发明名称 改良差动放大器之偏移率的电路及其方法
摘要 本发明提供用于提供高速运算放大器、且尤其为当组态有反馈时具有提供改良的偏移率及低功率耗散之频率补偿电路之运算放大器之电路及方法。提供频率补偿方案以使得可动态组态建构米勒补偿之频率补偿电路,藉此在驱动器之设定及驱动周期期间改变补偿电容器之节点连接,使得在设定周期期间补偿电容器连接至电源电压以使用电源电流迅速对补偿电容器充/放电,同时在设定及驱动周期期间提供频率补偿以保持电路稳定性且防止归因于反馈之输出电压振荡。
申请公布号 TWI297980 申请公布日期 2008.06.11
申请号 TW094133054 申请日期 2005.09.23
申请人 三星电子股份有限公司 发明人 崔伦竞
分类号 H03F3/45(2006.01) 主分类号 H03F3/45(2006.01)
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种运算放大器,包含: 一第一电源电压轨; 一第二电源电压轨; 一差动放大器输入级,其包含一差动放大器电路之 一第一输入端子及一第二输入端子; 一折叠叠接级,其连接至该差动放大器输入级之一 输出,该折叠叠接级包含第一、第二、第三及第四 节点; 一输出驱动器级,其用于产生一驱动电流至该运算 放大器电路之一输出节点,该输出驱动器级包含分 别连接至该折叠叠接级之该第一及该第二节点之 第一及第二输出电晶体;以及 一补偿电路,其连接至该折叠叠接级之该第三及该 第四节点,且连接至该运算放大器电路之该输出节 点,其中该输出节点连接至该差动放大器输入级之 该第二输入端子,其中该补偿电路包含: 一第一电容器及一第二电容器;以及 一第一开关、一第二开关、一第三开关及一第四 开关; 其中该第一开关及该第一电容器串列连接在该第 一电源电压轨与该输出节点之间, 其中该第二开关及该第二电容器串列连接在该第 二电源电压轨与该输出节点之间; 其中该第三开关连接至该折叠叠接级之该第三节 点且连接至在该第一开关与该第一电容器之间之 一节点;以及 其中该第四开关连接至该折叠叠接级之该第四节 点且连接至在该第二开关与该第二电容器之间之 一节点。 2.如申请专利范围第1项所述之运算放大器,其中该 补偿电路更包含一连接在该折叠叠接级之该第三 节点与该输出节点之间之第三电容器、以及一连 接在该折叠叠接级之该第四节点与该输出节点之 间之第四电容器。 3.如申请专利范围第2项所述之运算放大器,其中该 补偿电路更包含一连接在该输出节点与该运算放 大器电路之一输出端子之间之第五开关。 4.如申请专利范围第1项所述之运算放大器,其更包 含一控制电路,以当一输入讯号输入至该差动放大 器电路之该第一输入端子时产生复数个开关控制 讯号, 其中在一第一时间周期期间,产生开关控制讯号以 启动该第一及该第二开关以使该第一及该第二电 容器分别连接至该第一及该第二电源电压轨且停 用该第三开关及该第四开关;以及 其中在该第一时间周期后的一第二时间周期期间, 产生开关控制讯号以停用该第一及该第二开关且 启动该第三及该第四开关以使该第一及该第二电 容器分别连接至该折叠叠接级之该第三及该第四 节点。 5.如申请专利范围第3项所述之运算放大器,其更包 含一控制电路,以当一输入讯号输入至该差动放大 器电路之该第一输入端子时产生复数个开关控制 讯号; 其中在一第一时间周期期间,产生开关控制讯号以 启动该第一及该第二开关以使该第一及该第二电 容器分别连接至该第一及该第二电源电压轨且停 用该第三开关及该第四开关及该第五开关;以及 其中在该第一时间周期后之一第二时间周期期间, 产生开关控制讯号以停用该第一及该第二开关且 启动该第三开关及该第四开关及该第五开关,以使 该第一及该第三电容器并列连接在该折叠叠接级 之该第三节点与该输出端子之间,且使该第二及该 第四电容器并列连接在该折叠叠接级之该第四节 点与该输出端子之间。 6.一种运算放大器,包含: 一第一差动放大器输入级; 一第二级,其具有一输出节点NOUT;以及 一频率补偿电路,其连接在该输出节点NOUT与该第 一差动放大器输入级之一输出节点N1之间;其中该 频率补偿电路包含: 一第一电容器;以及 一第一开关及一第二开关; 其中该第一开关及该第一电容器串列连接在一电 源电压轨与该输出节点NOUT之间;以及 其中该第二开关连接至该输出节点N1且连接至在 该第一开关与该第一电容器之间之一节点。 7.如申请专利范围第6项所述之运算放大器,其中该 补偿电路更包含: 一第二电容器,其连接在该输出节点NOUT与该输出 节点N1之间;以及 一第三开关,其连接在该输出节点NOUT与该运算放 大器之一输出端子之间。 8.