三级频率补偿运算放大器

摘要

一种三级频率补偿运算放大器。其中三级频率补偿运算放大器用于驱动大电容性负载，包含第一级电路；第二级电路在该第一输出信号处于第一频率时以第一增益放大该第一输出信号，在该第一输出信号处于第二频率时以第二增益放大该第一输出信号，以产生第二输出信号；第三级电路用于通过放大该第二输出信号产生第三输出信号包含：输入端用于接收该第二输出信号；以及输出端用于输出该第三输出信号；以及第一补偿电容，耦接在该第一级电路的该低阻抗端和该第三级电路的该输出端之间。

主权项

一种三级频率补偿运算放大器，用于驱动大电容性负载，包含：一第一级电路，用于通过放大一输入信号产生一第一输出信号，该第一级电路包含：一输入端，用于接收该输入信号；以及一输出端，用于输出该第一输出信号；一第二级电路，用于选择性地放大该第一输出信号，以产生一第二输出信号，该第二级电路在该第一输出信号处于一第一频率时以一第一增益放大该第一输出信号，以及在该第一输出信号处于一第二频率时以一第二增益放大该第一输出信号，该第二级电路包含：一输入端，耦接至该第一级电路的该输出端，用于接收该第一输出信号；一输出端，用于输出该第二输出信号；一偏压节点，其相异于该第二级电路的该输入端；以及一第一补偿电路，耦接在该第二级电路的该输出端和该偏压节点之间，用于在该第二频率时将该第一增益调节至该第二增益；一第三级电路，用于通过放大该第二输出信号产生一第三输出信号，该第三级电路包含：一输入端，用于接收该第二输出信号；以及一输出端，用于输出该第三输出信号；以及一第二补偿电路，用于调节该第二级电路和该第三级电路的频率特征，该第二补偿电路包含一第一补偿电容，耦接至该第三级电路的该输出端。如申请专利范围第1项所述之三级频率补偿运算放大器，其中，该第一级电路包括一差分放大器，该差分放大器具有一第一电晶体、一第二电晶体、一第三电晶体和一第四电晶体。如申请专利范围第2项所述之三级频率补偿运算放大器，更包含一电流源，耦接至该差分放大器。如申请专利范围第1项所述之三级频率补偿运算放大器，其中：该第二级电路更包含一第一电晶体和一第二电晶体，其中，该第一电晶体提供该第一增益，且该第一电晶体包括：一控制端，耦接至该第二级电路的该输入端；一第一端；以及一第二端；该第二电晶体提供一第三增益，且该第二电晶体包括：一控制端；一第一端，耦接至该第一电晶体的该第一端；以及一第二端，耦接至该第二级电路的该输出端；以及该第一补偿电路包含：一补偿电阻，耦接至该第二电晶体的该控制端和该偏压节点之间；以及一补偿电容，耦接在该第二电晶体的该控制端与该第二端之间，用于在高频时将该第二电晶体的该控制端与该第二端之间短路，以提供等于该第一增益除以该第三增益的该第二增益。如申请专利范围第4项所述之三级频率补偿运算放大器，其中，该第二级电路更包含：一第三电晶体，耦接至该第一电晶体的该第二端，以提供偏置电流；以及一第四电晶体，耦接至该第二电晶体的该第二端，以提供偏置电流。如申请专利范围第1项所述之三级频率补偿运算放大器，其中：该第二级电路更包含一第一电晶体、一第二电晶体、一第三电晶体和一第四电晶体，其中，该第一电晶体提供该第一增益，且该第一电晶体包括一第一端、一第二端和耦接至该第二级电路的该输入端的一控制端；该第二电晶体提供一第三增益，且该第二电晶体包括一控制端、耦接至该第一电晶体的该第一端的一第一端、以及耦接至该第二级电路的该输出端的一第二端；该第三电晶体包括：耦接至该第一电晶体的该第二端的一控制端，耦接至该第一电晶体的该第一端的一第一端，以及耦接至该第一电晶体的该第二端的一第二端；以及该第四电晶体包括：耦接至该第一电晶体的该第二端的一控制端，耦接至该第一电晶体的该第一端的一第一端，以及耦接至该第二级电路的该输出端的一第二端；以及该第一补偿电路包含：一补偿电阻，耦接至该第二电晶体的该控制端和该偏压节点之间；以及一补偿电容，耦接在该第二电晶体的该控制端与该第二端之间，用于在高频时将该第二电晶体的该控制端与该第二端之间短路，以提供等于该第一增益除以该第三增益的该第二增益。如申请专利范围第6项所述之三级频率补偿运算放大器，其中，该第二级电路更包含：一第五电晶体，耦接至该第一电晶体的该第二端，以提供偏置电流；以及一第六电晶体，耦接至该第二电晶体的该第二端，以提供偏置电流。