專利名稱：放大電路的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種放大電路。
背景技術(shù)：
過去，由于構(gòu)成差分對的晶體管的特性略有不同，在差分放大器被用作放大電路的情況下，缺點在于盡管差分放大器的輸入端之間沒有電壓差，差分放大器的輸出端之間會產(chǎn)生一定的偏移電壓電平。
因此，設計這樣一種將負反饋回路電路連接到差分放大器的放大電路，并且通過該負反饋回路電路，差分放大器的偏移電壓被放大并被反饋到差分放大器，因此差分放大器的偏移電壓被消除(例如，參考專利文獻1)。
特別地，如圖3和4所示，在放大電路101中，低通濾波電路103連接到差分放大器102，緩沖電路104連接到低通濾波器103，并且緩沖電路104連接到差分放大器102，以使得這些低通濾波電路103和緩沖電路104形成負反饋回路電路105。在附圖中，參考數(shù)字108，109表示放大電路101的輸入端，并且參考數(shù)字110，111表示放大電路101的輸出端。
具有一定增益級的負反饋放大器106和并聯(lián)連接在負反饋放大器106的輸出端之間的電容器107構(gòu)成低通濾波電路103。
在具有上述構(gòu)造的放大電路101中，低通濾波電路103只允許將DC偏移電壓放大成負反饋放大器106的增益的倍數(shù)而不影響差分放大器102的輸出信號的高頻成分并且該DC偏移電壓通過緩沖電路104被反饋到差分放大器102。
公開的日本專利申請(KOKAI)No.2003-283266發(fā)明內(nèi)容從而，在上述相關(guān)技術(shù)的放大電路101中，僅由負反饋放大器106的增益確定通過負反饋回路電路105反饋到差分放大器102的反饋量。
因此，在相關(guān)技術(shù)的放大電路101中，由于負反饋放大器106的增益的極限值，使得在負反饋回路電路105的反饋量也有限制，因此偏移電壓只能在一定程度上被消除。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，在包括差分放大器和負反饋回路電路的放大電路中，在負反饋回路電路內(nèi)部形成具有比該負反饋回路電路的增益更小的增益的正反饋回路電路。
可以修改本發(fā)明的第一實施例，使得與所述負反饋回路電路的增益結(jié)合確定所述正反饋回路電路的增益。
本發(fā)明的第一實施例可以被進一步修改，使得利用用于確定負反饋回路電路的增益的一些電阻器來確定正反饋回路電路的增益。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，在包括差分放大器和偏移電壓消除負反饋回路電路的放大電路中，在負反饋回路電路內(nèi)容形成正反饋回路電路，正反饋回路電路具有比負反饋回路電路的增益更小的增益。
可以進行修改，使得與所述負反饋回路電路的增益結(jié)合確定所述正反饋回路電路的增益。
可以進一步修改，使得利用用于確定上述負反饋回路電路增益的一些電阻器來確定上述正反饋回路電路的增益。
根據(jù)本發(fā)明，由于在包括差分放大器和負反饋回路電路的放大電路中，在負反饋回路電路內(nèi)部形成具有比負反饋回路電路的增益更小的增益的正反饋回路電路，正反饋回路電路的增益通過負反饋回路電路能夠增加反饋量，使得能夠有利地消除差分放大器的偏移電壓。另外，由于正反饋回路電路的增益比負反饋回路電路的增益小，這樣就能夠消除偏移電壓而不使放大電路振蕩。
此外，根據(jù)本發(fā)明，由于與所述負反饋回路電路的增益結(jié)合以確定所述正反饋回路電路的增益，正反饋電路的增益能恒定小于負反饋回路電路的增益，這樣就能夠消除偏移電壓而不使放大電路振蕩。
更進一步，根據(jù)本發(fā)明，由于利用用于確定負反饋回路電路的增益的一些電阻器來確定正反饋回路電路的增益，這樣就能夠防止放大電路的電路大小的增加。
更進一步，根據(jù)本發(fā)明，由于在包括差分放大器和偏移電壓消除負反饋回路電路的放大電路中，在負反饋回路電路內(nèi)部形成具有比負反饋回路電路的增益更小的增益的正反饋回路電路，借助負反饋回路電路正反饋回路電路的增益能夠增加反饋量，使得能夠有利地消除差分放大器的偏移電壓。另外，由于正反饋回路電路的增益比負反饋回路電路的增益小，這樣就能夠消除偏移電壓而不使放大電路振蕩。
