一种增强型FVF电路制造技术

本发明专利技术属于电子电路技术领域，具体涉及一种增强型FVF电路。本发明专利技术的电路相比于传统的FVF电路拥有更低的输出阻抗，且相对于传统FVF电路并未增加电路复杂度。增强型FVF电路可用于运放输出级、线性稳压器电路和一些需要低输出阻抗的电路中等。本发明专利技术通过增加一个共源共栅管、一个PMOS跟随器来提高环路增益，实现了更低的输出阻抗，增加的共源共栅管的输入端恒接地，避免了额外的偏置电压。本发明专利技术的增强型FVF电路因其简单而有效的结构，使得其具有广泛的应用场景。泛的应用场景。泛的应用场景。

【技术实现步骤摘要】
一种增强型FVF电路


[0001]本专利技术属于电子电路
，具体涉及一种增强型FVF电路。

技术介绍

[0002]传统FVF结构如图1所示，它的原理是通过Shunt
‑
Shunt负反馈来减小跟随器的输出电阻，其输出电阻可以表示为
[0003][0004]公式(1)中g
MC1
为晶体管MC1的跨导，g
MC2
为晶体管MC2的跨导，r
oMC1
为MC1的小信号输出电阻。相比于传统源跟随器的输出电阻，传统的FVF电路通过局部负反馈结构将输出电阻降低几倍到几十倍，但是在某些场合，需要更低的输出电阻来达到更优的性能。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提出了一种增强型FVF电路结构，如图2所示。此专利技术通过增加一个共源共栅MOS管和一个PMOS跟随器来提高环路增益，达到进一步减小输出电阻的目的，另外，所增加的共源共栅MOS管的输入端恒接地，避免了额外的偏置电路。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]一种增强型FVF电路，其特征在于，包括第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第一电流源I1、第二电流源I2；其中，
[0008]第一晶体管M1的源极接第三晶体管M3的漏极且作为输出端，第一晶体管M1的漏极接第二晶体管M2的源极，第一晶体管M1的栅极接输入电压Vin；
[0009]第二晶体管M2的源极接第一晶体管M1的漏极，第二晶体管M2的漏极接第一电流源I1的正向端，第二晶体管M2的栅极接地；
[0010]第三晶体管M3的源极接电源VDD，第三晶体管M3的栅极接第四晶体管M4的源极和第二电流源I2的反向端；
[0011]第四晶体管M4的源极接第三晶体管M3的栅极，第四晶体管M4的漏极接地和第一电流源I1的反向端，第四晶体管M4的栅极第一电流源I1的正向端和第二晶体管M2的漏极。
[0012]本专利技术中使用的电流源包括第一电流源I1、第二电流源I2在实际电路中均使用MOS管作为代替，可以用简单的电流镜电路进行偏置。第四晶体管M4作为源跟随器引入，其目的在于将第三晶体管M3的栅极电压做电平移位，让第三晶体管M3的栅极电压不过低，以此保证再引入共源共栅管之后能有足够的输出摆幅。
[0013]本专利技术的有益效果是：通过简单的增加一个第二晶体管M2作为共源共栅管，在不增加功耗的情况下进一步提高环路增益，达到进一步减小输出电阻的目的。第四晶体管M4作为源跟随器引入，其目的在于将第三晶体管M3的栅极电压做电平移位，让第三晶体管M3的栅极电压不过低，以此保证在引入共源共栅管之后能有足够的输出电压摆幅。
附图说明
[0014]图1为传统FVF电路结构；
[0015]图2为本专利技术的增强型FVF电路结构；
[0016]图3为本专利技术的增强型FVF电路结构和传统FVF电路结构的输出阻抗仿真图对比示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图详细描述本专利技术的技术方案：
[0018]本专利技术的增强型FVF电路包括第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第一电流源I1、第二电流源I2其中：第一晶体管M1的源极接第三晶体管M3的漏极且作为输出端，漏极接第二晶体管M2的源极，栅极接输入；第二晶体管M2的源极接第一晶体管M1的漏极，漏极第一电流源I1的正向端，栅极接地；第三晶体管M3的源极接电源，漏极接第一晶体管M1的源极且作为输出端，栅极接第四晶体管M4的源极、第二电流源I2的反向端；第四晶体管M4的源极接第三晶体管M3的栅极，漏极接地和第一电流源I1的反向端，栅极第一电流源I1的正向端和第二晶体管M2的漏极；第一电流源I1的正向端接第四晶体管M4的栅极和接第二晶体管M2的漏极，反向端接第四晶体管M4的漏极和地；第二电流源I2的正向端接电源，反向端接第四晶体管M4的源极和接第三晶体管M3的栅极。
[0019]增强型FVF电路的输出电阻可以表示为
[0020][0021]公式(2)中g
m1
和r
o1
分别为第一晶体管M1的跨导和小信号输出电阻，g
m2
和r
o2
分别为第二晶体管M2的跨导和小信号输出电阻，g
m3
为第三晶体管M3的跨导。通过对比公式(1)和公式(2)，相比于传统FVF电路增强型FVF电路的输出电阻为传统型FVF电路输出电阻的1/(g
m1
*r
o1
)。
[0022]第四晶体管M4作为源跟随器将第三晶体管M3的栅极电压抬高，避免了因为第二晶体管M2的加入而导致的输出摆幅减小。对此可以进行如下阐述:当第二晶体管M2加入后，需要消耗一个漏源电压V
ds2
，进而削减了输出电压摆幅，且第二晶体管M2的漏级电压更低，假设没有第四晶体管M4作为源跟随器，第三晶体管M3的栅源电压则较大，即第四晶体管M3的过驱动电压较大，第三晶体管M3需要很大的漏源电压V
ds3
来保证第三晶体管M3工作在饱和区，这无疑减小了输出电压摆幅。通过加入第四晶体管M4作为源跟随器，将第三晶体管M3的栅极电压太高一个第四晶体管M4的栅源电压V
gs4
来有效减小第三晶体管M3的过驱动电压，从而一个较小的V
ds3
即可让第三晶体管M3工作在饱和区。
[0023]实际电路中第一电流源I1和第二电流源I2用沟道长度较长的MOS管代替，可以用简单的电流镜电路作为偏置。第二晶体管M2的栅极恒接地，避免了额外的偏置电路。当此FVF电路结构用于线性稳压器电路中时，第三晶体管M3需要较大的尺寸以提供较大的电流；当用作放大器的输出级时，各个晶体管取适合于正常工作区域的尺寸。
[0024]附图3所示为本专利技术的增强型FVF电路结构和传统FVF电路结构的输出阻抗仿真对比图。可以看出，增强型FVF电路低频输出电阻远远小于传统FVF电路输出电阻，这得益于更
大的负反馈环路增益。另外需要说明的是，增强型FVF电路与传统型FVF电路一样具有输出阻抗在频带上有尖峰的问题。这与FVF电路结构本身特性有关，不在本专利技术讨论范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强型FVF电路，其特征在于，包括第一晶体管(M1)、第二晶体管(M2)、第三晶体管(M3)、第四晶体管(M4)、第一电流源(I1)、第二电流源(I2)；其中，第一晶体管(M1)的源极接第三晶体管(M3)的漏极且作为输出端，第一晶体管(M1)的漏极接第二晶体管(M2)的源极，第一晶体管(M1)的栅极接输入电压Vin；第二晶体管(M2)的源极接第一晶体管(M1)的漏极，第二晶体管(M2)的漏极接第一电流源(I1)的正向端，第二晶体管(M2)的栅极接地；第三晶体管(...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐鹤，熊兴，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：