如申请专利范围第1项所述之三级频率补偿运算放大器，其中：该第二级电路更包含一第一电晶体、一第二电晶体、一第三电晶体和一AB类配置电路，其中，该第一电晶体包括一第一端、一第二端和耦接至该第二级电路的该输入端的一控制端；该第二电晶体包括一控制端、耦接至该第一电晶体的该第一端的一第一端、以及耦接至该第二电晶体的该控制端的一第二端；该第三电晶体包括：一控制端、耦接至该第一电晶体的该第一端的一第一端、以及耦接至该第三电晶体的该控制端的一第二端；该AB类配置电路包括一第四电晶体、一第五电晶体、一第六电晶体和一第七电晶体，其中，该第四电晶体包括一控制端、耦接至该第一电晶体的该第一端的一第一端、以及一第二端，该第五电晶体包括一控制端、耦接至该第一电晶体的该第一端的一第一端、以及耦接至该第五电晶体的该控制端的一第二端，该第六电晶体包括一控制端、耦接至该第一电晶体的该第一端的一第一端、以及耦接至该第二级电路的该输出端的一第二端，该第七电晶体包括一控制端、耦接至该第一电晶体的该第一端的一第一端、以及耦接至该第七电晶体的该控制端的一第二端；以及该第一补偿电路包含一第一补偿电阻、一第二补偿电阻、一第一补偿电容和一第二补偿电容，其中，该第一补偿电阻耦接在该第四电晶体的该控制端和该第五电晶体的该控制端之间；该第二补偿电阻耦接在该第六电晶体的该控制端和该第七电晶体的该控制端之间；该第一补偿电容耦接在该第四电晶体的该控制端和该第二端之间；该第二补偿电容耦接在该第六电晶体的该控制端和该第二端之间。如申请专利范围第8项所述之三级频率补偿运算放大器，其中，该第二级电路更包含多个第八电晶体，每个第八电晶体耦接至相应的第一至第七电晶体，以提供偏置电流。如申请专利范围第1项所述之三级频率补偿运算放大器，其中，该第三级电路更包含：一第一电晶体，包括：一第一端、耦接至该第三级电路的该输入端的一控制端、以及耦接至该第三级电路的该输出端的一第二端；以及一第二电晶体，包括：一控制端、一第一端以及耦接至该第三级电路的该输出端的一第二端。如申请专利范围第1项所述之三级频率补偿运算放大器，其中，该第二补偿电路更包含一第二补偿电容，该第二补偿电容耦接至该第二级电路的该输入端。如申请专利范围第1项所述之三级频率补偿运算放大器，更包含多个电压源，以提供多个偏置电压。一种三级频率补偿运算放大器，用于驱动大电容性负载，包含：一第一级电路，用于通过放大一输入信号产生一第一输出信号，该第一级电路包含：一输入端，用于接收该输入信号；一低阻抗端；以及一输出端，用于输出该第一输出信号，其中该第一级电路的该输入端相异于该第一级电路的该低阻抗端；一第二级电路，用于选择性地在该第一输出信号处于一第一频率时以一第一增益放大该第一输出信号，以及在该第一输出信号处于一第二频率时以一第二增益放大该第一输出信号，以产生一第二输出信号，该第二级电路包含：一输入端，耦接至该第一级电路的该输出端，用于接收该第一输出信号；一输出端，用于输出该第二输出信号；以及一第一补偿电路，用于在该第二频率时将该第一增益调节至该第二增益；一第三级电路，用于通过放大该第二输出信号产生一第三输出信号，该第三级电路包含：一输入端，用于接收该第二输出信号；以及一输出端，用于输出该第三输出信号；以及一第一补偿电容，耦接在该第一级电路的该低阻抗端和该第三级电路的该输出端之间，用于调节该第二级电路和该第三级电路的频率特征。如申请专利范围第13项所述之三级频率补偿运算放大器，其中，该第一级电路包括一差分放大器，该差分放大器具有第一电晶体、第二电晶体、第三电晶体和第四电晶体。如申请专利范围第14项所述之三级频率补偿运算放大器，更包含一电流源，耦接至该差分放大器。如申请专利范围第13项所述之三级频率补偿运算放大器，其中：该第二级电路更包含一第一电晶体和一第二电晶体，其中，该第一电晶体提供该第一增益，且该第一电晶体包括：一控制端，耦接至该第二级电路的该输入端；一第一端；以及一第二端；该第二电晶体提供一第三增益，且该第二电晶体包括：一控制端；一第一端，耦接至该第一电晶体的该第一端；以及一第二端，耦接至该第二级电路的该输出端；以及该第一补偿电路包含：一补偿电阻，耦接至该第二电晶体的该控制端；以及一补偿电容，耦接在该第二电晶体的该控制端与该第二端之间，用于在高频时将该第二电晶体的该控制端与该第二端之间短路，以提供等于该第一增益除以该第三增益的该第二增益。如申请专利范围第16项所述之三级频率补偿运算放大器，其中，该第二级电路更包含：一第三电晶体，耦接至该第一电晶体的该第二端，以提供偏置电流；以及一第四电晶体，耦接至该第二电晶体的该第二端，以提供偏置电流。如申请专利范围第13项所述之三级频率补偿运算放大器，其中，该第三级电路更包含：一第一电晶体，包括：耦接至该第三级电路的该输入端的一控制端、一第一端、以及耦接至该第三级电路的该输出端的一第二端；以及一第二电晶体，包括：一控制端、一第一端以及耦接至该第三级电路的该输出端的一第二端。如申请专利范围第13项所述之三级频率补偿运算放大器，更包含一第二补偿电容，该第二补偿电容耦接至该第二级电路的该输入端。如申请专利范围第13项所述之三级频率补偿运算放大器，更包含多个电压源，以提供多个偏置电压。