專利名稱：轉(zhuǎn)換速率指標(biāo)改善的運算放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種普通的運算放大器及從多方面增加運算放大器轉(zhuǎn)換度的方法。
背景技術(shù)：
通常，為了提高運算放大器的轉(zhuǎn)換速率，可以采用正反饋電容。當(dāng)輸出轉(zhuǎn)換速率為負(fù)的時候，正反饋將增加差分輸入的尾電流。反饋增加了負(fù)轉(zhuǎn)換速率這樣正負(fù)轉(zhuǎn)換速率是可以相比較的。本發(fā)明的技術(shù)解決方案現(xiàn)有利用電容反饋以提高轉(zhuǎn)換速率的運算放大器中的主要缺點是反饋電容被直接連接到輸出端子上。這樣反饋電容和反饋電路中相關(guān)寄生元件成為放大器的負(fù)載。輸出負(fù)載減少了放大器的帶寬和相位裕度，同時減小了可以提供給負(fù)載的最大電流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是提供了一個增加正反轉(zhuǎn)換速率的運算放大器。本發(fā)明的第二個目的是提供了一個沒有負(fù)載且增加轉(zhuǎn)換速率的運算放大器。本發(fā)明的第三個目的是提供了一個沒有顯著增加功率消耗的運算放大器。本發(fā)明的第四個目的是提供了 一個反饋電路緩沖輸出的運算放大器。本發(fā)明的第五個目的是提供一個運算放大器，包括一個輸出級，輸出級包括一對互補三極管耦合到輸出端子上；一對互補驅(qū)動三極管耦合到電壓偏置點上，驅(qū)動該點的電壓，使得該點的電壓正比于輸出電壓，為互補驅(qū)動三極管提供一個反饋信號，以增加輸出三極管的驅(qū)動，從而增加了放大器的正負(fù)轉(zhuǎn)換速率。對比文獻(xiàn)，發(fā)明專利動態(tài)CMOS運算放大器的壓擺率增加器，申請?zhí)?00710044395. 5。


下面的附圖1和附圖2將對上述所描述的本發(fā)明的目的和其它的目的作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
具體實施方案參考圖1可知，放大器的差分輸入與三極管Ql和Q2相連接，以接收輸入信號，為其本身的集電極提供差分輸出信號。該差分輸出信號被提供給差分單端轉(zhuǎn)換器U。電阻Rl和R2連接在三極管對Ql和Q2的發(fā)射極和三極管Q3的集電極之間，使得三極管對Ql和Q2起到差分三極管對的作用。電阻Rl和R2的值可以不考慮電路其他元件的影響，選擇合適的值?；パa三極管Q6和Q7相耦合，用作射極跟隨器，以驅(qū)動互補輸出三極管對Q9和QlO的基極。三極管Q5和Q8的基極與偏壓相連接，耦合到三極管Q6和Q7的發(fā)射極上，分別作為三極管Q6和Q7發(fā)射極的高阻抗電流源?；パa輸出三極管Q9和QlO的發(fā)射極耦合到輸出端子上。根據(jù)本發(fā)明可知，反饋電容被用來增加轉(zhuǎn)換速率。在該發(fā)明中，反饋電容由第二對三極管Q9和QlO的發(fā)射極驅(qū)動，且驅(qū)動串聯(lián)的電阻R7和電容C2，電容C3和電阻R5，分別為三極管Q8和Q5的發(fā)射極提供反饋。反饋電容信號可以由電路中的點提供，且該點的電壓偏移正比于輸出電壓。電容Cl和電阻RlO為三極管Q4提供了反饋。這種正反饋增加了放大器的轉(zhuǎn)換速率。本發(fā)明的目的通過進(jìn)一步的描述將會變得更清晰。如上所述的反饋電路由Q4、Q5、Q8、C1、C2、C3、R5、R7和RlO組成。反饋由三極管Qll和Q12的發(fā)射極和輸出級產(chǎn)生。反饋信號與輸出信號相聯(lián)系，但并不是輸出電路的負(fù)載。三極管Qll和Q12可以由輸出三極管Q9和QlO的發(fā)射極組成，或者它們可以由圖2中所示的方法組成。在第二種情況下，反饋電路由互補輸出三極管Q9和QlO驅(qū)動。驅(qū)動信號驅(qū)動電容C1、C2、C3并且通過他們的電流限制了電阻R5、R7和RlO的值。Vx的轉(zhuǎn)換速率與輸出電壓和輸出電壓上的相位相同。對于正輸出電SVx來說，Q12上的電流通過反饋電容提供給Q4和Q5，將增加Q8上的電流。對于Q8上增加的電流，Cpa 2將被充電，Q9和Q12的基極上的電壓將很快地轉(zhuǎn)換為正。由于存在額外的交流信號，Q8上的直流偏置會降低電路的總功率，但仍然可以驅(qū)動CPAr2，使其為正，使得其不限制整體的轉(zhuǎn)換速率。在增大QlO和Qll基極上電壓的情況下，Q5，C3和R5將被阻斷。Q6發(fā)射極上的正信號將為Cpar3充電。截止的Q4將不受影響，因為通常情況下Q4處于截止?fàn)顟B(tài)下，差分三極管對Ql，Q2上的尾電流將不影響正向輸出。Q13被用來防止Q4的發(fā)射極和基極之間被擊穿，使得Cl和RlO上的電流流向偏置端I。對于負(fù)輸出信號(和Vx)，Qll上的電流將通過三個反饋網(wǎng)絡(luò)。增加Q5上的電流，以使得Cpa 3轉(zhuǎn)換為負(fù)，以相同的方式，使得Q8為正信號。降低電路的消耗功率的同時，Q5上的直流信號也隨之減小。三極管Q8被截止，以相同的方式，Q5為正信號，因為Q7的發(fā)射極將不為Cpar2充電，使得其轉(zhuǎn)換速率變小。Q4受到Cl和RlO的影響，負(fù)信號從反方向輸入給CpArI。