发明名称 具有轨对轨共模范围之运算放大器
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.02.11
申请号 TW096116485 申请日期 2007.05.09
申请人 联咏科技股份有限公司 发明人 宋光峰
分类号 H03F3/20 主分类号 H03F3/20
代理机构 代理人 戴俊彦 新北市永和区福和路389号6楼之3;吴丰任 新北市永和区福和路389号6楼之3
主权项 一种具有轨对轨共模范围之运算放大器,该运算放大器包含:一第一电压产生器,用来产生一第一供应电压;一第二电压产生器,用来产生一第二供应电压;一差动输入级,用来接收一输入讯号,其包含:一第一差动对,包含有一第一正输入端、一第一负输入端、一第一正输出端及一第一负输出端;以及一第二差动对,包含有一第二正输入端、一第二负输入端、一第二正输出端及一第二负输出端;一加法电路,耦接于该差动输入级,包含有:一第一电流输出端;一第二电流输出端;一第一电流镜,包含一输入端耦接于该第一差动对之该第一正输出端,及一输出端;一第二电流镜,包含一输入端耦接于该第一差动对之该第一负输出端,及一输出端耦接于该第一电流输出端;以及一第三电流镜,包含一输入端耦接于该第一电流镜之该输出端及该第二差动对之该第二负输出端,及一输出端耦接于该第二电流输出端;其中,该第一电流输出端及该第二电流输出端输出该第一正输出端、该第一负输出端、该第二正输出端及该第二负输出端之讯号的叠加结果;以及一推挽式输出级,耦接于该加法电路,用来输出一放大讯号,其包含:一输出端,用来输出该放大讯号;一源极耦合电路,具有一第一端耦接于该加法电路之该第一电流输出端,一第二端耦接于该加法电路之该第二电流输出端,用来根据该第一电流输出端与该第二电流输出端之电流,产生一控制电压;一第一输出电晶体,其包含有一源极耦接于该第一电压产生器,一汲极耦接于该输出端,以及一闸极耦接于该源极耦合电路之该第一端,用来根据该源极耦合电路之该控制电压,控制该第一输出电晶体;以及一第二输出电晶体,其包含有一汲极耦接于该输出端,一源极耦接于该第二电压产生器,以及一闸极耦接于该源极耦合电路之该第二端,用来根据该源极耦合电路之该控制电压,控制该第二输出电晶体。如请求项1所述之运算放大器,其中该第一差动对包含一对互相匹配之N型金氧半导体电晶体〈NMOS〉。如请求项2所述之运算放大器,其中该第一差动对包含:一第一N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于一第一电流源,一汲极耦接于该第一差动对之该第一正输出端,以及一闸极耦接于该第一差动对之该第一正输入端;以及一第二N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第一电流源,一汲极耦接于该第一差动对之该第一负输出端,以及一闸极耦接至该第一差动对之该第一负输入端。如请求项1所述之运算放大器,其中该第二差动对包含一对互相匹配之P型金氧半导体电晶体〈PMOS〉。如请求项4所述之运算放大器,其中该第二差动对包含:一第一P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于一第二电流源,一汲极耦接于该第二差动对之该第二负输出端,以及一闸极耦接至该第二差动对之该第二负输入端;以及一第二P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第二电流源,一汲极耦接于该第二差动对之该第二正输出端,以及一闸极耦接至该第二差动对之该第二正输入端。如请求项1所述之运算放大器,其中该第一电流镜包含:一第一P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第一电压产生器,一汲极耦接于该第一电流镜之该输入端,以及一闸极耦接于该第一电流镜之该输入端;以及一第二P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第一电压产生器,一汲极耦接于该第一电流镜之该输出端,以及一闸极耦接至该第一P型金氧半导体电晶体之该闸极与该汲极。如请求项1所述之运算放大器,其中该第二电流镜包含:一第一P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第一电压产生器,一汲极耦接于该第二电流镜之该输入端,以及一闸极耦接该第二电流镜之该输入端;以及一第二P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第一电压产生器,一汲极耦接于该第二电流镜之该输出端,以及一闸极耦接至该第一P型金氧半导体电晶体之该闸极与该汲极。如请求项1所述之运算放大器,其中该第三电流镜包含:一第一N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第二电压产生器,一汲极耦接于该第三电流镜之该输入端,以及一闸极耦接于该第三电流镜之该输入端;以及一第二N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第二电压产生器,一汲极耦接于该第三电流镜之该输出端,以及一闸极耦接至该第一N型金氧半导体电晶体之该闸极与该汲极。如请求项1所述之运算放大器,其中该源极耦合电路系包含一对并联之互补型金氧半导体电晶体。如请求项9所述之运算放大器,其中该源极耦合电路包含:一P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该源极耦合电路之该第一端,一汲极耦接于该源极耦合电路之该第二端,以及一闸极耦接于一第一偏压;以及一N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该源极耦合电路之该第二端,一汲极耦接于该源极耦合电路之该第一端,以及一闸极耦接于一第二偏压。