CN103107791A

CN103107791A - 带宽恒定的增益线性可变增益放大器

Info

Publication number: CN103107791A
Application number: CN2012105908663A
Authority: CN
Inventors: 吴建辉; 尹海峰; 李红; 陈超; 白春风; 刘智林; 徐哲; 杨仲盼
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University Wuxi branch
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2032-12-31
Also published as: CN103107791B

Abstract

本发明公开了一种带宽恒定的增益线性可变增益放大器，该可变增益放大器包含共源级放大器和增益调节网络；共源级放大器包括第一N型金属氧化物晶体管、第五N型金属氧化物晶体管、第一P型金属氧化物晶体管、第二P型金属氧化物晶体管和第一电流源；增益调节网络包括第二至第八N型金属氧化物晶体管、第二至第十电流源和第一至第十五开关。该结构的放大器具有带宽恒定的特点，同时通过不同的控制字，能够使增益达到精确的线性效果。

Description

带宽恒定的增益线性可变增益放大器

技术领域

本发明涉及一种放大器，具体来说，涉及一种带宽恒定的增益线性可变增益放大器。

背景技术

在射频信号接收链路中，可变增益放大器的作用是在输入信号变化的范围内保证输出信号的恒定。从整个接收链路考虑，放大器应具有较高的线性度。此外，可变增益放大器作为中频模块的主要部分之一，应具有良好的带宽来保证信号的稳定传输和更有效的抑制非频带信号。

可变增益放大器根据控制信号的不同可分为模拟信号控制可变增益放大器和数字信号控制可变增益放大器。模拟控制可变增益放大器需要单独构造指数电压产生电路，CMOS实现下较为困难。数字控制可变增益放大器通过控制数字编码方式实现增益的dB线性。相比于模拟信号控制可变增益放大器，数字信号控制可变增益放大器不需要单独构造指数电压产生电路，并且可以在离散点优化增益值，提高增益精度，同时也有利于低功耗。因此，数字可变增益放大器已越来越多的成为射频接收链路中的主流方式。

数字可变增益放大器主要分为开环结构和闭环结构。这两者都是通过数字信号控制开关实现增益与数字信号的dB线性关系。闭环结构通过改变反馈网络从而改变反馈因子来实现增益可变，其增益精度高，但是存在带宽较小、功耗较大等缺点；开环结构主要通过改变等效跨导或者输出阻抗来实现增益可变，一般其增益控制范围较大，带宽较宽，功耗较低，但增益精度较差。常见的开环结构有很多，基于可编程负载的可变增益放大器，虽然能够实现增益dB线性变化，但放大器的带宽会随着增益的增大而减小。基于二极管负载差分对的可变增益放大器，通过改变输入管和负载管的跨导来改变放大器的增益，同样面临着带宽变化的问题。

同时，一般的基于可编程跨导的可变增益放大器通过简单的改变输入管的尺寸或者改变偏置电流来改变输入管的跨导，在单一的改变尺寸或电流时，输入管的过驱动电压发生变化，使得作为偏置电流源的晶体管漏源电压变化，从而使得以电流镜方式产生的电流源误差变化较大。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种带宽恒定的增益线性可变增益放大器，该结构的放大器具有带宽恒定的特点，同时通过控制字控制开关的导通与断开，能够使增益达到精确的线性关系。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种带宽恒定的增益线性可变增益放大器，该可变增益放大器包含共源级放大器和增益调节网络；其中：

共源级放大器包括第一N型金属氧化物晶体管、第五N型金属氧化物晶体管、第一P型金属氧化物晶体管、第二P型金属氧化物晶体管和第一电流源；

增益调节网络包括第二N型金属氧化物晶体管、第三N型金属氧化物晶体管、第四N型金属氧化物晶体管、第六N型金属氧化物晶体管、第七N型金属氧化物晶体管、第八N型金属氧化物晶体管、第二电流源、第三电流源、第四电流源、第五电流源、第六电流源、第七电流源、第八电流源、第九电流源、第十电流源、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、第九开关、第十开关、第十一开关、第十二开关、第十三开关、第十四开关和第十五开关；

