跨导。相比于没有旁路设计的提供增益gm·ΔVcm/I1的传统动态放大器，动态放大器100通过简单的旁路设计提供了更高的增益。
在一些典型实施例中，电流源106和108为可变电流源，均提供可变旁路电流I2。在一些典型实施例中，如果设计者接受负载电容C1和C2的慢的充电速度，那么旁路期间Tb覆盖整个放大阶段T_A。当旁路期间Tb覆盖整个放大阶段T_A时，动态放大器100具有增益gm·ΔVcm/(I1-I2)，该增益大于传统动态放大器提供的有限的增益gm·ΔVcm/I1。
图3为根据本发明另一实施例的动态放大器300的结构。相比于图1的动态放大器100，图3中连接负载电容C1和C2的共模端为电源端VDD。图4示出了控制信号CS_R,CS_A和CSb的波形以及动态放大器300的差分输出Vop和Von的变化。通过使控制信号CS_R在重置阶段T_R使能，差分输出Vop和Von均连接至电源电平(也标记为VDD)。在放大阶段T_A，流过负载电容C1和C2的电流对负载电容C1和C2充电，并且差分输出Vop和Von的电压电平被拉下来。在放大阶段T_A，旁路期间Tb之前流过每个负载电容(C1或C2)的电流为I1。在旁路期间Tb内，流过每个负载电容(C1或C2)的电流均降低至(I1-I2)。当差分输出Vop和Von的共模电压达到预定的共模电压差ΔVcm时，放大阶段结束。取样阶段T_S设置在放大阶段T_A之后。通过旁路设计(参考旁路电流I2)来有效地改善动态放大器300的增益G。
图5为根据本发明另一实施例的动态放大器500的结构。取代放电，连接在共模端GND的负载电容C1和C2在重置阶段被预充电并且在放大阶段放电。图6示出了控制信号CS_R，CS_A和CSb的波形以及动态放大器500的差分输出Vop与Von的变化。通过在重置阶段T_R使控制信号CS_R使能，负载电容C1和C2预充电并且差分输出Vop与Von均连接至电源电平VDD。在放大阶段T_A，提供放电电流以使负载电容C1和C2放电并且差分输出Vop与Von的电压电平下降。在旁路期间Tb之前，每个负载电容(C1或C2)的放电电流均为I1。在旁路期间Tb，每个负载电容(C1或C2)的充电电流均降低至(I1-I2)。当差分输出Vop与Von的共模电压达到预定的共模电压差ΔVcm时，放大阶段T_A结束。取样阶段T_S设置在放大阶段T_A之后。通过旁路设计(参考旁路电流I2)来有效地改善动态放大器500的增益G。
任何在放大阶段对一对负载电容使用旁路设计的动态放大器均考虑在本发明的范围内。
本发明的动态放大器使用开关元件以及连接共模连接端至VDD或GND以移除不需要的静态电流。
负载电路中形成的负载电容对C1和C2可以由其他电路来取代。任何耦合至共模端且能够提供一对差分输出Vop和Von的电路均可以用来替换该对负载电容C1和C2以形成负载电路。
形成驱动器的用于放大的电流源(如104)可以由其他能够对信号放大提供驱动能力的电路来替换。
形成旁路电路的一对旁路电流源106和108可以由其他电路替代。任何能有效地降低负载电路的电流的电路均可以用来替换该对旁路电流源106和108，以形成旁路电路。
图7为根据本发明实施例的包含动态放大器702的芯片700的结构示意图。动态放大器702使用本公开的旁路设计。芯片700进一步包括：前级电路704和后级电路706。前级电路704传送差分输入Vip和Vin至动态放大器702。后级电路706从动态放大器702接收差分输出Vop和Von。
芯片700进一步包括：寄存器R_I2，用于设置由动态放大器702的旁路电流源提供的可变的旁路电流I2。芯片700进一步包括：寄存器R_Tb，用于设置动态放大器702中安排的旁路期间Tb。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种动态放大器，其特征在于，包括：
输入对，接收一对差分输入Vip与Vin，并且提供第一端、第二端以及第三端；
负载电路，耦合至共模端，用于提供一对差分输出Vop和Von；
驱动器，用于对所述动态放大器的信号放大提供驱动能力；以及
旁路电路，可被操作以降低该负载电路的电流；
其中：
该驱动器在放大阶段耦合至该第一端；
该负载电路在该放大阶段耦合至该第二端及该第三端；以及
该旁路电路在该放大阶段中的旁路期间内耦合至该第二端与该第三端。