如申请专利范围第6项所述之运算放大器,其更包 含一控制电路,以当一输入讯号输入至该差动放大 器输入级之一第一输入端子时产生复数个开关控 制讯号; 其中在一第一时间周期期间,产生开关控制讯号以 启动该第一开关而使该第一电容器连接至该电源 电压轨,且停用该第二开关;以及 其中在该第一时间周期后之一第二时间周期期间, 产生开关控制讯号以停用该第一开关且启动该第 二开关,以使该第一电容器连接至该输出节点N1。 9.如申请专利范围第7项所述之运算放大器,其更包 含一控制电路,以当一输入讯号输入至该差动放大 器输入级之一第一输入端子时产生复数个开关控 制讯号; 其中在一第一时间周期期间,产生开关控制讯号以 启动该第一开关而使该第一电容器连接至该电源 电压轨且停用该第二开关及该第三开关;以及 其中在该第一时间周期后之一第二时间周期期间, 产生开关控制讯号以停用该第一开关且启动该第 二开关及该第三开关,以使该第一电容器及该第二 电容器并列连接在该输出节点NOUT与该输出节点N1 之间,且使该输出节点NOUT连接至一输出垫以驱动 一输出负载。 10.如申请专利范围第6项所述之运算放大器,其中 该第一差动放大器输入级包含一差动放大器以及 一折叠叠接增益级以放大该差动放大器之一输出 电流。 11.如申请专利范围第10项所述之运算放大器,其中 该第一电容器连接在该输出节点NOUT与该输出节点 N1之间以提供叠接米勒(miller)频率补偿。 12.如申请专利范围第6项所述之运算放大器,其中 该第一差动放大器输入级与该第二级提供轨对轨 共模操作范围。 13.如申请专利范围第8项所述之运算放大器,其中 该第一时间周期为一预定源极驱动器设定时间,且 该第二时间周期为一用于驱动在一LCD面板中之一 源极线之固定时间周期。 14.如申请专利范围第9项所述之运算放大器,其中 该第一时间周期为一预定源极驱动器设定时间,且 该第二时间周期为一用于驱动在一LCD面板中之一 源极线之固定时间周期。 15.一种用于产生运算放大器之输出电压以驱动负 载之方法,包括下列步骤: 差动放大一输入至该运算放大器之一非反相输入 端子之资料讯号及一输入至该运算放大器之一反 相输入端子之反馈讯号,其中该反馈讯号为该运算 放大器之一输出节点NOUT之一输出电压; 在一输出驱动器设定周期期间将一第一补偿电容 器耦接在一电源电压轨与该运算放大器之该输出 节点NOUT之间以充电或放电该补偿电容器,且驱动 该输出节点NOUT至一所要的驱动输出电压;以及 在一驱动周期期间将该第一补偿电容器耦接在一 增益级之一输出节点N1与该输出节点NOUT之间以提 供频率补偿,该驱动输出电压系于该驱动周期内施 加以驱动一输出负载。 16.如申请专利范围第15项所述之用于产生运算放 大器之输出电压以驱动负载之方法,更包括: 在该输出驱动器设定周期期间将该输出节点NOUT与 一连接至该输出负载之输出垫去耦;以及 在该驱动周期期间将该输出节点NOUT耦接至该输出 垫。 17.如申请专利范围第16项所述之用于产生运算放 大器之输出电压以驱动负载之方法,更包括: 在该输出驱动器设定周期期间使用一连接在该输 出节点NOUT与该输出节点N1之间之第二补偿电容器 来提供频率补偿;以及 在该驱动周期期间将该第一与该第二补偿电容器 并列连接在该输出节点NOUT与该输出节点N1之间以 在驱动该输出负载时提供频率补偿。 18.如申请专利范围第16项所述之用于产生运算放 大器之输出电压以驱动负载之方法,更包括使用该 驱动输出电压来驱动一LCD面板之一源极线。 19.如申请专利范围第15项所述之用于产生运算放 大器之输出电压以驱动负载之方法,其中该增益级 包含一折叠叠接电路。 20.如申请专利范围第17项所述之用于产生运算放 大器之输出电压以驱动负载之方法,其中该第一补 偿电容器具有一比该第二补偿电容器之电容更大 之电容。 图式简单说明: 图1说明一习知运算放大器。 图2说明根据本发明之一实施例之一运算放大器。 图3说明根据本发明之另一实施例之一运算放大器 。 图4为说明当图1之运算放大器组态为具有单增益 之单端、非反相差动放大器时,图1之运算放大器 之输入及输出电压的波形图。 图5为根据本发明之一实施例说明当图2之运算放 大器组态为具有单增益之单端、非反相差动放大 器时,图2之运算放大器之输入及输出电压的波形 图。 图6为根据本发明之一实施例说明图2之运算放大 器之操作模式的时序图。 图7为根据本发明之一实施例说明图3之运算放大 器之操作模式的时序图。 图8说明根据本发明之另一实施例之一运算放大器 。 图9说明根据本发明之另一实施例之一运算放大器 。
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