输入信号正端与第一N型金属氧化物晶体管、第二N型金属氧化物晶体管、第三N型金属氧化物晶体管和第四N型金属氧化物晶体管的栅极连接；第一N型金属氧化物晶体管的漏极和第一P型金属氧化物晶体管的漏极连接，第一P型金属氧化物晶体管的漏极与栅极连接，第一P型金属氧化物晶体管的源极接电源电压；第一N型金属氧化物晶体管的源极与第二N型金属氧化物晶体管的源极、第三N型金属氧化物晶体管的源极、第四N型金属氧化物晶体管的源极、第五N型金属氧化物晶体管的源极、第六N型金属氧化物晶体管的源极、第七N型金属氧化物晶体管的源极和第八N型金属氧化物晶体管的源极连接，同时与第一电流源、第一开关、第二开关和第三开关的一端连接；第一开关的另一端与第二电流源的一端连接，第二开关的另一端与第三电流源的一端连接，第三开关的另一端与第四电流源的一端连接；第一电流源、第二电流源、第三电流源和第四电流源的另一端接地；第四开关的一端与第二N型金属氧化物晶体管的漏极连接，第五开关的一端与第三N型金属氧化物晶体管的漏极连接，第六开关的一端与第四N型金属氧化物晶体管的漏极连接；第四开关、第五开关和第六开关的另一端与第一N型金属氧化物晶体管的漏极连接，同时与第十开关、第十一开关和第十二开关的一端连接，作为放大器输出信号的正端；第十开关的另一端与第七电流源的一端连接，第十一开关的另一端与第六电流源的一端连接，第十二开关的另一端与第五电流源的一端连接；第五电流源、第六电流源和第七电流源的另一端接电源电压；输入信号负端与第五N型金属氧化物晶体管、第六N型金属氧化物晶体管、第七N型金属氧化物晶体管和第八N型金属氧化物晶体管的栅极连接；第五N型金属氧化物晶体管的漏极和第二P型金属氧化物晶体管的漏极连接，第二P型金属氧化物晶体管的漏极与栅极连接，第二P型金属氧化物晶体管的源极接电源电压；第七开关的一端与第六N型金属氧化物晶体管的漏极连接，第八开关的一端与第七N型金属氧化物晶体管的漏极连接，第九开关的一端与第八N型金属氧化物晶体管的漏极连接；第七开关、第八开关和第九开关的另一端与第五N型金属氧化物晶体管的漏极连接，同时与第十三开关、第十四开关和第十五开关的一端连接，作为放大器输出信号的负端；第十三开关的另一端与第八电流源的一端连接，第十四开关的另一端与第九电流源的一端连接，第十五开关的另一端与第十电流源的一端连接；第八电流源、第九电流源和第十电流源的另一端接电源电压。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.带宽恒定。本发明的可变增益放大器处于接收机***模拟信号链路的最后一级，放大器的输入信号工作在低频状态。本发明的可变增益放大器，带宽受到增益变化的影响很小，基本上保持不变，这样可以更好的滤除带宽以外的信号。本发明的带宽恒定的可变增益放大器使第一P型金属氧化物晶体管和第二P型金属氧化物晶体管以二极管方式连接并作为差分两路的负载，通过开关控制字控制并联的电流源使得流过第一P型金属氧化物晶体管和第二P型金属氧化物晶体管的电流不来保证其阻抗不变。若该晶体管阻抗较小，则放大器的输出阻抗主要由该晶体管阻抗决定，同时该晶体管输出栅源电容较大，而输出节点上其他晶体管的栅漏电容非常小，输出电容大小主要也由该晶体管决定，从而保证带宽变化很小，基本上保持恒定。