更進一步，根據(jù)本發(fā)明，由于與所述負反饋回路電路的增益結(jié)合確定正反饋回路電路的增益，正反饋電路的增益能恒定小于負反饋回路電路的增益，并且從而能夠消除偏移電壓而不使放大電路振蕩。
更進一步，根據(jù)本發(fā)明，由于利用用于確定負反饋回路電路增益的一些電阻器來確定正反饋回路電路的增益，這樣就能夠防止放大電路的電路大小的增加。


圖1是根據(jù)本發(fā)明示出的放大電路的方塊圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的放大電路的電路圖。
圖3是示出相關(guān)技術(shù)放大電路的方塊圖。
圖4是相關(guān)技術(shù)放大電路的電路圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及一種用于放大各種信號的放大電路。
放大電路被構(gòu)成，使得通過差分放大器來放大信號，并且增加有用于消除差分放大器的偏移電壓的偏移消除電路。偏移消除電路是一種通過放大和反饋差分放大器產(chǎn)生的偏移電壓來消除偏移電壓的負反饋回路電路。因此，本發(fā)明的放大電路的結(jié)構(gòu)中負反饋回路電路連接到差分放大器。
另外，在根據(jù)本發(fā)明的放大電路中，在負反饋回路電路內(nèi)部形成正反饋回路電路。正反饋回路電路具有比負反饋回路電路的增益更小的增益。
從而，在本發(fā)明中，由于在負反饋回路電路的內(nèi)部形成具有比負反饋回路電路的增益更小的增益的正反饋回路電路，因此差分放大器的偏移電壓不但放大以被反饋負反饋回路電路的增益而且正反饋回路電路的增益。
因此，在本發(fā)明中，負反饋回路電路的反饋量能夠被增加，并且差分放大器的偏移電壓能夠被有利地消除。另外，由于正反饋回路電路的增益比負反饋回路電路增益小，偏移電壓能夠被消除而不使放大電路振蕩，這樣能夠防止半導體器件發(fā)生故障。
特別地，在其中與負反饋回路電路的增益結(jié)合確定正反饋回路電路的增益的情況下，正反饋回路電路增益能夠恒定小于負反饋回路電路的增益，從而偏移電壓能夠被消除而不使放大電路振蕩，這樣能夠防止半導體器件發(fā)生故障。
此外，在利用用于確定負反饋回路電路的增益的一些電阻器來確定正反饋回路電路的增益的情況下，放大電路的電路的大小的增加能夠被防止，這樣就能夠防止半導體器件隨著功能的增加而擴大規(guī)模。
下文，參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的放大電路的具體結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的放大電路被并入到主要進行各種信號處理，控制等的半導體器件中，并且該放大電路形成為半導體襯底上的電路。
如圖1所示，在放大電路1中，作為偏移消除電路的負反饋回路電路3連接到差分放大器2，并且在負反饋回路電路3的內(nèi)部形成具有比負反饋回路電路3的增益Gn更小的增益Gp的正反饋回路電路4。在圖中，參考數(shù)字9表示放大電路1的非反相輸入端，參考數(shù)字10表示放大電路1的反相輸入端，參考數(shù)字11表示放大電路1的非反相輸出端，并且參考數(shù)字12表示放大電路1的反相輸出端。
在封閉的回路中通過低通濾波電路5和緩沖電路6形成負反饋回路電路3。在該低通濾波電路5中，電容器C1并聯(lián)連接在具有增益Gn的負反饋放大器7的輸出端之間。
此外，在正反饋回路電路4中，具有比負反饋放大器7的增益Gn更小的增益Gp的正反饋放大器8連接到位于封閉回路中的負反饋放大器7。
在具有上述結(jié)構(gòu)的放大電路1中，低通濾波電路5只允許DC偏移電壓以根據(jù)負反饋放大器7的增益Gn和正放大器8的增益Gp所確定的增益被放大而不影響差分放大器2的輸出信號的高頻成分并且通過緩沖電路6被反饋到差分放大器2。
從而，在放大電路1中，在負反饋回路電路3的內(nèi)部形成具有比負反饋回路電路3的增益Gn更小的增益Gp的正反饋回路電路4。
因此，在放大電路1中，不僅通過負反饋回路電路3的增益Gn而且也通過正反饋回路電路4的增益Gp來放大差分放大器2的偏移電壓，并且該偏移電壓被反饋到差分放大器2。
從而，在放大電路1中，通過負反饋回路電路3的反饋量能夠增加，并且能夠有利地消除差分放大器2的偏移電壓。另外，由于正反饋回路電路4的增益Gp比負反饋回路電路3的增益Gn小，因此差分放大器2的偏移電壓能夠被消除而不使放大電路振蕩。
