使用自适应偏置的高摆动运算放大器输出级

摘要

本发明提供一种输出级(123)，其包括在VDDA节点与输出节点之间的上拉电流路径中串联耦合的两个晶体管(T3、T4)(切换晶体管及偏置晶体管)，(120)且还包括在输出节点(121)与接地节点之间的下拉电流路径中串联耦合的两个晶体管(T1、T2)(切换晶体管及偏置晶体管)。提供所述偏置晶体管(T2、T4)会减小在所述晶体管上降低的最大电压，从而允许所述晶体管具有比VDDA低的击穿电压。自适应偏置电路(26)基于输出节点(121)电压调整偏置晶体管(T2、T4)上的栅极电压。如果输出电压在中间范围中，则将所述栅极电压设定为较远离轨电压以减小电压应力。如果所述输出电压在较接近所述轨电压的范围中，则将所述栅极电压设定为较接近所述轨电压，从而促进轨对轨输出电压摆动。

主权项

一种运算放大器，其包含：第一电源节点；第二电源节点，其中电源电压存在于所述第一电源节点与所述第二电源节点之间；放大器输出节点；差分输入级；输出级，其包含：第一晶体管，其具有源极、栅极及漏极；第二晶体管，其具有源极、栅极及漏极，其中所述放大器可经由第一导电路径将所述放大器输出节点耦合到所述第二电源节点，其中所述第一导电路径从所述输出节点延伸，穿过所述第二晶体管，穿过所述第一晶体管，且到所述第二电源节点；第三晶体管，其具有源极、栅极及漏极；第四晶体管，其具有源极、栅极及漏极，其中所述放大器可经由第二导电路径将所述放大器输出节点耦合到所述第一电源节点，其中所述第二导电路径从所述第一电源节点延伸，穿过所述第三晶体管，穿过所述第四晶体管且到所述放大器输出节点，其中所述第一、第二、第三及第四晶体管中的每一者具有低于所述电源电压的漏极到源极击穿电压，且其中所述第一、第二、第三及第四晶体管中的每一者具有低于所述电源电压的栅极到源极击穿电压；以及自适应偏置电路，其将第一偏置信号供应到所述第二晶体管的所述栅极上，且将第二偏置信号供应到所述第四晶体管的所述栅极上，其中如果所述放大器输出节点上的输出信号在第一电压范围中，则所述第一偏置信号具有第一电压，且其中如果所述放大器输出信号在第二电压范围中，则所述自适应偏置电路增大所述第一偏置信号，其中如果所述放大器输出节点上的输出信号在第三电压范围中，则所述第二偏置信号具有第三电压，且其中如果所述输出信号在所述第二电压范围中，则所述自适应偏置电路减小所述第二偏置信号。