2.增益线性关系精确。在整个接收机***中，可变增益放大器处于后段，因此，放大器的线性度高低直接影响到整个接收机的性能。本发明的可变增益放大器实现了数字控制字与增益精确的线性关系。本发明的可变增益放大器通过开关控制字在控制共源放大器中第一N型金属氧化物晶体管和第五N型金属氧化物晶体管的宽长比的同时，改变对应的偏置电流大小，使得放大器输入管的跨导与控制字成线性关系。同时保证输入管的过驱动电压不变，使得电流镜产生的电流源晶体管漏源电压不变，从而使电流源的误差较小。由于输出阻抗基本上保持不变，通过设置不同的控制字大小，使得增益的大小与控制字成线性关系，同时增益的步长固定，提高了增益精度和线性度。

附图说明

图1为本发明的电路图；

图2为本发明的幅频特性波形图；

图3为本发明与传统结构的增益对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，本发明的一种带宽恒定的增益线性可变增益放大器，包含共源级放大器和增益调节网络；其中，共源级放大器包括第一N型金属氧化物晶体管N1、第五N型金属氧化物晶体管N5、第一P型金属氧化物晶体管P1、第二P型金属氧化物晶体管P2和第一电流源I1；增益调节网络包括第二N型金属氧化物晶体管N2、第三N型金属氧化物晶体管N3、第四N型金属氧化物晶体管N4、第六N型金属氧化物晶体管N6、第七N型金属氧化物晶体管N7、第八N型金属氧化物晶体管N8、第二电流源I2、第三电流源I3、第四电流源I4、第五电流源I5、第六电流源I6、第七电流源I7、第八电流源I8、第九电流源I9、第十电流源I10、第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6、第七开关S7、第八开关S8、第九开关S9、第十开关S10、第十一开关S11、第十二开关S12、第十三开关S13、第十四开关S14和第十五开关S15。

输入信号正端VIN+与第一N型金属氧化物晶体管N1、第二N型金属氧化物晶体管N2、第三N型金属氧化物晶体管N3和第四N型金属氧化物晶体管N4的栅极连接；第一N型金属氧化物晶体管N1的漏极和第一P型金属氧化物晶体管P1的漏极连接，第一P型金属氧化物晶体管P1的漏极与栅极连接，第一P型金属氧化物晶体管P1的源极接电源电压；第一N型金属氧化物晶体管N1的源极与第二N型金属氧化物晶体管N2的源极、第三N型金属氧化物晶体管N3的源极、第四N型金属氧化物晶体管N4的源极、第五N型金属氧化物晶体管N5的源极、第六N型金属氧化物晶体管N6的源极、第七N型金属氧化物晶体管N7的源极和第八N型金属氧化物晶体管N8的源极连接，同时与第一电流源I1、第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3的一端连接；第一开关S1的另一端与第二电流源I2的一端连接，第二开关S2的另一端与第三电流源I3的一端连接，第三开关S3的另一端与第四电流源I4的一端连接；第一电流源I1、第二电流源I2、第三电流源I3和第四电流源I4的另一端接地；第四开关S4的一端与第二N型金属氧化物晶体管N2的漏极连接，第五开关S5的一端与第三N型金属氧化物晶体管N3的漏极连接，第六开关S6的一端与第四N型金属氧化物晶体管N4的漏极连接；第四开关S4、第五开关S5和第六开关S6的另一端与第一N型金属氧化物晶体管N1的漏极连接，同时与第十开关S10、第十一开关S11和第十二开关S12的一端连接，作为放大器输出信号的正端VOUT+；第十开关S10的另一端与第七电流源I7的一端连接，第十一开关S11的另一端与第六电流源I6的一端连接，第十二开关S12的另一端与第五电流源I5的一端连接；第五电流源I5、第六电流源I6和第七电流源I7的另一端接电源电压；输入信号负端VIN-与第五N型金属氧化物晶体管N5、第六N型金属氧化物晶体管N6、第七N型金属氧化物晶体管N7和第八N型金属氧化物晶体管N8的栅极连接；第五N型金属氧化物晶体管N5的漏极和第二P型金属氧化物晶体管P2的漏极连接，第二P型金属氧化物晶体管P2的漏极与栅极连接，第二P型金属氧化物晶体管P2的源极接电源电压；第七开关S7的一端与第六N型金属氧化物晶体管N6的漏极连接，第八开关S8的一端与第七N型金属氧化物晶体管N7的漏极连接，第九开关S9的一端与第八N型金属氧化物晶体管N8的漏极连接；第七开关S7、第八开关S8和第九开关S9的另一端与第五N型金属氧化物晶体管N5的漏极连接，同时与第十三开关S13、第十四开关S14和第十五开关S15的一端连接，作为放大器输出信号的负端VOUT-；第十三开关S13的另一端与第八电流源I8的一端连接，第十四开关S14的另一端与第九电流源I9的一端连接，第十五开关S15的另一端与第十电流源I10的一端连接；第八电流源I8、第九电流源I9和第十电流源I10的另一端接电源电压。

