一種頻率補(bǔ)償差分輸入放大電路的制作方法
【專利摘要】一種頻率補(bǔ)償差分輸入放大電路，通過(guò)使差分放大電路的輸出級(jí)信號(hào)為輸入級(jí)信號(hào)的一半來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣輸入級(jí)信號(hào)與輸出級(jí)信號(hào)之間的差值信號(hào)就必須經(jīng)過(guò)一個(gè)由電阻-電容網(wǎng)絡(luò)形成的“鏡像電流源”電路，以減小差分放大電路的輸入級(jí)增益。
【專利說(shuō)明】—種頻率補(bǔ)償差分輸入放大電路
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種經(jīng)過(guò)改進(jìn)的頻率補(bǔ)償模擬集成電路，該集成電路器件特別用于穩(wěn)壓電路和需要紋波抑制的負(fù)反饋電路。
【背景技術(shù)】:
[0002]眾所周知，一個(gè)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的基本結(jié)構(gòu)中包含一個(gè)旁路元件(例如，一個(gè)三極管)，該旁路元件串聯(lián)連接在一個(gè)負(fù)載和一根不受限制的供應(yīng)線之間，用一個(gè)差分放大器來(lái)控制該旁路元件，參考電壓發(fā)生器與差分放大器的一個(gè)輸入端子相連接，負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)電路連接在差動(dòng)放大器的另一個(gè)輸入端子和調(diào)節(jié)電路的輸出端子之間。這種類型的穩(wěn)壓電路已經(jīng)被許多商用的集成電路所使用。
[0003]大多數(shù)被應(yīng)用的穩(wěn)壓電路要求電路要穩(wěn)定，而像負(fù)反饋電路和串聯(lián)型穩(wěn)壓電路通常在工作的時(shí)候都趨向于不穩(wěn)定(即進(jìn)入振蕩)。如果在特定的頻率下，電路的總相移接近180°，那么，在相同的頻率下，模擬電路的增益將接近于同一個(gè)值。在一個(gè)理想化的電壓調(diào)節(jié)電路中，由于總相移被限制在90°之內(nèi)，單相的總增益以每倍頻6分貝減小，且在一定頻率下，直流開環(huán)的增益減小到一個(gè)較低的3分貝帶寬w0。
[0004]然而，在實(shí)際電壓調(diào)節(jié)器電路中有有源器件和雜散電容的存在，使得有多余的相移存在。在所設(shè)定的頻率范圍內(nèi)，這種電路的總相移通常超過(guò)180°。因此，它通常需要必要的補(bǔ)償調(diào)節(jié)器電路來(lái)使得在實(shí)際工作下電路的穩(wěn)定。這種補(bǔ)償通常需要運(yùn)算放大器。
[0005]通常，電容被用于電壓調(diào)節(jié)器電路和運(yùn)算放大器電路中，以提供頻率的補(bǔ)償。然而，可以連接一個(gè)外部電容來(lái)使得電壓調(diào)節(jié)器電路或運(yùn)算放大器電路的集成電路的頻率補(bǔ)償?shù)玫较拗疲瑫r(shí)可以限制內(nèi)部電容的大小。
[0006]一種已知的電容，被用在與電壓調(diào)節(jié)裝置相關(guān)的頻率補(bǔ)償技術(shù)的電路的內(nèi)部，以減小在高頻情況下調(diào)節(jié)器的差分輸入放大級(jí)的增益。例如，來(lái)自不同的制造商所生產(chǎn)的LMl20負(fù)電壓調(diào)節(jié)裝置集成電路。LM120的差分輸入放大級(jí)包括一個(gè)差動(dòng)放大器耦合到一個(gè)鏡像電流負(fù)載上。鏡像電流負(fù)載作為一個(gè)增益級(jí)，進(jìn)行差分到單端之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換。經(jīng)過(guò)鏡像電流負(fù)載上輸出三極管的基極和集電極之間結(jié)點(diǎn)的耦合旁路電容使得差分輸入放大級(jí)的增益減小。然而，這種方法的不足之處在于限制了電路的工作特性。
[0007]例如，不管內(nèi)部電容的值多大，LM120的差分輸入放大級(jí)只要具有NPN-PNP復(fù)合三極管的輸入，則它的增益至少為0.25。在標(biāo)準(zhǔn)的電路中，例如LM120中，在每一個(gè)輸入端是用單一的三極管來(lái)代替復(fù)合三極管，而它的最小增益為0.5。由于設(shè)備的輸出級(jí)引入了調(diào)節(jié)增益的系統(tǒng)回路，使得電路仍不穩(wěn)定。此外，穩(wěn)壓電路中，尤其是應(yīng)用于供應(yīng)電源的電路中，通常需要一個(gè)外部電容耦合到負(fù)載上以調(diào)節(jié)瞬變的電壓。在自動(dòng)調(diào)節(jié)的系統(tǒng)回路中運(yùn)用外部電容的這一點(diǎn)性質(zhì)，結(jié)合所產(chǎn)生的內(nèi)部電容，可導(dǎo)致相位移，以加劇電路的不穩(wěn)定性問題。