如请求项1所述之运算放大器,其中该第一输出电晶体系为一P型金氧半导体电晶体。如请求项1所述之运算放大器,其中该第二输出电晶体系为一N型金氧半导体电晶体。一种具有轨对轨共模范围之运算放大器,该运算放大器包含:一第一电压产生器,用来产生一第一供应电压;一第二电压产生器,用来产生一第二供应电压;一差动输入级,用来接收一输入讯号,其包含:一第一差动对,包含有一第一正输入端、一第一负输入端、一第一正输出端及一第一负输出端;以及一第二差动对,包含有一第二正输入端、一第二负输入端、一第二正输出端及一第二负输出端;一加法电路,耦接于该差动输入级,包含有:一第一电流输出端;一第二电流输出端;一叠接电流源电路,包含一第一输入端耦接于该第一差动对之该第一正输出端,一第二输入端耦接于该第一差动对之该第一负输出端,一第一输出端,及一第二输出端耦接于该第一电流输出端;以及一电流镜电路,包含一第一输入端耦接耦接于该第二差动对之该第二负输出端,一第二输入端耦接于该第二差动对之该第二正输出端,一第三输入端耦接于该叠接电流源电路之该第一输出端,一第一输出端耦接于该第二电流输出端;其中,该第一电流输出端及该第二电流输出端输出该第一正输出端、该第一负输出端、该第二正输出端及该第二负输出端之讯号的叠加结果;以及一推挽式输出级,耦接于该加法电路,用来输出一放大讯号,其包含:一输出端,用来输出该放大讯号;一源极耦合电路,具有一第一端耦接于该加法电路之该第一电流输出端,一第二端耦接于该加法电路之该第二电流输出端,用来根据该第一电流输出端与该第二电流输出端之电流,产生一控制电压;一第一输出电晶体,其包含有一源极耦接于该第一电压产生器,一汲极耦接于该输出端,以及一闸极耦接于该源极耦合电路之该第一端,用来根据该源极耦合电路之该控制电压,控制该第一输出电晶体;以及一第二输出电晶体,其包含有一汲极耦接于该输出端,一源极耦接于该第二电压产生器,以及一闸极耦接于该源极耦合电路之该第二端,用来根据该源极耦合电路之该控制电压,控制该第二输出电晶体。如请求项13所述之运算放大器,其中该第一差动对包含一对互相匹配之N型金氧半导体电晶体〈NMOS〉。如请求项14所述之运算放大器,其中该第一差动对包含:一第一N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于一第一电流源,一汲极耦接于该第一差动对之该第一正输出端,以及一闸极耦接于该第一差动对之该第一正输入端;以及一第二N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第一电流源,一汲极耦接于该第一差动对之该第一负输出端,以及一闸极耦接至该第一差动对之该第一负输入端。如请求项13所述之运算放大器,其中该第二差动对包含一对互相匹配之P型金氧半导体电晶体〈PMOS〉。如请求项16所述之运算放大器,其中该第二差动对包含:一第一P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于一第二电流源,一汲极耦接于该第二差动对之该第二负输出端,以及一闸极耦接至该第二差动对之该第二负输入端;以及一第二P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第二电流源,一汲极耦接于该第二差动对之该第二正输出端,以及一闸极耦接至该第二差动对之该第二正输入端。如请求项13所述之运算放大器,其中该叠接电流源电路包含:一第一P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第一电压产生器,一汲极耦接于该叠接电流源电路之该第一输入端,以及一闸极耦接于一第一偏压;一第二P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第一电压产生器,一汲极耦接于该叠接电流源电路之该第二输入端,以及一闸极耦接于该第一偏压;一第三P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该叠接电流源电路之该第一输入端,一汲极耦接于该叠接电流源电路之该第一输出端,以及一闸极耦接于一第二偏压;以及一第四P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该叠接电流源电路之该第二输入端,一汲极耦接于该叠接电流源电路之该第二输出端,以及一闸极耦接于该第二偏压。如请求项13所述之运算放大器,其中该电流镜电路包含:一第一N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该电流镜电路之该第一输入端,一汲极耦接于该电流镜电路之该第三输入端,以及一闸极耦接于一第三偏压;一第二N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该电流镜电路之该第二输入端,一汲极耦接于该电流镜电路之该第一输出端,以及一闸极耦接于该第三偏压;一第三N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第二电压产生器,一汲极耦接于该电流镜电路之该第一输入端,以及一闸极耦接于该电流镜电路之该第三输入端;以及一第四N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第二电压产生器,一汲极耦接于该电流镜电路之该第二输入端,以及一闸极耦接于该电流镜电路之该第三输入端。如请求项13所述之运算放大器,其中该源极耦合电路系包含一对并联之互补型金氧半导体电晶体。