上述带宽恒定的增益线性可变增益放大器，通过开关控制并联的电流源使得流过第一P型金属氧化物晶体管P1和第二P型金属氧化物晶体管P2的电流不变来保证其阻抗不变。当该晶体管阻抗较小，放大器的输出阻抗主要由该晶体管阻抗决定，同时该晶体管输出栅源电容较大，而输出节点上其他晶体管的栅漏电容非常小，输出电容大小主要也由该晶体管决定，从而保证带宽变化很小，基本上保持恒定。本发明的增益控制网络通过开关控制字在控制共源放大器中第一N型金属氧化物晶体管和第五N型金属氧化物晶体管的宽长比的同时，改变对应的偏置电流大小，使得放大器输入管的跨导与控制字成线性关系。由于输出阻抗基本上保持不变，通过设置不同的控制字大小，使得增益的大小与控制字成线性关系，同时增益的步长固定。

第一开关S1、第四开关S4、第七开关S7、第十开关S10和第十三开关S13均由一位控制字A1控制，第二开关S2、第五开关S5、第八开关S8、第十一开关S11和第十四开关S14由一位控制字A2控制，第三开关S3、第六开关S6、第九开关S9、第十二开关S12和第十五开关S15由一位控制字A3控制，控制字信号A3A2A1由整个自动增益控制环路中的数字模块提供。第一电流源I1、第二电流源I2、第六电流源I6和第九电流源I9电流相等，第七电流源I7和第八电流源I8电流大小相等并等于第一电流源I1电流的一半，第三电流源I3、第五电流源I5和第十电流源I10电流大小相等并等于第一电流源I1电流的两倍，第四电流源I4电流大小等于第一电流源I1电流的四倍。第一N型金属氧化物晶体管N1和第五N型金属氧化物晶体管N5的宽长比相等，第二N型金属氧化物晶体管N2和第六N型金属氧化物晶体管N6的宽长比相等并等于第一N型金属氧化物晶体管N1的宽长比，第三N型金属氧化物晶体管N3和第七N型金属氧化物晶体管N7的宽长比相等并等于第一N型金属氧化物晶体管N1宽长比的两倍，第四N型金属氧化物晶体管N4和第八N型金属氧化物晶体管N8的宽长比相等并等于第一N型金属氧化物晶体管N1宽长比的四倍。低频差分信号分别加在正端VIN+和负端VIN-，当第一至第十五开关S1-S15全部断开时，电压小信号分别通过第一N型金属氧化物晶体管N1和第五N型金属氧化物晶体管N5转换成电流小信号，第一电流源I1为共源放大器提供电流偏置，第一P型金属氧化物晶体管P1和第二P型金属氧化物晶体管P2分别都以二极管方式进行连接，作为差分支路的负载。第一N型金属氧化物晶体管N1和第五N型金属氧化物晶体管N5的漏极分别作为放大器的正输出端VOUT+和负输出端VOUT-。当控制字A3A2A1为01时，即第一开关S1、第四开关S4、第七开关S7、第十开关S10和第十三开关S13闭合，第二电流源I2的电流由第七电流源I7和第八电流源I8分流，流过第一P型金属氧化物晶体管P1和第二P型金属氧化物晶体管P2的电流保持不变，该两个晶体管阻抗等效于跨导的倒数，故阻抗不变且较小。同时，第七电流源I7的电流全流过第二N型金属氧化物晶体管N2，第八电流源I8的电流全流过第六N型金属氧化物晶体管N6。从输出端看进去的阻抗主要由第一P型金属氧化物晶体管P1和第二P型金属氧化物晶体管P2的等效阻抗决定，即输出阻抗基本上保持不变。输出节点处，第一P型金属氧化物晶体管P1和第二P型金属氧化物晶体管P2的寄生电容主要是栅源电容且较大，而引入的其他晶体管起作用的是栅漏电容，工作在饱和区的晶体管栅漏电容很小，几乎没有，故输出节点处等效电容由第一P型金属氧化物晶体管P1和第二P型金属氧化物晶体管P2决定且不变，故带宽不发生变化，保持恒定。第二电流源I2电流只流过第二N型金属氧化物晶体管N2和第六N型金属氧化物晶体管N6，为其提供电流偏置，第一开关S1、第四开关S4和第七开关S7同时闭合，使得第二N型金属氧化物晶体管N2的宽长比和偏置电流相对第一N型金属氧化物晶体管N1分别变化相同的倍数，则第二N型金属氧化物晶体管N2的跨导是第一N型金属氧化物晶体管N1跨导的相同倍数。同时，第六N型金属氧化物晶体管N6的宽长比和偏置电流相对第五N型金属氧化物晶体管N5分别变化相同的倍数，则第六N型金属氧化物晶体管N6的跨导是第五N型金属氧化物晶体管N5跨导的相同倍数。在保证第一N型金属氧化物晶体管N1和第五N型金属氧化物晶体管N5的跨导相同且不变时，整个共源放大器等效输入跨导取决于倍数的大小，由于输出阻抗大小不变，放大器增益取决于倍数的大小。