[0008]在大多數(shù)運(yùn)算放大器電路中，輸出級(jí)的內(nèi)部電容或者外部電容可以使得輸入級(jí)的電壓增益減小，從而提供了簡(jiǎn)單的頻率補(bǔ)償。然而，該電容往往通過(guò)電源線直接輸出以進(jìn)行傳遞信號(hào)。在穩(wěn)壓電路中，其輸入信號(hào)為一個(gè)交流電壓，電容將在其輸出級(jí)產(chǎn)生紋波。因此，這種補(bǔ)償技術(shù)不適合調(diào)節(jié)電路，即使是具有抑制電壓信號(hào)波動(dòng)的電源線的運(yùn)算放大器電路(即紋波抑制)。
[0009]這將為電壓調(diào)節(jié)器或者其他電路提供一個(gè)差分輸入級(jí)放大器，從而不需要一個(gè)大電容來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償，因此可以完成集成電路的一部分，同時(shí)，這也將在不降低紋波抑制的情況下，可以提供一個(gè)差分輸入級(jí)放大器以得到補(bǔ)償。
[0010]此外，這還可以提供一個(gè)增益遠(yuǎn)低于0.25 (—個(gè)復(fù)合NPN-PNP三極管類型)或者0.5 (單個(gè)三極管類型)的差分輸入級(jí)放大器，在超過(guò)一定的頻率范圍內(nèi)，將得到補(bǔ)償，而在引入外部負(fù)載，使得相位移接近90°時(shí)，不會(huì)造成穩(wěn)定性的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0011]本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一個(gè)差分輸入放大器，使得在一個(gè)集成電路上不需要大值電容器。
[0012]本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一個(gè)差分輸入放大器的頻率補(bǔ)償電路，使得在不降低紋波抑制的情況下調(diào)節(jié)電路的電壓。
[0013]本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一個(gè)差分輸入放大器，在超過(guò)頻率范圍的情況下，使得其增益遠(yuǎn)小于常規(guī)條件下相同類型的差分放大器的增益。
[0014]本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供一個(gè)差分輸入放大器，它的增益與其相位移相互獨(dú)立。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0016]與其他發(fā)明相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于減少電壓調(diào)節(jié)器或者運(yùn)算放大器輸入級(jí)中的差分放大器中一半的輸出信號(hào)，這樣，一個(gè)單端差分信號(hào)將輸入給“鏡像電流源”負(fù)載電路的第一個(gè)三極管。該輸入信號(hào)將引起第一個(gè)三極管的電壓變化，并且，該信號(hào)將在阻容積分網(wǎng)絡(luò)中循環(huán)。集成網(wǎng)絡(luò)中元件的值可以選擇在超過(guò)頻率范圍的條件下，使得差分放大器的增益遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)類型放大器的最小增益，而同時(shí)使得負(fù)載對(duì)相位沒有影響。
[0017]由上所述，減小信號(hào)其實(shí)是分離差分放大器中三極管的集電極，以結(jié)合差分放大器中減小差分輸出信號(hào)的電流。減小信號(hào)的另一種方法，是將差分放大器的差分輸出電流進(jìn)行分流，輸入給一個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)對(duì)環(huán)路增益沒有影響，且該點(diǎn)將代替直流電流源中被分離的輸出電流。
[0018]對(duì)比專利文獻(xiàn):CN202372876U —種具有頻率補(bǔ)償?shù)牡蛪翰罹€性穩(wěn)壓器201120537929.X，CN202887038U 頻率補(bǔ)償?shù)木€性穩(wěn)壓器 201220472448.X
