一種用于adc的gbw可調的全差分運算放大器的制造方法
【技術領域】
[OOOU 本發明設及運算放大器設計技術領域，具體設及一種用于ADC的GBW可調的全差 分運算放大器。
【背景技術】
[0002] 隨著無線通信的快速發展，衍生出應用于不同領域的通信協議。為了滿足多標準 通信協議的要求，系統中的ADC需要工作在不同的采樣速率，同時提供足夠高的精度和效 率。為了解決該些問題，許多功耗可縮減的ADC結構被提了出來。一般當ADC的采樣頻率 比較高時，運放必須具有較大的單位增益帶寬W滿足建立時間的要求，該就需要消耗較大 的電流；而當采樣頻率降低時，對建立時間的要求降低，有較大單位增益帶寬的運放將浪費 很多功耗，降低了ADC工作在低采樣速率下的效率。
【發明內容】
[000引為解決上述技術問題，本發明提供了一種用于ADC的GBW可調的全差分運算放大 器，該運算放大器的單位增益帶寬受ADC采樣速率的控制而自動調節，優化了流水線ADC在 不同采樣速率下消耗的功耗，提高了ADC的效率。
[0004] 本發明通過W下技術方案得W實現。
[0005] 本發明提供的一種用于ADC的GBW可調的全差分運算放大器，包括兩相非交疊時 鐘產生器、開關電容電流源、偏置電路和運放主電路；所述兩相非交疊時鐘產生器提供非交 疊時鐘信號給開關電容電流源和運放主電路；開關電容電流源產生與采樣頻率相關的參考 電流源給偏置電路；偏置電路向主運放模塊提供所需的偏置電壓。
[0006] 所述兩相非交疊時鐘產生器由兩條支路并聯而成，所述兩條支路分別由多個反相 器和與口串聯而成的；所述兩條支路之間還交叉連接，所述兩條支路均通過放大器輸出時 鐘信號。
[0007] 所述開關電容電流源包括開關管MP1~MP2、開關管麗1~MN4、放大器A3、電容 C0~C3和電阻R0,所述開關管MN1~MN4的柵極分別與兩相非交疊時鐘產生器對應的輸 出端連接，所述開關管MN1的源極與開關管MN3的漏極連接，所述開關管MN2的源極與開關 管MN4的漏極連接，所述開關管MN3、MN4的源極分別接地，所述開關管MN3的源極和漏極之 間串聯有電容C1，所述開關管MN4的源極和漏極之間串聯有電容C2。
[000引所述開關管MNUMN2的漏極相連后通過電容C3接地，所述開關管MN1的漏極還分 別與開關管MP1的漏極、放大器A3的同相輸入端連接。
[0009] 所述放大器A3的反相輸入端與參考電壓Vuf端連接，輸出端與開關管MP1的柵極 連接；所述開關管MP1的柵極通過電阻R0與開關管MP2的柵極連接，所述開關管MP2的柵 極還通過電容C0與電源連接，所述開關管MP1、MP2的源極均與電源連接，所述開關管MP2 的漏極輸出電流到偏置電路。
[0010] 所述偏置電路包括開關管MP3~MP7、開關管麗5~麗15和輸入電流Iren~ Iref3,所述開關管MN6、麗7和MN9的漏極分別通過輸入電流Iref1、Iref2和Ire巧與電源 連接，所述開關管MN6的源極與開關管MN7的源極相連后與開關管MN5的漏極連接，所述開 關管麗5、MN6的柵極均與開關管MN6的漏極連接。
[0011] 所述開關管麗7的柵極與漏極相連后與開關管MN9的柵極連接，所述開關管MN9 的漏極還分別與開關管MN8、MN10、MN12和MN14的柵極連接后再與Vb"i端連接；所述開關管MN8的漏極與開關管MN9的源極連接。
[001引所述開關管MN9的柵極還分別與開關管麗11、麗13和麗15的柵極連接后再與Vb"2 端連接；所述開關管麗11、麗13和麗15的源極分別與開關管麗10、麗12和麗14的漏極對 應連接，漏極分別與開關管MP4、MP5和MP6的漏極對應連接；所述開關管麗5、MN8、麗10、 麗12和麗14的源極均接地。