当控制字A3A2A1为011时，即第一开关S1、第四开关S4、第七开关S7、第十开关S10和第十三开关S13闭合之外，第二开关S2、第五开关S5、第八开关S8、第十一开关S11和第十四开关S14也同时闭合，此时引入的晶体管栅漏电容对原有的第一P型金属氧化物晶体管P1和第二P型金属氧化物晶体管P2的栅源电容影响很小，输出电容保持不变；第三电流源I3的电流由第六电流源I6和第九电流源I9分流，保证第一P型金属氧化物晶体管P1和第二P型金属氧化物晶体管P2电流不变，其对应的等效阻抗也不变。由于引入的其他晶体管漏源电阻很大，输出负载主要由第一P型金属氧化物晶体管P1和第二P型金属氧化物晶体管P2决定，故输出阻抗保持不变，带宽也保持不变。在该控制字下，第六电流源I6的电流全流过第三N型金属氧化物晶体管N3，第九电流源I9的电流全流过第七N型金属氧化物晶体管N7。第三电流源I3电流只流过第三N型金属氧化物晶体管N3和第七N型金属氧化物晶体管N7，为其提供电流偏置，第二开关S2、第五开关S5和第八开关S8同时闭合，使得第三N型金属氧化物晶体管N3的宽长比和偏置电流相对第一N型金属氧化物晶体管N1分别变化相同的倍数，则第三N型金属氧化物晶体管N3的跨导是第一N型金属氧化物晶体管N1跨导的相同倍数。同时，第七N型金属氧化物晶体管N7的宽长比和偏置电流相对第五N型金属氧化物晶体管N5分别变化相同的倍数，则第七N型金属氧化物晶体管N7的跨导是第五N型金属氧化物晶体管N5跨导的相同倍数。在保证第一N型金属氧化物晶体管N1和第五N型金属氧化物晶体管N5的跨导相同且不变时，整个共源放大器等效输入跨导取决于总的倍数和大小。

