动态偏置电路及使用该动态偏置电路的离散时间电路的制作方法

【】本发明涉及电路设计，尤其涉及一种动态偏置电路及使用该动态偏置电路的离散时间电路。

背景技术

0、背景技术：

1、动态偏置技术在离散时间电路中运用比较普遍。以离散时间积分器为例子：积分器的工作周期主要分为采样周期和积分周期，在采样周期，积分器内部的运放输出不发生变化，只有在积分周期，运放的输出才需要有压摆率来驱动负载电容使输出电压发生变化。这意味着，运放在采样周期的功耗可以比积分周期的功耗低很多。因此，传统的方式是会在采样周期通过开关控制，使得这个周期内的运放功耗更低，然后在积分周期让运放的功耗又变高。

2、问题就在于，一般的开关瞬间让运放(运算放大器)的功耗降低是很容易的，但是让运放的功耗瞬间变高却很难。因为运放的偏置电路有很多的寄生电容，而运放的电流要变大则意味着偏置电路上的偏置电压会变大，这就意味着偏置电路有一个电流要对电容充电，从而最终偏置电压才能变高。这就限制了离散时间积分器的工作频率，因为工作频率要足够低，才能等运放的功耗变高，才能在积分周期让运放有足够的压摆率。

3、因此，有必要提出一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本发明的目的之一在于提供一种动态偏置电路及使用该动态偏置电路的离散时间电路，其能够提供瞬间变大的偏置电流。

2、根据本发明的一个方面，本发明提供一种动态偏置电路，其包括第一开关s11、第二开关s12、第三开关s21、第四开关s22、第五开关s23、预充电电流源i1、偏置电流源i2、第一预充电电容cs1、第二预充电电容cs2、第一mos管mn1和第二mos管mn2，所述预充电电流源i1的输入端与电源端相连，其输出端与所述第一开关s11的第一连接端相连，所述第一开关s11的第二连接端与所述第二预充电电容cs2的第一连接端相连，所述第二预充电电容cs2的第二连接端接地；所述第二开关s12的第一连接端与所述预充电电流源i1的输出端相连，其第二连接端与所述第一预充电电容cs1的第一连接端相连，所述第一预充电电容cs1的第二连接端接地；所述第三开关s21的第一连接端与所述第二预充电电容cs2的第一连接端相连，其第二连接端与连接节点a相连；所述偏置电流源i2的输入端与电源端相连，其输出端与所述第四开关s22的第一连接端相连，所述第四开关s22的第二连接端与连接节点b相连；所述第五开关s23的第一连接端与所述第一预充电电容cs1的第一连接端相连，其第二连接端与所述连接节点b相连；所述第一mos管mn1的第一连接端与所述连接节点b相连，其第二连接端接地，其控制端与其第一连接端相连；所述第二mos管mn2的第一连接端与所述连接节点a相连，其第二连接端接地，其控制端与所述第一mos管mn1的控制端相连。

3、进一步的，当控制所述第一开关s11和第二开关s12导通时，控制所述第三开关s21、第四开关s22和第五开关s23关断；当控制所述第一开关s11和第二开关s12关断时，控制所述第三开关s21、第四开关s22和第五开关s23导通。

4、进一步的，所述第一mos管mn1为nmos晶体管，所述第一mos管mn1的第一连接端、第二连接端和控制端分别为nmos晶体管的漏极、源极和栅极；所述第二mos管mn2为nmos晶体管，所述第二mos管mn2的第一连接端、第二连接端和控制端分别为nmos晶体管的漏极、源极和栅极。

5、进一步的，所述第三开关s21为nmos晶体管，所述第三开关s21的第一连接端、第二连接端和控制端分别为nmos晶体管的漏极、源极和栅极；所述第四开关s22为nmos晶体管，所述第四开关s22的第一连接端、第二连接端和控制端分别为nmos晶体管的漏极、源极和栅极；所述第五开关s23为nmos晶体管，所述第五开关s23的第一连接端、第二连接端和控制端分别为nmos晶体管的漏极、源极和栅极。

6、进一步的，在所述第一mos管mn1的控制端与接地端之间形成第一寄生电容cp1，在所述第二mos管mn2的第一连接端与接地端之间形成第二寄生电容cp2，在控制所述第一开关s11和第二开关s12导通，且控制所述第三开关s21、第四开关s22和第五开关s23关断时，所述预充电电流源i1给第一预充电电容cs1和第二预充电电容cs2进行预充电；在控制所述第一开关s11和第二开关s12关断，且控制所述第三开关s21、第四开关s22和第五开关s23导通时，所述第一预充电电容cs1的电荷将与所述第一寄生电容cp1共享，所述第二预充电电容cs2的电荷将与第二寄生电容cp2共享。

7、进一步的，所述连接节点a与电流镜相连，所述连接节点a给所述电流镜提供偏置电流。

8、根据本发明的另一个方面，本发明提供一种离散时间电路，其包括如本发明所述的动态偏置电路。

9、进一步的，所述离散时间电路为离散时间积分器；所述离散时间积分器的一个工作周期包括采样周期和积分周期；在一个工作周期中，在所述采样周期时，控制所述第一开关s11和第二开关s12导通，且控制所述第三开关s21、第四开关s22和第五开关s23关断，在所述积分周期时，控制所述第一开关s11和第二开关s12关断，且控制所述第三开关s21、第四开关s22和第五开关s23导通。

10、与现有技术相比，本发明解决了传统的动态偏置技术开启慢的问题，通过改进偏置电路，使得其能够提供瞬间变大的偏置电流。

技术特征：

1.一种动态偏置电路，其特征在于，其包括第一开关s11、第二开关s12、第三开关s21、第四开关s22、第五开关s23、预充电电流源i1、偏置电流源i2、第一预充电电容cs1、第二预充电电容cs2、第一mos管mn1和第二mos管mn2，

2.根据权利要求1所述的动态偏置电路，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的动态偏置电路，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的动态偏置电路，其特征在于，

5.根据权利要求2所述的动态偏置电路，其特征在于，

6.根据权利要求2所述的动态偏置电路，其特征在于，

7.一种离散时间电路，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的离散时间电路，其特征在于，

技术总结本发明提供一种动态偏置电路及使用该动态偏置电路的离散时间电路，动态偏置电路包括第一开关S11、第二开关S12、第三开关S21、第四开关S22、第五开关S23、预充电电流源I1、偏置电流源I2、第一预充电电容Cs1、第二预充电电容Cs2、第一MOS管MN1和第二MOS管MN2。与现有技术相比，本发明解决了传统的动态偏置技术开启慢的问题，通过改进偏置电路，能让运放的功耗以很短的时间内变大，大大加快了运放的“开启”速度，从而使得这样的运放构成的离散时间电路能工作在更高的频率。技术研发人员：罗志男,布莱克梅尔·斯蒂芬,威特·弗雷克受保护的技术使用者：美新半导体（天津）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1