下文，描述了具有上述結(jié)構(gòu)的放大電路1的電路結(jié)構(gòu)，示出了具體電路圖(圖2)。圖2所示的電路圖僅是具有上述結(jié)構(gòu)的放大電路1的一4實例，并且其他電路結(jié)構(gòu)也可以被使用。
放大電路1的差分放大器2與位于構(gòu)成差分對的npn型晶體管Q1，Q2的發(fā)射極之間的電阻器R3連接，并且分別與在電源端VCC和晶體管Q1，Q2的集電極之間的電阻器R1，R2連接，同時與在接地端和晶體管Q1，Q2的發(fā)射極之間的電流源I1，I2連接。
此外，差分放大器2將非反相輸入端9和反相輸入端10分別連接到晶體管Q1，Q2的基極，并且將非反相輸出端11和反相輸出端12分別連接到晶體管Q1，Q2的集電極。
構(gòu)成低通濾波電路5的負反饋放大器7與位于構(gòu)成差分對的npn型晶體管Q3，Q4的發(fā)射極之間的電阻器R8連接，并分別與在電源端VCC和晶體管Q3，Q4的集電極之間串聯(lián)連接的電阻器R4，R5和電阻器R6，R7連接，同時與在接地端和晶體管Q3，Q4的發(fā)射極之間的恒定電流源I3，I4連接。
負反饋放大器7將非反相輸出端11和反相輸出端12分別連接到晶體管Q3，Q4的基極。
低通濾波電路5與在晶體管Q3，Q4的集電極之間的電容器C1連接。
正反饋放大器8與位于構(gòu)成差分對的npn型的晶體管Q5，Q6的發(fā)射極之間的電阻器R9連接，并分別與在電源端VCC和晶體管Q5，Q6的集電極之間的電阻器R4，R6連接，同時與在接地端和晶體管Q5，Q6的發(fā)射極之間的恒定電流源I5，I6連接。
正反饋放大器8將負反饋放大器7的晶體管Q3，Q4的集電極分別連接到晶體管Q5，Q6的基極。
緩沖電路6與在構(gòu)成差分對的pnp型的晶體管Q7，Q8的發(fā)射極之間的電阻器R10連接，并分別與在電源端VCC和晶體管Q7，Q8的發(fā)射極之間的恒定電流源I7，I8連接，同時與在電源端VCC和晶體管Q7，Q8的集E電R之間的電流源I9，I10連接，并且這些電流源I9，I10經(jīng)鏡面連接到差分放大器2的電流源I1，I2。
此外，緩沖電路6將負反饋放大器7的晶體管Q3，Q4的集電極分別連接到晶體管Q7，Q8的基極。
如上述描述來構(gòu)成放大電路1，并且下面將確定負反饋放大器7的增益Gn。
如果差分放大器2的偏移電壓為“ΔV”，晶體管Q3，Q4的每一個的基極和發(fā)射極之間的電阻為“re”，電阻器R8的電阻值為“r3”，并且流過恒定電流源I3，I4的電流為“i1”，那么由差分放大器2的偏移電壓產(chǎn)生的電流變化Δi1由下面的公式(1)所表示Δi1＝ΔV/(r3+2·re) (1)如果電源端VCC的電勢是“Vcc”，電阻器R4，R6的電阻值是“r1”，并且電阻器R5，R7的電阻值是“r2”，那么基極電勢Vb5由下面的公式(2)所表示Vb5＝Vcc-(i1-Δi1)·(r1+r2) (2)因此，從公式(1)得到下面的公式(3)Vb5＝Vcc-(i1-ΔV/(r3+2·re))·(r1+r2) (3)同樣的，晶體管Q6的基極電勢Vb6由下面的公式(4)所表示Vb6＝Vcc-(i1+Δi1)·(r1+r2) (4)因此，從公式(1)得到下面的公式(5)Vb6＝Vcc-(i1-ΔV/(r3+2·re))·(r1+r2) (5)在晶體管Q5的基極中產(chǎn)生的負反饋放大器7中的偏移電壓ΔV5由下面的公式(6)表示ΔV5＝Vb5-Vb6 (6)因此，從公式(3)和(5)得到下面的公式(7)ΔV5＝2·ΔV·(r1+r2)/(r3+2·re)(7)因此，負反饋放大器7的增益Gn由下面公式(8)表示Gn＝ΔV5/ΔV(8)因此，從公式(8)得到下面的公式(9)Gn＝2·(r1+r2)/(r3+2·re) (9)在負反饋放大器7中，設置電阻器R4至R8的電阻值，使得增益Gn為1或更大。
下面，當負反饋放大器7中產(chǎn)生的偏移電壓為ΔV5時，正反饋放大器8的增益Gp如下面所述被確定。