当控制字A3A2A1为111时，即所有开关同时闭合，此时第一P型金属氧化物晶体管P1和第二P型金属氧化物晶体管P2的栅源电容占主要地位，输出电容基本上保持不变；第四电流源I4的电流由第五电流源I5和第十电流源I10分流，保证第一P型金属氧化物晶体管P1和第二P型金属氧化物晶体管P2电流不变，其对应的等效阻抗也不变。由于引入的其他晶体管漏源电阻很大，输出负载主要由第一P型金属氧化物晶体管P1和第二P型金属氧化物晶体管P2决定，故输出阻抗保持不变，带宽也保持不变。在该控制字下，第五电流源I5的电流全流过第四N型金属氧化物晶体管N4，第十电流源I10的电流全流过第八N型金属氧化物晶体管N8。第四电流源I4电流只流过第四N型金属氧化物晶体管N4和第八N型金属氧化物晶体管N8，为其提供电流偏置，第三开关S3、第六开关S6和第九开关S9同时闭合，使得第四N型金属氧化物晶体管N4的宽长比和偏置电流相对第一N型金属氧化物晶体管N1分别变化相同的倍数，则第四N型金属氧化物晶体管N4的跨导是第一N型金属氧化物晶体管N1跨导的相同倍数。同时，第八N型金属氧化物晶体管N8的宽长比和偏置电流相对第五N型金属氧化物晶体管N5分别变化相同的倍数，则第八N型金属氧化物晶体管N8的跨导是第五N型金属氧化物晶体管N5跨导的相同倍数。在保证第一N型金属氧化物晶体管N1和第五N型金属氧化物晶体管N5的跨导相同且不变时，整个共源放大器输入跨导取决于总的倍数和大小。控制字的变化，直接使得整个放大器输入管等效跨导成倍变化。通过设置固定的电流倍数和输入管尺寸倍数，可以使得放大器增益与控制字成精确的线性关系，增益步长固定。

下面通过仿真对比来说明本发明具有带宽恒定和增益线性的优点。

采用

Virtuoso仿真软件进行可变增益放大器的幅频特性仿真。同时运用该技术对比传统的通过改变跨导达到增益可变的技术。

幅频特性结果如图2所示，横坐标表示输入信号的频率，单位Hz，纵坐标表示增益，单位dB。从图2可以看出，本发明的带宽基本恒定在170MHz附近。该技术与传统的通过改变跨导达到增益可变的技术对比结果如图3所示，本发明提出的可变增益放大器具有精确的增益线性关系，增益步长为6dB。

综上，本发明中，以二极管连接方式的晶体管作为负载，使得开关的通断对输出节点的等效阻抗和容抗变化很小，从而保证带宽不变。本发明采用同时改变输入管尺寸和偏置电流，使得输入管的过驱动电压不变，保证电流镜产生的电流源漏源电压不变，因此在普通的数字信号控制开关实现增益的dB线性关系基础上进一步提高了增益精度。

Claims

1.一种带宽恒定的增益线性可变增益放大器，其特征在于：该可变增益放大器包含共源级放大器和增益调节网络；其中：

共源级放大器包括第一N型金属氧化物晶体管(N1)、第五N型金属氧化物晶体管(N5)、第一P型金属氧化物晶体管(P1)、第二P型金属氧化物晶体管(P2)和第一电流源(I1)；

增益调节网络包括第二N型金属氧化物晶体管(N2)、第三N型金属氧化物晶体管(N3)、第四N型金属氧化物晶体管(N4)、第六N型金属氧化物晶体管(N6)、第七N型金属氧化物晶体管(N7)、第八N型金属氧化物晶体管(N8)、第二电流源(I2)、第三电流源(I3)、第四电流源(I4)、第五电流源(I5)、第六电流源(I6)、第七电流源(I7)、第八电流源(I8)、第九电流源(I9)、第十电流源(I10)、第一开关(S1)、第二开关(S2)、第三开关(S3)、第四开关(S4)、第五开关(S5)、第六开关(S6)、第七开关(S7)、第八开关(S8)、第九开关(S9)、第十开关(S10)、第十一开关(S11)、第十二开关(S12)、第十三开关(S13)、第十四开关(S14)和第十五开关(S15)；

输入信号正端(VIN+)与第一N型金属氧化物晶体管(N1)、第二N型金属氧化物晶体管(N2)、第三N型金属氧化物晶体管(N3)和第四N型金属氧化物晶体管(N4)的栅极连接；第一N型金属氧化物晶体管(N1)的漏极和第一P型金属氧化物晶体管(P1)的漏极连接，第一P型金属氧化物晶体管(P1)的漏极与栅极连接，第一P型金属氧化物晶体管(P1)的源极接电源电压；第一N型金属氧化物晶体管(N1)的源极与第二N型金属氧化物晶体管(N2)的源极、第三N型金属氧化物晶体管(N3)的源极、第四N型金属氧化物晶体管(N4)的源极、第五N型金属氧化物晶体管(N5)的源极、第六N型金属氧化物晶体管(N6)的源极、第七N型金属氧化物晶体管(N7)的源极和第八N型金属氧化物晶体管(N8)的源极连接，同时与第一电流源(I1)、第一开关(S1)、第二开关(S2)和第三开关(S3)的一端连接；第一开关(S1)的另一端与第二电流源(I2)的一端连接，第二开关(S2)的另一端与第三电流源(I3)的一端连接，第三开关(S3)的另一端与第四电流源(I4)的一端连接；第一电流源(I1)、第二电流源(I2)、第三电流源(I3)和第四电流源(I4)的另一端接地；第四开关(S4)的一端与第二N型金属氧化物晶体管(N2)的漏极连接，第五开关(S5)的一端与第三N型金属氧化物晶体管(N3)的漏极连接，第六开关(S6)的一端与第四N型金属氧化物晶体管(N4)的漏极连接；第四开关(S4)、第五开关(S5)和第六开关(S6)的另一端与第一N型金属氧化物晶体管(N1)的漏极连接，同时与第十开关(S10)、第十一开关(S11)和第十二开关(S12)的一端连接，作为放大器输出信号的正端(VOUT+)；第十开关(S10)的另一端与第七电流源(I7)的一端连接，第十一开关(S11)的另一端与第六电流源(I6)的一端连接，第十二开关(S12)的另一端与第五电流源(I5)的一端连接；第五电流源(I5)、第六电流源(I6)和第七电流源(I7)的另一端接电源电压；输入信号负端(VIN-)与第五N型金属氧化物晶体管(N5)、第六N型金属氧化物晶体管(N6)、第七N型金属氧化物晶体管(N7)和第八N型金属氧化物晶体管(N8)的栅极连接；第五N型金属氧化物晶体管(N5)的漏极和第二P型金属氧化物晶体管(P2)的漏极连接，第二P型金属氧化物晶体管(P2)的漏极与栅极连接，第二P型金属氧化物晶体管(P2)的源极接电源电压；第七开关(S7)的一端与第六N型金属氧化物晶体管(N6)的漏极连接，第八开关(S8)的一端与第七N型金属氧化物晶体管(N7)的漏极连接，第九开关(S9)的一端与第八N型金属氧化物晶体管(N8)的漏极连接；第七开关(S7)、第八开关(S8)和第九开关(S9)的另一端与第五N型金属氧化物晶体管(N5)的漏极连接，同时与第十三开关(S13)、第十四开关(S14)和第十五开关(S15)的一端连接，作为放大器输出信号的负端(VOUT-)；第十三开关(S13)的另一端与第八电流源(I8)的一端连接，第十四开关(S14)的另一端与第九电流源(I9)的一端连接，第十五开关(S15)的另一端与第十电流源(I10)的一端连接；第八电流源(I8)、第九电流源(I9)和第十电流源(I10)的另一端接电源电压。