這種影響對于同相配置很重要。正信號輸入給三極管Ql以驅(qū)動CparI，使得它的電流增大，以增加正轉(zhuǎn)換速率。對于負(fù)輸入信號來說，Q3將抑制CpAitl ,以減少Q(mào)l和Q2的尾電流，從而減小了放大器的轉(zhuǎn)換速率。升壓電路將取代負(fù)輸入信號Q4上消失的尾電流，使得轉(zhuǎn)換速率趨向于平衡，從而增加了相同配置的有效功率的帶寬。本發(fā)明的主要特點是輸出級正反饋回路上的緩沖電容和利用升壓減少了給定轉(zhuǎn)換速率放大器的提供電流。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)換速率指標(biāo)改善的運算放大器，其特征是放大器包括一個輸入級和一個輸出級，輸入級接收輸入信號，輸出級包括一對連接到輸出端上的互補三極管，電容反饋到非輸出端的一點上，使得反饋電容對互補三極管具有緩沖的作用，且反饋電容為增加互補輸出三極管的轉(zhuǎn)換速度提供了正反饋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換速率指標(biāo)改善的運算放大器，其特征是放大器包括一個輸入級和一個輸出級，輸入級以接收輸入信號，輸出級包括一對連接到輸出端上的互補三極管，反饋電容的端子耦合到非輸出端的一點上，為互補輸出三極管提供了正反饋，以增加其轉(zhuǎn)換速度；輸入級包括一對差分連接的輸入三極管和另一個電容，為差分輸入三極管提供正反饋電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換速率指標(biāo)改善的運算放大器，其特征是反饋電容與一對互補驅(qū)動三極管耦合到一點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換速率指標(biāo)改善的運算放大器，其特征是放大器包括一個輸入級和一個輸出級，輸入級以接收輸入信號，輸出級包括一對連接到輸出端上的互補三極管，反饋電容的端子耦合到非輸出端子的一點上，為互補輸出三極管提供正反饋，以增加其轉(zhuǎn)換速度；反饋電容與一對互補驅(qū)動三極管耦合到一點，輸出三極管和互補驅(qū)動三極管都包括發(fā)射極、基極和集電極端子，輸出三極管的發(fā)射極與輸出端子相連接，互補驅(qū)動三極管的發(fā)射極分別與輸出三極管的基極和驅(qū)動三極管的發(fā)射極相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)換速率指標(biāo)改善的運算放大器，其特征是一對額外互補三極管的發(fā)射極并聯(lián)連接到輸出三極管上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)換速率指標(biāo)改善的運算放大器，其特征是輸出三極管上有一個額外的發(fā)射極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換速率指標(biāo)改善的運算放大器，其特征是放大器包括一個輸入級和一個輸出級，輸出級包括一對互補三體管，互補三極管中包含基極、發(fā)射極和集電極，且其發(fā)射極端子連接到輸出端子上；一對互補驅(qū)動三極管，互補驅(qū)動三極管中包含基極、發(fā)射極和集電極，且其發(fā)射極端子與輸出三極管的基極相連接，以驅(qū)動輸出三極管的基極；一對電流源三極管，電流源三極管中包含基極、發(fā)射極和集電極，且其集電極端子和與驅(qū)動三極管的發(fā)射極端子相連接；每個輸出三極管上有一個額外的發(fā)射極，反饋電容耦合在額外的發(fā)射極與電流源三極管的發(fā)射極之間；輸入級包括一對差分輸入三極管，反饋電容耦合到額外的發(fā)射極上，為輸入三極管提供一個正反饋。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換速率指標(biāo)改善的運算放大器，其特征是放大器包括一個輸入級和一個輸出級，輸出級包含一對互補三體管，互補三極管中包含基極、發(fā)射極和集電極，且其發(fā)射極端子連接到輸出端子上；一對互補驅(qū)動三極管，互補驅(qū)動三極管中包含基極、發(fā)射極和集電極，且其發(fā)射極端子與輸出三極管的基極相連接，以驅(qū)動輸出三極管的基極；一對電流源三極管，電流源三極管中包含基極、發(fā)射極和集電極，且其集電極端子和與驅(qū)動三極管的發(fā)射極端子相連接；一對額外的互補三極管，該互補三極管中包括基極、發(fā)射極和集電極，集電極端子并聯(lián)連接到輸出端子上；反饋電容耦合在額外互補三極管對的發(fā)射極和電流源三極管對的發(fā)射極之間；輸入級包括一對差分輸入三極管，反饋電容的端子耦合在互補三極管對額外的發(fā)射極端子上，為輸出三極管提供一個正反饋。
全文摘要
轉(zhuǎn)換速率指標(biāo)改善的運算放大器，運算放大器具有輸入級和輸出級，在電路中一點與輸出級之間有一個正反饋電容，且該反饋點的電壓與輸出電壓成正比。
文檔編號H03F3/45GK103036515SQ20121056803
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者包興坤 申請人:蘇州硅智源微電子有限公司