2.如权利要求1所述的动态放大器，其特征在于，
该负载电路包括：一对负载电容；
该对负载电容提供该对差分输出Vop和Von，并且该对负载电容在该共模端处彼此连接；以及
在该放大阶段，该对负载电容分别耦合至该第二端与该第三端。
3.如权利要求1所述的动态放大器，其特征在于，
该旁路电路包括：一对旁路电流源，可被操作以降低该对负载电容的电流；
其中，在该放大阶段中的该旁路期间内，该对旁路电流源分别耦合至该第二端与该第三端。
4.如权利要求3所述的动态放大器，其特征在于，该对旁路电流源提供可变的旁路电流。
5.如权利要求1所述的动态放大器，其特征在于，该驱动器为电流源，并且该电流源在该放大阶段耦合至该第一端。
6.如权利要求1所述的动态放大器，其特征在于，该旁路期间占据该放大阶段的全部或者一部分。
7.如权利要求1所述的动态放大器，其特征在于，该旁路期间在该放大阶段持续一段时间之后开始。
8.如权利要求1所述的动态放大器，其特征在于，该输入对为晶体管输入对，并且该晶体管输入对中的晶体管的源极连接至该第一端，该晶体管输入对中的晶体管的漏极分别被视为该第二端与该第三端以及该晶体管输入对中的晶体管的栅极接收该对差分输入Vip与Vin。
9.如权利要求1所述的动态放大器，其特征在于，当该对差分输出Vop与Von的共模电压达到预定的共模电压差ΔVcm时，该放大阶段结束。
10.如权利要求9所述的动态放大器，其特征在于，该输入对为晶体管输入对，该驱动器为电流源，该旁路电路包括：一对旁路电流源；
该动态放大器提供的增益为：gm·ΔVcm/(I1-I2·Tb/T_A)；
其中，gm为该晶体管输入对中每个晶体管的跨导，该电流源提供的电流为2I1，该对旁路电流源中每一个提供的电流为I2，T_A为该放大阶段所持续的时长，Tb为该旁路期间所持续的时长。
11.如权利要求2所述的动态放大器，其特征在于，该对负载电容在重置阶段放电，在该放大阶段中充电，其中该重置阶段在该放大阶段之前。
12.如权利要求11所述的动态放大器，其特征在于，
该共模端为地；
该对差分输出Vop与Von在该重置阶段均被下拉至地，以及在该放大阶段升高。
13.如权利要求11所述的动态放大器，其特征在于，
该共模端为电源端；
该对差分输出Vop与Von在该重置阶段连接至该电源端，以及在该放大阶段中下降。
14.如权利要求2所述的动态放大器，其特征在于，该对负载电容在重置阶段预充电，在该放大阶段中放电，其中该重置阶段在该放大阶段之前。
15.如权利要求14所述的动态放大器，其特征在于，
该共模端为地；
该对差分输出Vop与Von在该重置阶段均连接至电源端；
该对差分输出Vop与Von在该放大阶段下降。
16.如权利要求1所述的动态放大器，其特征在于，在对差分输出Vop与Von在取样阶段被取样，其中该取样阶段在该放大阶段之后。
17.一种芯片，其特征在于，包括：
前级电路，
后级电路；以及
动态放大器，其中该动态放大器为权利要求1～16中任一项所述的动态放大器；
其中，该前级电路用于将该对差分输入Vip与Vin传送至该动态放大器，该后级电路用于从该动态放大器接收该对差分输出Vop与Von。
18.如权利要求17所述的芯片，其特征在于，进一步包括：
第一寄存器，用于设置该旁路电路在该负载电路上引起的电流下降量；和/或
第二寄存器，用于设置该旁路期间。
CN201711339660.2A 2016-12-27 2017-12-14 动态放大器及芯片 Active CN108242918B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662439198P 2016-12-27 2016-12-27
US62/439,198 2016-12-27
US15/830,355 2017-12-04
US15/830,355 US10454435B2 (en) 2016-12-27 2017-12-04 Dynamic amplifier and chip using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108242918A true CN108242918A (zh) 2018-07-03
CN108242918B CN108242918B (zh) 2022-03-22

