專利名稱：運(yùn)算放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種耦合效應(yīng)消除裝置，且特別是有關(guān)于一種用以降低運(yùn)算放大器中的電荷耦合效應(yīng)的耦合效應(yīng)消除裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，運(yùn)算放大器時(shí)常被用來做為電壓緩沖器，以對其后連接的負(fù)載電路進(jìn)行電壓驅(qū)動(dòng)。一般來說，電壓緩沖器多配合輸出致能開關(guān)來進(jìn)行相關(guān)的時(shí)序控制操作。舉例來說，當(dāng)輸出致能開關(guān)截止時(shí)，電壓緩沖器與負(fù)載電路之間為斷路，如此，電壓緩沖器無法對負(fù)載電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；當(dāng)輸出致能開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，電壓緩沖器與負(fù)載電路耦接，如此，電壓緩沖器可針對負(fù)載電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。然而在實(shí)際操作情形中，前述輸出致能開關(guān)導(dǎo)通與截止的切換操作將在電壓緩沖 器的輸出端點(diǎn)上產(chǎn)生電荷重新分配效應(yīng)；當(dāng)電壓緩沖器內(nèi)部設(shè)計(jì)有補(bǔ)償電容或有電路寄生電容時(shí)，前述的現(xiàn)象可能造成電荷稱合效應(yīng)(Coupling Effect)使得電壓緩沖器內(nèi)部節(jié)點(diǎn)電壓偏離其原先設(shè)計(jì)的電平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有關(guān)于一種耦合效應(yīng)消除裝置及應(yīng)用其的運(yùn)算放大器，相較于傳統(tǒng)運(yùn)算放大器，本發(fā)明相關(guān)的耦合效應(yīng)消除裝置及運(yùn)算放大器具有可有效地隔離因輸出致能開關(guān)的 導(dǎo)通與截止的切換所產(chǎn)生的電壓重新分配效應(yīng)及電荷稱合效應(yīng)(Coupling Effect)及避免 其影響運(yùn)算放大器的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)偏壓的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出一種運(yùn)算放大器，用以對負(fù)載進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。運(yùn)算放大器包括輸入級(jí)、輸出級(jí)、輸出致能開關(guān)電路、內(nèi)部電容及耦合效應(yīng)消除電路。輸入級(jí)根據(jù)輸入信號(hào)提供中間信號(hào)。輸出級(jí)包括輸出節(jié)點(diǎn)，輸出級(jí)根據(jù)中間信號(hào)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。輸出致能開關(guān)電路耦接于輸出節(jié)點(diǎn)及負(fù)載之間，并于輸出致能期間導(dǎo)通，以提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)負(fù)載，輸出致能期間具有起始時(shí)點(diǎn)。內(nèi)部電容耦接于輸入級(jí)及輸出級(jí)之間。耦合效應(yīng)消除電路耦接于內(nèi)部電容及輸出節(jié)點(diǎn)之間或內(nèi)部電容及輸入級(jí)之間，耦合效應(yīng)消除電路用以于起始時(shí)點(diǎn)起的一段操作期間內(nèi)為截止，藉此避免輸出致能開關(guān)電路導(dǎo)通時(shí)所產(chǎn)生的耦合電荷影響輸入級(jí)的操作電平。為了對本發(fā)明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下


圖I繪示依照本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算放大器的方塊圖。圖2繪示乃圖I中輸出致能開關(guān)電路108的操作時(shí)序圖。圖3繪示乃圖I中的耦合效應(yīng)消除電路1064的詳細(xì)方塊圖。圖4繪示依照本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算放大器的另一方塊圖。
圖5繪示依照本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算放大器的再方塊圖。主要組件符號(hào)說明I、3、5:運(yùn)算放大器2、4、6 :負(fù)載102、302、502 :輸入級(jí)104、304、504 :耦合效應(yīng)消除電路106、306、506 :輸出級(jí)108、308、508 :輸出致能開關(guān)電路 Cm:內(nèi)部電容N :輸出節(jié)點(diǎn)104a:控制單元104b :開關(guān)單元