如果晶體管Q5，Q6的每一個的基極和發(fā)射極之間的電阻為“re”，電阻器R9的電阻值是“r3”，流過恒定電流源I5，I6的電流為“i2”，那么由負反饋放大器7的偏移電壓產(chǎn)生的電流變化Δi2由下面的公式(10)所表示Δi2＝ΔV5/(r3+2·re)(10)晶體管Q5的基極電勢Vb5如下面所表示Vb5＝Vcc-(i2-Δi2)·r1 (11)因此，從公式(10)得到下面的公式(12)Vb5＝Vcc-(i2-ΔV5/(r3+2·re))·r1(12)同樣的，晶體管Q6的基極電勢Vb6由下面的公式(13)所表示Vb6＝Vcc-(i2+Δi2)·r1 (13)因此，同樣從公式(10)得到下面的公式(14)Vb6＝Vcc-(i2+ΔV5/(r3+2·re))·r1(14)此外，在晶體管Q5的基極中產(chǎn)生的在正反饋之后的偏移電壓ΔV5′由下面的公式(15)所表示ΔV5′＝Vb5-Vb6 (15)因此，從公式(12)和(14)得到下面的公式(16)ΔV5′＝2·ΔV5·r4/(r3+2·re) (16)因此，由下面的公式(17)表示正反饋放大器8的增益GpGp＝ΔV5′/ΔV5 (17)因此，從公式(16)得到下面的公式(18)Gp＝2·r1(r3+2·re) (18)在正反饋放大器8中，設置電阻器R4，R6，R9的電阻值，使得增益Gp為1或更大。
根據(jù)公式(9)和(18)，負反饋放大器7的增益Gn和正反饋放大器8的增益Gp由下面的公式(19)表示Gp＝Gn·r1/(r1+r2) (19)因此，正反饋放大器8的增益Gp比負反饋放大器7的增益Gn小。
從而，在放大電路1中，通過在負反饋回路電路3內(nèi)部形成具有比負反饋回路電路3的增益Gn小的增益6p的正反饋回路電路4，差分放大器2的偏移電壓不但通過負反饋回路電路3的增益Gn，而且通過正反饋回路電路4的增益Gp被放大并且反饋到差分放大器2。
因此，在放大電路1中，負反饋回路電路3的反饋量可能增加并且能夠有利地消除差分放大器2的偏移電壓。另外，由于正反饋回路電路4的增益Gp比負反饋回路電路3的增益Gn小，因此能夠消除偏移電壓而不使放大電路1振蕩。
另外，在放大電路1中，由于利用用于確定負反饋回路電路3的增益Gn的電阻器R4～R7中的一些，即電阻器R4，R6確定正反饋回路電路4的增益Gp，因此能夠防止放大電路1的電路大小的增加，這能夠防止具有附加功能的半導體器件擴大規(guī)模。
此外，在放大電路1中，由于利用用于確定負反饋回路電路3的增益Gn的電阻器R4～R7中的一些，即，電阻器R4，R6確定正反饋回路電路4的增益Gp，因此正反饋回路電路4的增益Gp與負反饋閉合電路3的增益一起被確定。
因此，在放大電路1中，正反饋回路電路4的增益Gp能恒定小于負反饋回路3的增益Gn，這樣能夠消除偏移電壓而不使放大電路1振蕩，從而防止半導體器件發(fā)生故障。
本文獻包含的主題涉及2004年7月13日向日本專利局申請的日本專利申請JP2004-206492，在此引入全文作為參考。
本領域的技術(shù)人員應當理解，根據(jù)設計要求和其它因素進行的在所附權(quán)利要求或其等價物范圍內(nèi)的各種修改，組合，再組合以及變型都可能發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種包括差分放大器和負反饋回路電路的放大電路，其中在負反饋回路電路內(nèi)部形成具有比所述負反饋回路電路的增益小的增益的正反饋回路電路。
2.如權(quán)利要求1所述的放大電路，其中結(jié)合所述負反饋回路電路的增益確定所述正反饋回路電路的增益。
3.如權(quán)利要求1和2中的任何一個所述的放大電路，其中利用用于確定負反饋回路電路的增益的部分電阻器確定所述正反饋回路電路的增益。
4.一種包括差分放大器和偏移電壓消除負反饋回路電路的放大電路，其中在負反饋回路電路內(nèi)部形成具有比所述負反饋回路電路的增益小的增益的正反饋回路電路。
5.如權(quán)利要求4所述的放大電路，其中結(jié)合所述負反饋回路電路的增益確定所述正反饋回路電路的增益。
6.如權(quán)利要求4和5中的任何一個所述的放大電路，其中利用用于確定負反饋回路電路的增益的部分電阻器確定所述正反饋回路電路的增益。
全文摘要
本發(fā)明提供一種包括差分放大器和負反饋回路電路的放大電路，其中在負反饋回路電路內(nèi)部形成具有比負反饋回路電路的增益小的增益的正反饋回路電路。
文檔編號H03F1/34GK1722612SQ20051009135
公開日2006年1月18日 申請日期2005年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月13日
發(fā)明者大尾桂久, 弘智行 申請人:索尼株式會社