如请求项20所述之运算放大器,其中该源极耦合电路包含:一P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该源极耦合电路之该第一端,一汲极耦接于该源极耦合电路之该第二端,以及一闸极耦接于一第一偏压;以及一N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该源极耦合电路之该第二端,一汲极耦接于该源极耦合电路之该第一端,以及一闸极耦接于一第二偏压。如请求项13所述之运算放大器,其中该第一输出电晶体系为一P型金氧半导体电晶体。如请求项13所述之运算放大器,其中该第二输出电晶体系为一N型金氧半导体电晶体。一种具有轨对轨共模范围之运算放大器,该运算放大器包含:一第一电压产生器,用来产生一第一供应电压;一第二电压产生器,用来产生一第二供应电压;一差动输入级,用来接收一输入讯号,其包含:一第一差动对,包含有一第一正输入端、一第一负输入端、一第一正输出端及一第一负输出端;以及一第二差动对,包含有一第二正输入端、一第二负输入端、一第二正输出端及一第二负输出端;一加法电路,耦接于该差动输入级,包含有:一第一电流输出端;一第二电流输出端;一第一电流镜,包含一输入端耦接于该第一差动对之该第一正输出端,及一输出端耦接于该第一差动对之该第一负输出端与该第一电流输出端;以及一第二电流镜,包含一输入端耦接于该第二差动对之该第一负输出端,及一输出端耦接于该第二差动对之该第一正输出端与该第二电流输出端;其中,该第一电流输出端及该第二电流输出端输出该第一正输出端、该第一负输出端、该第二正输出端及该第二负输出端之讯号的叠加结果;以及一推挽式输出级,耦接于该加法电路,用来输出一放大讯号,其包含:一输出端,用来输出该放大讯号;一源极耦合电路,具有一第一端耦接于该加法电路之该第一电流输出端,一第二端耦接于该加法电路之该第二电流输出端,用来根据该第一电流输出端与该第二电流输出端之电流,产生一控制电压;一第一输出电晶体,其包含有一源极耦接于该第一电压产生器,一汲极耦接于该输出端,以及一闸极耦接于该源极耦合电路之该第一端,用来根据该源极耦合电路之该控制电压,控制该第一输出电晶体;以及一第二输出电晶体,其包含有一汲极耦接于该输出端,一源极耦接于该第二电压产生器,以及一闸极耦接于该源极耦合电路之该第二端,用来根据该源极耦合电路之该控制电压,控制该第二输出电晶体。如请求项24所述之运算放大器,其中该第一差动对包含一对互相匹配之N型金氧半导体电晶体〈NMOS〉。如请求项25所述之运算放大器,其中该第一差动对包含:一第一N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于一第一电流源,一汲极耦接于该第一差动对之该第一正输出端,以及一闸极耦接于该第一差动对之该第一正输入端;以及一第二N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第一电流源,一汲极耦接于该第一差动对之该第一负输出端,以及一闸极耦接至该第一差动对之该第一负输入端。如请求项24所述之运算放大器,其中该第二差动对包含一对互相匹配之P型金氧半导体电晶体〈PMOS〉。如请求项27所述之运算放大器,其中该第二差动对包含:一第一P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于一第二电流源,一汲极耦接于该第二差动对之该第二负输出端,以及一闸极耦接至该第二差动对之该第二负输入端;以及一第二P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第二电流源,一汲极耦接于该第二差动对之该第二正输出端,以及一闸极耦接至该第二差动对之该第二正输入端。如请求项24所述之运算放大器,其中该第一电流镜包含:一第一P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第一电压产生器,一汲极耦接于该第一电流镜之该输入端,以及一闸极耦接于该第一电流镜之该输入端;以及一第二P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第一电压产生器,一汲极耦接于该第一电流镜之该输出端,以及一闸极耦接至该第一P型金氧半导体电晶体之该闸极与该汲极。如请求项24所述之运算放大器,其中该第二电流镜包含:一第一N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第二电压产生器,一汲极耦接于该第二电流镜之该输入端,以及一闸极耦接于该第二电流镜之该输入端;以及一第二N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该第二电压产生器,一汲极耦接于该第二电流镜之该输出端,以及一闸极耦接至该第一N型金氧半导体电晶体之该闸极与该汲极。如请求项24所述之运算放大器,其中该源极耦合电路系包含一对并联之互补型金氧半导体电晶体。如请求项31所述之运算放大器,其中该源极耦合电路包含:一P型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该源极耦合电路之该第一端,一汲极耦接于该源极耦合电路之该第二端,以及一闸极耦接于一第一偏压;以及一N型金氧半导体电晶体,包含有一源极耦接于该源极耦合电路之该第二端,一汲极耦接于该源极耦合电路之该第一端,以及一闸极耦接于一第二偏压。如请求项24所述之运算放大器,其中该第一输出电晶体系为一P型金氧半导体电晶体。如请求项24所述之运算放大器,其中该第二输出电晶体系为一N型金氧半导体电晶体。
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