一种低功耗大摆幅开关型运算放大器

摘要

本发明属于微电子领域，具体涉及一种低功耗大摆幅开关型运算放大器，该运算放大器采用两级运放的形式，第二级为AB类输出，并且在第一级和第二级之间增加了电平位移电路，改变第二级MOS管的偏置状态，可以实现运放的低功耗和大摆幅，并且采用嵌套式密勒补偿以实现运放的稳定性，能够被广泛应用于通信基站、医疗设备、卫星接收系统、雷达、红外成像、数字示波器、消费类电子等领域。

主权项

一种低功耗大摆幅开关型运算放大器，其特征在于，其包含有：第一级放大器，用来输入放大信号；电平位移电路，包括NMOS管的电平位移电路和PMOS管的电平位移电路，用于接收所述第一级放大器输出的信号；第二级放大器，为AB类放大器，包括一NMOS管与一PMOS管以漏极相连，并以所述相连的漏极作为放大信号的输出端；所述NMOS管与PMOS管的栅极均用于接收所述电平位移电路输出的信号，同时，其偏置状态受所述电平位移电路控制；补偿电路，耦接于所述第一级放大器与所述第二级放大器之间，用来依据所述第二级放大器输出的放大信号产生一补偿信号，并将该补偿信号反馈至所述第一级放大器的输出端；其中，所述NMOS管的电平位移电路采用2个开关电容电路实现；每个所述开关电容电路包括两个电容与四个开关，其中，第一电容连接于所述第一级放大器输出端和所述第二级放大器的NMOS管栅极之间，并通过第一开关和第二开关与第二电容两端连接，所述第二电容通过第三开关与所述第一级放大器输出共模电平连接、通过第四开关与偏置电压连接；所述PMOS管的电平位移电路采用2个开关电容电路实现；每个所述开关电容电路包括两个电容与四个开关，其中，第一电容连接于所述第一级放大器输出端和所述第二级放大器的PMOS管栅极之间，并通过第一开关和第二开关与第二电容两端连接，所述第二电容通过第三开关与所述第一级放大器输出共模电平连接、通过第四开关与偏置电压连接；或者，所述PMOS管的电平位移电路采用2个电流镜像电路方式实现；每个所述电流镜像电路为PMOS电流镜，包括一个漏极和栅极相连 并与所述第二级放大器的PMOS管栅极相连的PMOS管，及连接在所述PMOS管漏极和地之间的NMOS管，NMOS管的栅极接其对称侧第二级放大器的NMOS输入管栅极；所述第一级放大器为套筒式结构差分放大器，且所述第一级放大器的输出共模电平设置为电源电压的一半，使所述套筒式结构差分放大器的所有晶体管工作在饱和区。