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读出放大器的制造方法

gecimao 发表于 2019-07-01 14:06 | 查看: | 回复:

  [0001] 本发明涉及一种读出放大器,特别是涉及一种可减少功耗的读出放大器。

  [0002] 图1为现有技术中一种读出放大器的电路结构图。如图1所示,NM0S管ΝΜ0 - 2、 PM0S管ΡΜ0 - PM1组成第一级比较器,NM0S管NM1和NM2组成第一级比较器的差分放大电 路,PM0S管ΡΜ0和PM1为第一级比较器的差分放大电路的有源负载,NM0S管ΝΜ0是第一级 比较器的电流偏置电路;NM0S管NM3、PM0S管PM2组成第二级比较器,PM0S管PM2为第二 级比较器的放大电路,NM0S管匪3是第二级比较器的电流偏置电路。

  [0003] NM0S管ΝΜ0和NM3的源极均接地,其栅极均接电源电压VDD,NM0S管ΝΜ0的漏极 接NM0S管匪1 一 2的源极形成节点C,NM0S管匪1栅极接参考电压VREF,NM0S管匪2栅 极E为读出放大器的输入,一般接位线的漏 极、栅极以及PM0S管PM1的栅极相接组成节点B,NM0S管NM2漏极与PM0S管PM1的漏极和 PM2的栅极相接组成节点A,PM0S管PM0、PM1的源极相接电源电压VDD ;PM0S管PM2的源极 接电源电压VDD,其漏极和NM0S管匪3的漏极相接组成输出节点OUT。

  [0004] 由于两级比较器的电流偏置电路的栅极直接接电源电压VDD,则其输出电流直接 和电源电压正相关,同时由于工艺参数的变化,M0S管的阈值电压有较大差别,这进一步导 致电流源的输出电流差异增大,在〇. 18um IBG工艺下,VDD范围是1.8V±0. 25V,即1.55~ 2. 05V,再计入工艺角影响,读出电路电流比达到近5倍,难以取得良好的产品性能和一致 性。

  [0005] 为克服上述现有技术存在的不足,本发明之一目的在于提供一种读出放大器,其 通过将读出放大器的比较器的电流偏置电路的管子栅极固定在一个跟阈值电压相关、跟电 源电压弱相关的电位上,减少了读出放大器在电源电压和工艺变化下的功耗。

  [0006] 为达上述及其它目的,本发明提出一种读出放大器,包括第一级比较器、第二级比 较器,该读出放大器还包括一电源弱相关偏置电压产生电路,该电源弱相关偏置电压产生 电路分别连接该第一级比较器与该第二级比较器的电流偏置电路,以产生一与阈值电压相 关而与电源电压弱相关的偏置电压给该第一级比较器与该第二级比较器的电流偏置电路。

  [0007] 进一步地,该电源弱相关偏置电压产生电路包括一源极跟随器及一钳位电路,该 钳位电路用于产生一与电源弱相关而与工艺相关的基准电压,该源极跟随器用于对该基准 电压进行微调并增加电路的带负载能力。

  [0008] 进一步地,该钳位电路包括第四PM0S管、第四NM0S管、第五NM0S管及第一电阻, 该第四PM0S管源极与该第五NM0S管漏极接电源电压,该第五NM0S管栅极与该第四PM0S 管的漏极、该第四NM0S管的漏极相接形成第一节点,该第五NM0S管源极与该第四PM0S管 栅极、该第四NM0S管栅极以及第一电阻相接形成第二节点,该第一电阻的另一端接地。

  [0009] 进一步地,该源极跟随器包括第六NM0S管和第二电阻,该第六NM0S管漏极接电源 电压,栅极接该第一节点,源极与该第二电阻一端相接形成输出节点,该第二电阻另一端接 地。

  [0010] 进一步地,该输出节点与该第一级比较器及该第二级比较器的电流偏置电路连接 以提供一与阈值电压相关而与电源电压弱相关的偏置电压。

  [0011] 进一步地,该第一级比较器与该第二级比较器的电流偏置电路为一 NM0S管,该输 出节点连接该NM0S管栅极。

  [0012] 与现有技术相比,本发明一种读出放大器通过利用电源弱相关偏置电压产生电路 提供一与阈值电压相关而与电源电压弱相关的偏置电压给第一比较器与第二比较器的电 流偏置电路,使得两个比较器的电流偏置电路的管子栅极固定在一个跟阈值电压相关、跟 电源电压弱相关的电位上,减少了读出放大器在电源电压和工艺变化下的功耗。

  [0015] 图3为本发明较佳实施例中电源弱相关偏置电压产生电路22的电路示意图;

  [0017] 以下通过特定的具体实例并结合【附图说明】本发明的实施方式,本领域技术人员可 由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同 的具体实例加以施行或应用,本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用,在不背离 本发明的精神下进行各种修饰与变更。

  [0018] 图2为本发明一种读出放大器的电路结构示意图。如图2所示,本发明一种读出 放大器,至少包括:第一级比较器20、第二级比较器21以及电源弱相关偏置电压产生电路 22〇

  [0019] 其中第一级比较器20与第二级比较器21的结构与现有技术一样,第一级比较器 20 包括 NM0S 管 ΝΜ0 - NM2 及 PM0S 管 ΡΜ0 - PM1,第二级比较器 21 包括 NM0S 管 NM3、PM0S 管PM2,与现有技术不同的是,第一级比较器20的电流偏置电路的NM0S管ΝΜ0与第二级比 较器21的电流偏置电路的NM0S管匪3的栅极接电源弱相关偏置电压产生电路22,该电源 弱相关偏置电压产生电路22用以产生一与阈值电压相关而与电源电压弱相关的偏置电压 提供给第一级比较器20与第二级比较器21的电流偏置电路。

  [0020] 图3为本发明较佳实施例中电源弱相关偏置电压产生电路22的电路示意图。如 图3所示,该电源弱相关偏置电压产生电路22包括源极跟随器221及钳位电路222,钳位电 路222用于产生一电源弱相关而与工艺相关的基准电压,源极跟随器221用于对基准电压 进行微调并增加电路的带负载能力。

  [0021] 具体的说,PM0S管PM4(可称之为第四PM0S管)、NM0S管NM4-NM5(可分别称之为 第四NM0S管、第五NM0S管)和电阻R1组成钳位电路,钳位电路用于产生一电源弱相关的 基准电压,NM0S管NM6和电阻R2组成源极跟随器以微调

  用于缓冲机电的制动力放大器的螺纹传动的扭转的方法,螺纹传动和机电的制动力放大器的制造方法

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