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0019]下面的附圖將對(duì)上述所描述的本發(fā)明的目的作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中，附有相關(guān)的參考數(shù)據(jù):
[0020]圖1所描述的是一個(gè)傳統(tǒng)技術(shù)的電壓調(diào)節(jié)電路。
[0021]圖2所描述的是本發(fā)明電壓調(diào)節(jié)電路的第一個(gè)體現(xiàn)。
[0022]圖3所描述的是本發(fā)明穩(wěn)壓電路的替代體現(xiàn)?！揪唧w實(shí)施方式】:
[0023]如圖1所示，傳統(tǒng)技術(shù)的電壓調(diào)節(jié)電路原理圖如100所示。電壓調(diào)節(jié)電路100中包括差分輸入放大器IOOa (以下簡(jiǎn)稱為“輸入級(jí)100a”)和輸出級(jí)100b。輸入級(jí)IOOa中包括差分放大器102，該差分放大器102的正極輸入端104與參考電壓發(fā)生器105相連接，其負(fù)極輸入端106以接收輸出端子Vqut的反饋電壓，還包括第一個(gè)差分輸出端子108和第二個(gè)差分輸出端子110。參考電壓發(fā)生器105產(chǎn)生的參考電壓與應(yīng)用于輸入端子Vin相獨(dú)立。差分放大器102將Vkef與反饋電壓相比較，從而產(chǎn)生差分信號(hào)，以調(diào)節(jié)輸出端子108和110上的電流I1和12。分別對(duì)放大器輸出的差分信號(hào)的一半進(jìn)行調(diào)制。
[0024]鏡像電流電路105中包括NPN三極管114和118，分別與輸出端子108和110相連接，為差分放大器提供有源負(fù)載，同時(shí)分別為單個(gè)差分輸入端提供差分信號(hào)電流IjP 12。電流I1提供給三極管114，為三極管118提供基極和發(fā)射極之間的電壓。假設(shè)三極管114和118具有相同的發(fā)射極面積，并且忽略電阻116、117和電容128的影響，三極管118將產(chǎn)生一個(gè)與電流I1相等的集電極電流13。三極管118的集電極電流減去結(jié)點(diǎn)120上的電流12，為輸出級(jí)三極管122的基極提供一個(gè)差分信號(hào)電流。該差分信號(hào)電流是由差分信號(hào)的電流I1的部分和差分信號(hào)的電流I2的部分組成的。
[0025]輸出級(jí)三極管122 (以簡(jiǎn)化形式代表輸出級(jí)IOOb的增益)的集電極與調(diào)節(jié)器的輸出端子Vtot相連接。其中一個(gè)典型的輸出負(fù)載是由一個(gè)可變電阻124所構(gòu)成的，可變電阻124由電阻&與負(fù)載電容器126并聯(lián)所構(gòu)成，負(fù)載電容器126是由電容Q和電阻R。串聯(lián)所構(gòu)成。輸出級(jí)三極管122，對(duì)其基極上的電流作出響應(yīng)，以調(diào)節(jié)輸出負(fù)載上的電壓，使其與參考電壓Vkef相等。在許多穩(wěn)壓電路中，反饋信號(hào)為差分放大器提供一個(gè)縮放的輸出電壓，這樣，可以調(diào)節(jié)輸出電壓，使其保持與電壓Vkef成正比。
[0026]在上述的LM120集成電路電壓調(diào)節(jié)裝置的基本構(gòu)架是由圖1中的IOOa和IOOb所構(gòu)成的，內(nèi)部頻率補(bǔ)償是由鏡像負(fù)載電路輸入級(jí)中的輸出三極管基極和集電極結(jié)點(diǎn)之間的小型電容器所提供的，如圖所示，三極管118上的電容128。作為對(duì)調(diào)節(jié)電路100的閉環(huán)頻率響應(yīng)，電容128頻率增加到的最大點(diǎn)由電容的值決定，即頻率高于最大點(diǎn)的情況下，IOOa的輸入級(jí)增益中的電容增加-6分貝/倍頻。增益以單位增益減小調(diào)節(jié)電路的帶寬，從而提高了其穩(wěn)定性。
[0027]從穩(wěn)定的角度來(lái)看，選擇一個(gè)電容值較大的電容128，這是可取的，但是，該電容的頻率最大點(diǎn)較低是不切實(shí)際的，因?yàn)樵诩呻娐沸酒想娙輹?huì)占據(jù)一定的空間面積。然而，在LM120中，在三極管114和118的基極之間增加一個(gè)電阻117，阻容積分網(wǎng)絡(luò)形成，其頻率的最大點(diǎn)遠(yuǎn)小于由電容128單獨(dú)構(gòu)成的頻率最大點(diǎn)。電阻117為鏡像電流提供了一個(gè)不平衡的直流電流。作為補(bǔ)償，與電阻117相匹配的電阻116連接在三極管114的基極和集電極之間。