Family

ID=60781893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711339660.2A Active CN108242918B (zh) 2016-12-27 2017-12-14 动态放大器及芯片

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10454435B2 (zh)
EP (1) EP3343765A1 (zh)
CN (1) CN108242918B (zh)
TW (1) TWI661671B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113315504A (zh) * 2020-02-27 2021-08-27 成都纳能微电子有限公司 Sst驱动结构
CN115706568A (zh) * 2021-08-10 2023-02-17 瑞昱半导体股份有限公司 电荷引导式放大电路及其控制方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3588775A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-01 IMEC vzw Dynamic amplifier with common mode voltage control
JP7367774B2 (ja) * 2019-12-12 2023-10-24 日本電信電話株式会社 ドライバ回路
TWI774501B (zh) * 2021-08-04 2022-08-11 瑞昱半導體股份有限公司 基於電荷引導式放大器之放大電路
US11569837B1 (en) * 2021-08-16 2023-01-31 Qualcomm Incorporated Output common-mode control for dynamic amplifiers
US11611318B1 (en) * 2021-11-17 2023-03-21 Realtek Semiconductor Corp. Dynamic amplifier of large output swing
TWI857609B (zh) * 2023-05-15 2024-10-01 瑞昱半導體股份有限公司 放大器電路
US20250141460A1 (en) * 2023-10-31 2025-05-01 Texas Instruments Incorporated Voltage-to-Delay Converter

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4502019A (en) * 1981-12-31 1985-02-26 U.S. Philips Corporation Dynamic amplifier circuit
US20010028273A1 (en) * 2000-03-23 2001-10-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Amplifier device and LCD device
CN101207365A (zh) * 2006-12-20 2008-06-25 上海华虹Nec电子有限公司 增益自举运算放大器
US20120313703A1 (en) * 2011-06-10 2012-12-13 International Business Machines Corporation Restoring output common-mode of amplifier via capacitive coupling
US20130015919A1 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 Infineon Technologies Ag System and Method for Capacitive Signal Source Amplifier
CN103684282A (zh) * 2013-12-24 2014-03-26 清华大学 基于纳米mos器件的低电压低功耗放大器
TW201427274A (zh) * 2012-12-28 2014-07-01 Silicon Image Inc 補償共模信號擺幅

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5124663A (en) * 1991-03-04 1992-06-23 Motorola, Inc. Offset compensation CMOS operational amplifier
TWI316332B (en) * 2004-04-21 2009-10-21 Sony Corp Differential amplifier device, 2-stage amplifier device, and analog/digital converter device
EP2124333B1 (en) * 2008-05-23 2013-01-02 Zoran Corporation Comparator circuit
JP2010213042A (ja) * 2009-03-11 2010-09-24 Renesas Electronics Corp 増幅回路及びアナログ／デジタル変換回路
JP2012039548A (ja) 2010-08-11 2012-02-23 Renesas Electronics Corp ダイナミック増幅器
US8493139B2 (en) * 2011-11-17 2013-07-23 Analog Devices, Inc. Low noise auto-zero circuits for amplifiers
KR102037686B1 (ko) * 2013-04-17 2019-10-31 에스케이하이닉스 주식회사 차동 증폭기 회로
CN104242879B (zh) 2013-06-20 2017-02-08 西安电子科技大学 一种用于高速模数转换器的高速低失调动态比较器
US9520872B2 (en) * 2014-12-23 2016-12-13 Qualcomm Incorporated Linear equalizer with variable gain

