采用折叠式共源共栅结构实现高速CMOS全差分运算放大器的设计

采用折叠式共源共栅结构实现高速CMOS全差分运算放大

器的设计

折叠式共源共栅结构是一种常用于高速CMOS全差分运算放大器设计

的电路结构。它结合了共源和共栅结构的优点，在设计高速差分运算放大

器时具有重要的应用价值。

在设计高速CMOS全差分运算放大器时，首先需要确定电路的工作频

率和增益要求。然后，根据设计要求选择合适的MOS管尺寸以及电路拓扑

结构。在采用折叠式共源共栅结构之前，我们先来了解一下共源和共栅结

构的特点。

共源结构是一种常见的差分放大器结构，它提供了较大的增益和较高

的输入阻抗，但由于电流镜电路(如PMOS电流镜)的引入，使得其增益和

频率特性受到限制。

共栅结构是一种常见的高速差分放大器结构，它具有良好的增益和频

率特性，但输入阻抗较低。因此，为了综合考虑增益、频率特性和输入阻抗，我们可以采用折叠式共源共栅结构。

折叠式共源共栅结构的基本原理是将两个共源结构和两个共栅结构连

接在一起形成一个差分放大器。其中，一个共源结构用作输入级，另一个

共源结构用作输出级。同时，一个共栅结构用于提供增益，另一个共栅结

构用于提供带宽。

具体来说，折叠式共源共栅结构的输入级包含一个共源结构和一个共

栅结构。其中，共源结构的输入端连接输入信号，输出端通过一个电流源

连接到共源结构的源极。共栅结构通过一个电流源连接到共源结构的源极。这样，共源结构和共栅结构共同构成输入级。

折叠式共源共栅结构的输出级也包含一个共源结构和一个共栅结构。

其中，共源结构的源极通过一个电流源连接到地，栅极接受输入信号。共

栅结构的源极通过一个电流源连接到共源结构的源极。这样，共源结构和

共栅结构共同构成输出级。

在折叠式共源共栅结构中，输入级的共源结构和共栅结构提供了较大

的增益和较高的输入阻抗，输出级的共源结构和共栅结构提供了较大的带

宽和较低的输出阻抗。通过适当选择MOS管的尺寸和电流源的电流，可以

实现高速差分运算放大器的设计要求。

综上所述，采用折叠式共源共栅结构可以实现高速CMOS全差分运算

放大器的设计。通过合理的电路拓扑结构和参数调整，可以满足设计要求，并获得较高的工作频率、增益和带宽。在实际设计中，还需要考虑电源噪声、温度漂移等因素，并采取相应的措施进行优化。