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例的耦合效應(yīng)消除電路設(shè)置于運(yùn)算放大器中，以在輸出致能開關(guān)切換其導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，隔離其對應(yīng)產(chǎn)生的電壓重新分配效應(yīng)及電荷耦合效應(yīng)(CouplingEffect)與運(yùn)算放大器中的部份電路。請參照圖1，其繪示依照本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算放大器的方塊圖。運(yùn)算放大器I做為輸出緩沖器，以對負(fù)載2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其中運(yùn)算放大器I包括輸入級(jí)102、耦合效應(yīng)消除電路104、輸出級(jí)106、輸出致能開關(guān)電路108及內(nèi)部電容Cm。輸入級(jí)102根據(jù)輸入信號(hào)Si提供中間信號(hào)Sm。舉例來說，輸入級(jí)102例如為運(yùn)算放大器I的主要增益級(jí)放大電路。輸出級(jí)106包括輸出節(jié)點(diǎn)N，輸出級(jí)106根據(jù)中間信號(hào)Sm提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sd。內(nèi)部電容Cm耦接于輸入級(jí)102及輸出級(jí)106之間。舉例來說，內(nèi)部電容Cm可為運(yùn)算放大器I的內(nèi)部補(bǔ)償電容，其用以對運(yùn)算放大器I進(jìn)行電容補(bǔ)償操作或內(nèi)部寄生電容。在另一個(gè)例子中，內(nèi)部電容Cm亦可為運(yùn)算放大器I的內(nèi)部寄生電容。輸出致能開關(guān)電路108，耦接于該輸出節(jié)點(diǎn)N及負(fù)載2之間。輸出致能開關(guān)電路108于輸出致能期間TE導(dǎo)通，以提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sd驅(qū)動(dòng)負(fù)載2，其中輸出致能期間具有起始時(shí)點(diǎn)Txl。舉例來說，輸出致能開關(guān)電路108受控于頻率信號(hào)CKE來進(jìn)行其的導(dǎo)通及截止操作。請參照圖2，其繪示乃圖I中輸出致能開關(guān)電路108的操作時(shí)序圖。舉例來說，輸出致能開關(guān)電路108為低電壓電平驅(qū)動(dòng)開關(guān)。在起始時(shí)點(diǎn)Txl起的輸出致能期間TE中，頻率信號(hào)CKE對應(yīng)至低信號(hào)電平L2，據(jù)此輸出致能開關(guān)電路108對應(yīng)地為導(dǎo)通。在非致能期間TD中，頻率信號(hào)CKE對應(yīng)至高信號(hào)電平LI，據(jù)此，輸出致能開關(guān)電路108對應(yīng)地為截止。耦合效應(yīng)消除電路104耦接于內(nèi)部電容Cm及輸入級(jí)102之間。耦合效應(yīng)消除電路104于起始時(shí)點(diǎn)Txl起操作期間TP內(nèi)為截止，藉此將輸出致能開關(guān)電路108導(dǎo)通時(shí)所產(chǎn)生的耦合電荷與輸入級(jí)102隔離，藉此避免前述耦合電荷影響輸入級(jí)102的操作電平。請參照圖3，其繪示乃圖I中的耦合效應(yīng)消除電路1064的詳細(xì)方塊圖。舉例來說，耦合效應(yīng)消除電路104包括控制單元104a及開關(guān)單元104b，其中控制單元104a可為微處理器或任何可根據(jù)相關(guān)時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)CKDC的邏輯電路。控制單元104a提供控制信號(hào)CKDC，其中控制信號(hào)CKDC于操作期間TP中對應(yīng)至非致能電平L3。開關(guān)單元104b例如包括控制端、第一輸入端及第二輸入端。控制端接收控制信號(hào)CKDC，第一輸入端及第二輸入端分別耦接至內(nèi)部電容Cm及輸入級(jí)102，開關(guān)單元104b響應(yīng)于控制信號(hào)CKDC的非致能電平L3，于操作期間TP中為截止。舉例來說，開關(guān)單元104b為低電壓電平驅(qū)動(dòng)開關(guān)，而其的相關(guān)時(shí)序圖如圖2所示。 在本實(shí)施例中，雖僅以耦合效應(yīng) 消除電路104耦接于內(nèi)部電容Cm及輸入級(jí)102之間的情形為例做說明，然，本實(shí)施例的耦合效應(yīng)消除電路104并不局限于此。在其它例子中，耦合效應(yīng)消除電路304亦可耦接于內(nèi)部電容Cm及輸出節(jié)點(diǎn)N之間，以對應(yīng)地將輸出致能開關(guān)電路308導(dǎo)通時(shí)所產(chǎn)生的耦合電荷與輸入級(jí)302隔離，藉此避免前述耦合電荷影響輸入級(jí)302的操作電平，如圖4所示。在本實(shí)施例中，雖僅以耦合效應(yīng)消除電路104以包括控制單元104a及開關(guān)電路104b的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的情形為例做說明，然，本實(shí)施例的耦合效應(yīng)消除電路104并不局限于此。在其它例子中，耦合效應(yīng)消除電路504亦可以晶體管T來實(shí)現(xiàn)，如圖5所示。晶體管T例如為N通道金氧半(Metal Oxide Semiconductor,M0S)晶體管,其的柵極(Gate)接收偏壓信號(hào)SB，漏極(Drain)及源極(Source)分別耦接至輸入級(jí)502及內(nèi)部電容Cm。其中，偏壓信號(hào)SB的電平滿足條件L_SmS < L_SB < L_SmT其中L_SB為偏壓信號(hào)SB的電平；L_SmT為輸出致能開關(guān)電路508導(dǎo)通時(shí)，內(nèi)部電容Cm與晶體管T耦接的節(jié)點(diǎn)上的瞬時(shí)電壓的中值電壓電平；L_SmS為內(nèi)部電容Cm與晶體管T耦接的節(jié)點(diǎn)上穩(wěn)態(tài)電壓電平。