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4502019A (en) * 1981-12-31 1985-02-26 U.S. Philips Corporation Dynamic amplifier circuit
US20010028273A1 (en) * 2000-03-23 2001-10-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Amplifier device and LCD device
CN101207365A (zh) * 2006-12-20 2008-06-25 上海华虹Nec电子有限公司 增益自举运算放大器
US20120313703A1 (en) * 2011-06-10 2012-12-13 International Business Machines Corporation Restoring output common-mode of amplifier via capacitive coupling
US20130015919A1 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 Infineon Technologies Ag System and Method for Capacitive Signal Source Amplifier
TW201427274A (zh) * 2012-12-28 2014-07-01 Silicon Image Inc 補償共模信號擺幅
CN103684282A (zh) * 2013-12-24 2014-03-26 清华大学 基于纳米mos器件的低电压低功耗放大器

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FRANK VAN DER GOES,CHRISTOPHER M.WARD: "A 1.5 mw 68 dB SNDR 80 Ms/s 2 $\time$ Interleaved Pipelined SAR ADC in 28 nm cmos", 《IEEE》 *
JAMES LIN,DAEHWA PAIK,SEUNGJIONG LEE,MASSAYA MIYAHARA ,AKIR MATS: "An Ultra-Low-Voltage 160MS/s 7 Bit Interpolated Pipeline ADC Using Dynamic Amplifiers", 《IEEE》 *
JAMES LIN,MASAYA MIYAHARA AND AKIRA MATSUZAWA: "A 15.5dB ,wide signal swing,dynamic amplifier using a common-mode voltage detection technique", 《IEEE》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113315504A (zh) * 2020-02-27 2021-08-27 成都纳能微电子有限公司 Sst驱动结构
CN115706568A (zh) * 2021-08-10 2023-02-17 瑞昱半导体股份有限公司 电荷引导式放大电路及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201824741A (zh) 2018-07-01
US20180183394A1 (en) 2018-06-28
TWI661671B (zh) 2019-06-01
CN108242918B (zh) 2022-03-22
EP3343765A1 (en) 2018-07-04
US10454435B2 (en) 2019-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI661671B (zh) 動態放大器及晶片
CN206211983U (zh) 一种模数转换器电路
CN106374929B (zh) 一种快速响应动态锁存比较器
US8319526B2 (en) Latched comparator circuit
US5955899A (en) Compact comparator
TWI271035B (en) Receiver circuit of semiconductor integrated circuit
CN215682235U (zh) 电路和比较器
WO2020046715A1 (en) Latching sense amplifier
US8476972B2 (en) Method and apparatus for amplifying a time difference
CN103279162B (zh) 基于流水线adc的低功耗基准电压缓冲器
US10230361B2 (en) High-speed clocked comparators
US6356148B1 (en) Systems and methods for enhancing charge transfer amplifier gain
CN104205650A (zh) 基于反相器和开关电容器的静噪检测器装置和方法
US20150244355A1 (en) Low-power offset-stored latch
US20090121911A1 (en) Comparator and a-d converter
Shubhanand et al. Design and simulation of a high speed CMOS comparator
US4818897A (en) Fast one way amplifier stage
CN110247661B (zh) 一种全差分高速低功耗比较器
US11955978B1 (en) Circuit for a voltage comparator
CN111313871A (zh) 动态预放大电路和动态比较器
US5532628A (en) Fast comparator circuit
US10784828B2 (en) Methods and apparatus for an operational amplifier with a variable gain-bandwidth product
CN115051694A (zh) 一种动态比较器及芯片
US20200244256A1 (en) Low-Power Sense Amplifier
CN106292817B (zh) 快速提升输出电流的电压缓冲电路及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant