五管OTA(Oscillator Technology for Automatic Test)的原理主要涉及以下幾個方面:
電路結構。五管OTA主要由五隻電晶體組成,包括兩隻輸入管(M1和M2為N-MOS,互相對稱,構成差分輸入結構),兩隻輸出管(M3和M4為P-MOS,構成有源電流鏡,互相對稱),以及一隻尾電流管(M5)。
工作原理。當輸入端加入差動信號時(Vin1增加,Vin2減小),輸入管的電流Id1增加,Id2減小。同時,M3和M4作為電流鏡,將Id1複製為Id4。這樣,在輸出端會出現一個較大的電流進入,一個較小的電流離開,以滿足KCL(基爾霍夫電流定律)。
偏置電流。電流鏡負載由於溝道長度調製,並不是簡單地複製電流,而是在提供動態的偏置。在這個結構中,左側支路的二極體連線MOS和輸入管M1必須通過相同的偏置電流,右側支路的負載管M4和輸入管M2必須流過相同偏置電流。
輸出特性。如果沒有左側的二極體連線,而僅是單獨的電流源負載,這時候就相當於是電流源負載差動對的雙入單出電路(僅取右側支路輸出)。這裡只是把二極體負載線去除了。
綜上所述,五管OTA通過差分輸入、電流鏡輸出以及動態偏置的方式,實現對輸入信號的放大和輸出。