[0013] 所述開關管MP4、MP5的源極相連后與開關管MP3的漏極連接，所述開關管MP3的 柵極分別與MP4的柵極和漏極連接，所述開關管MP5的柵極和漏極分別與Vbp2端連接相連 后再與開關管MP6的柵極連接，所述開關管MP6的源極與開關管MP7的漏極連接，所述開關 管MP7的柵極和開關管MP6的漏極還分別與Vbpi端連接；所述開關管MP3和MP7的源極分 別與電源連接。
[0014] 所述輸入電流Iref 1~Iref3滿足關系式；4Iref 1=Iref2=Iref3。
[0015] 所述運放主電路由主運放模塊、輔助運放模塊A1~A2、開關共模反饋模塊串并聯 而成，所述主運放模塊包括開關管MP8~MP15、開關管MN16~MN19,所述開關管MP10、MP14 和MP15的源極均與電源連接，所述開關管MP10的漏極與開關管MP11的源極連接，所述開 關管MP11的漏極分別與開關管MP8和MP9的源極連接，所述開關管MP8、MP9、MP10和MP11 的柵極分別與Vip端、Vi。端、Vpbi端和Vpb2端對應連接。
[0016] 所述MP8的漏極分別與開關管MN18的漏極、開關管MN16的源極連接后與輔助運 放模塊A2的輸入端連接；所述MP9的漏極分別與開關管麗19的漏極、開關管麗17的源極 連接后與輔助運放模塊A2的輸入端連接；所述開關管MN18和MN19的柵極相連后與Vtmfb端 連接，源極接地；所述開關管MN16和MN17的柵極與輔助運放模塊A2的輸出端對應連接。
[0017] 所述開關管麗16的漏極和開關管MP12的漏極相連后與V。。端連接，所述開關管 MN17的漏極和開關管MP13的漏極相連后與V。。端連接；所述開關管MP12、MP13的柵極分別 與輔助運放模塊A1對應的輸出端連接，所述開關管MP12的源極與開關管MP14的漏極連接 后與輔助運放模塊A1的輸入端連接，所述開關管MP13的源極與開關管MP15的漏極連接后 與輔助運放模塊A1的輸入端連接，所述開關管MP14和MP15的柵極相連后與Vbpi端連接。
[0018]所述開關共模反饋模塊包括電容C1-1~C1-4、電容C2-1~C2-2,開關CLK1-1~ CLK1-6和開關CLK2-1~CLK2-6,所述開關CLK1-1~CLK1-6由時鐘信號CLK1控制，所述開關CLK2-1~CLK2-6由時鐘信號CLK2控制；所述電容C1-1的一端分別通過開關CLK2-1、 CLK1-1與V。。端、V。。端對應連接，另一端分別與Vb"i端、Vtmfb端和電容C1-2連接，所述電容 C1-1與Vtoi端連接的支路上還串聯有開關CLK2-3,所述電容C1-1與V 端連接的支路上 還串聯有開關CLK1-3,所述電容C1-2的另一端通過開關CLK2-5、CLK1-5分別與端、V。。 端對應連接。
[0019]所述V。。端和Vcmfb端之間還串聯有電容C2-1，所述Vcnrfb端和V。。端之間還串聯有 電容C2-2。
[0020] 所述電容Cl-3的一端分別通過開關CLKl-2、CLK2-2與V。。端、V。。端對應連接，另 一端分別與VbDi端、Vcrfb端和電容C1-4連接，所述電容C1-3與Vb"i端連接的支路上還串聯 有開關CLK1-4,所述電容C1-3與VtmA端連接的支路上還串聯有開關CLK2-4,所述電容C1-4 的另一端通過開關CLK1-6、CLK2-6分別與V。。端、V。。端對應連接。
[0021] 所述輔助運放模塊A1包括開關管MN20~MN30、開關管MP16~MP24,所述開關管 MP16、MP18、MP20和MP23的源極均與電源連接，所述開關管MP16、MP18的柵極相連后與Vbpi 端連接，所述開關管MP16的漏極分別與開關管MN20的漏極、MP17的源極連接，所述MP18的 漏極分別與開關管麗21的漏極、MP19的源極連接；所述開關管麗20、麗21共源，且開關管 麗20的柵極與Vip端連接，開關管麗21的柵極與V1。端連接；所述開關管麗22的漏極與開 關管麗