據(jù)此在輸出致能開關(guān)電路508導(dǎo)通起的一段瞬時(shí)電壓變化期間中(即是在操作期間TP)，晶體管T的柵極電壓電平低于源極的電壓電平(L_SB < L_SmT);如此晶體管T對應(yīng)地為截止，以將輸出致能開關(guān)電路508導(dǎo)通時(shí)所產(chǎn)生的耦合電荷與輸入級(jí)502隔離，藉此避免前述耦合電荷影響輸入級(jí)502的操作電平。在輸出致能開關(guān)電路508導(dǎo)通起的一段瞬時(shí)電壓變化期間外(即是操作期間TP以外的期間)，晶體管T的柵極電壓電平高于源極的電壓電平(L_SB < L_SmS);如此晶體管T對應(yīng)地為截止,使運(yùn)算放大器5可對應(yīng)地正常操作。本實(shí)施例的耦合效應(yīng)消除電路設(shè)置于運(yùn)算放大器中，以在輸出致能開關(guān)切換其導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，隔離其對應(yīng)產(chǎn)生的電壓重新分配效應(yīng)及電荷耦合效應(yīng)與運(yùn)算放大器中的部份電路。據(jù)此，相較于傳統(tǒng)運(yùn)算放大器，本實(shí)施例的耦合效應(yīng)消除裝置及應(yīng)用其的運(yùn)算放大器具有可有效地隔離因輸出致能開關(guān)的導(dǎo)通與截止的切換所產(chǎn)生的電壓重新分配效應(yīng)及電荷耦合效應(yīng)及避免其影響運(yùn)算放大器的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)偏壓的優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一運(yùn)算放大器，用以對一負(fù)載進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，該運(yùn)算放大器包括 一輸入級(jí)，用以根據(jù)一輸入信號(hào)提供一中間信號(hào)； 一輸出級(jí)，包括一輸出節(jié)點(diǎn)，該輸出級(jí)根據(jù)該中間信號(hào)提供一驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 一輸出致能開關(guān)電路，耦接于該輸出節(jié)點(diǎn)及該負(fù)載之間，該輸出致能開關(guān)電路用以于一輸出致能期間導(dǎo)通，以提供該驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)該負(fù)載，其中該輸出致能期間具有一起始時(shí)占. 一內(nèi)部電容，耦接于該輸入級(jí)及該輸出級(jí)之間；以及 一耦合效應(yīng)消除電路，耦接于該內(nèi)部電容及該輸出節(jié)點(diǎn)之間或該內(nèi)部電容及該輸入級(jí) 之間，該耦合效應(yīng)消除電路用以于該起始時(shí)點(diǎn)起一操作期間內(nèi)為截止，藉此避免該輸出致能開關(guān)電路導(dǎo)通時(shí)所產(chǎn)生的耦合電荷影響該輸入級(jí)的操作電平。
2.如權(quán)利要求I所述的運(yùn)算放大器，其中該耦合效應(yīng)消除電路包括 一開關(guān)單元，控制端接收一參考電壓信號(hào)，第一輸入端及第二輸入端分別耦接至該內(nèi)部電容及該輸出節(jié)點(diǎn)，該開關(guān)單元響應(yīng)于該參考電壓信號(hào)及該輸出節(jié)點(diǎn)上的該驅(qū)動(dòng)信號(hào)，于該操作期間中為截止。
3.如權(quán)利要求I所述的運(yùn)算放大器，其中該耦合效應(yīng)消除電路包括 一控制單元，用以提供一控制信號(hào)，其中該控制信號(hào)于該操作期間中對應(yīng)至一非致能電平；及 一開關(guān)單元，控制端接收該控制信號(hào)，第一輸入端及第二輸入端分別耦接至該內(nèi)部電容及該輸入級(jí)，該開關(guān)單元響應(yīng)于該控制信號(hào)的該非致能電平于該操作期間中為截止。
4.如權(quán)利要求I所述的運(yùn)算放大器，其中該內(nèi)部電容為補(bǔ)償電容，用以對該運(yùn)算放大器進(jìn)行電容補(bǔ)償操作。
全文摘要
一種運(yùn)算放大器，包括輸入級(jí)、輸出級(jí)、輸出致能開關(guān)電路、內(nèi)部電容及耦合效應(yīng)消除電路。輸入級(jí)根據(jù)輸入信號(hào)提供中間信號(hào)。輸出級(jí)包括輸出節(jié)點(diǎn)，輸出級(jí)根據(jù)中間信號(hào)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。輸出致能開關(guān)電路于輸出致能期間導(dǎo)通，以提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)負(fù)載，輸出致能期間具有起始時(shí)點(diǎn)。內(nèi)部電容耦接于輸入級(jí)及輸出級(jí)之間。耦合效應(yīng)消除電路耦接于內(nèi)部電容及輸出節(jié)點(diǎn)之間或內(nèi)部電容及輸入級(jí)之間，于起始時(shí)點(diǎn)起的一段操作期間內(nèi)為截止，藉此避免輸出致能開關(guān)電路導(dǎo)通時(shí)所產(chǎn)生的耦合電荷影響輸入級(jí)的操作電平。
文檔編號(hào)H03F1/30GK102739171SQ201110096068
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者林家弘, 洪煒翔 申請人:聯(lián)詠科技股份有限公司