[0028]由電阻117和電容128構(gòu)成的集成網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)缺點(diǎn)。第一個(gè)缺點(diǎn)是輸入級(jí)IOOa的增益不能減低到通常最低增益的范圍0.25-0.5。為了解釋這一點(diǎn)，差分放大器102有一對(duì)差分PNP三極管，一個(gè)PNP三極管的集電極與差分放大器的輸出端子108相連接，另一個(gè)三極管的集電極與差分放大器的輸出端子110相連接。差分放大器的輸出端子110上的差分信號(hào)在輸入級(jí)IOOa的增益大約等于鏡像電流負(fù)載三極管118的輸出阻抗除以差分放大器的發(fā)射極阻抗。在這種情況下，差分放大器的發(fā)射極阻抗等于產(chǎn)生電流I2的PNP三極管的發(fā)射極阻抗的兩倍。因?yàn)殡娙莸挠行ьl率很短，所以在差分放大器中電容128看作一個(gè)二極管，且它的阻抗等于差分放大電路中三極管的發(fā)射極阻抗。因此，負(fù)載阻抗與差分放大器的發(fā)射極阻抗之比等于0.5，且這一級(jí)的增益也為0.5。假設(shè)選擇的電阻117和電容128的值大到足以削減差分放大器輸出端子108的高頻增益，這個(gè)假設(shè)是成立的，因?yàn)椴罘中盘?hào)的部分是來(lái)自輸出端子110，且它具有0.5的增益。如果，在一些差分放大器中，用NPN-PNP復(fù)合三極管代替差分PNP三極管，那么，最小增益可以減小到0.25。
[0029]輸入級(jí)IOOa的增益結(jié)合輸出級(jí)IOOb的增益，可以形成整個(gè)穩(wěn)壓電路的穩(wěn)定環(huán)路增益。在運(yùn)算放大器電路中，它表現(xiàn)為第二級(jí)增益，如圖1中的Cx所示。然而，在調(diào)節(jié)電路100中，不適合使用這樣的電容，因?yàn)?，在高頻情況下，電容會(huì)把端子Vin上的信號(hào)直接傳遞給輸出端子Vott。這將大大降低了電路抑制紋波的能力，使得輸入電壓不受限制的直接到達(dá)端子Vino
[0030]如圖1所示的頻率補(bǔ)償電路的第二個(gè)缺點(diǎn)是將電容128的最大點(diǎn)和外部負(fù)載電容126的最大點(diǎn)相結(jié)合，形成閉環(huán)響應(yīng)的相位。將電阻和電容串聯(lián)連接在三極管118的基極和集電極之間可以減小其相位，但是這將降低電容提供增益的能力。
[0031]然而本發(fā)明克服了這一缺點(diǎn)，它是通過(guò)阻止差分放大器的差分信號(hào)電流直接耦合到輸入級(jí)的輸出結(jié)點(diǎn)上，從而迫使整個(gè)差分信號(hào)都必須通過(guò)輸入級(jí)的鏡像負(fù)載電路。
[0032]如圖2所示調(diào)節(jié)電路200簡(jiǎn)化示意圖是本發(fā)明的第一個(gè)體現(xiàn)。調(diào)節(jié)電路200包括一個(gè)差分輸入級(jí)放大器200a (以下簡(jiǎn)稱為“輸入級(jí)200a”)和第二個(gè)增益級(jí)200b。輸入級(jí)200a包括差分放大器202，其中含有一個(gè)尾電流源203和一對(duì)差分連接的PNP三極管204和206。尾電流源可以用傳統(tǒng)的方式形成，或者是一個(gè)簡(jiǎn)單的電阻。三極管204的基極是差分放大器202的正相輸入端，且和產(chǎn)生參考電壓Vkef的參考電壓發(fā)生器相連接。三極管206的基極是差分放大器202的反相輸入端，與輸出端子Vott相連接，以接收反饋信號(hào)。如圖可知，輸出端子Vqut和三極管206的基極之間使用虛線連接的，即用一個(gè)電阻對(duì)輸出電壓起到分壓的作用。
[0033]三極管204和206都分別具有一對(duì)集電極，204a、b和206a、b。這些集電極的面積比例為:集電極204a和206b具有相等的面積X，集電極204b和206a具有相等的面積2X。集電極204b形成了差分放大器202的第一個(gè)輸出端子208，集電極204a和206b連接在一起，形成了差分放大器202的第二個(gè)輸出端子210。集電極206b連接到一結(jié)點(diǎn)上，該結(jié)點(diǎn)可以忽略對(duì)閉環(huán)增益的影響，如端子Vin(圖2所示)。集電極面積比的選擇要使得在零差分信號(hào)輸入的情況下，差分放大器的輸出電流I/和I2’要保持平衡，且相位相等，差分信號(hào)與差分放大器的輸出端子210相結(jié)合，以阻止差分信號(hào)到達(dá)輸出端子。
[0034]差分放大器的輸出端子208和210與鏡像電流電路215相連接，鏡像電流電路215中包含具有二極管性質(zhì)的NPN三極管214和與之匹配的NPN三極管218。三極管214和218分別作為差分放大器的輸出端子208和210的有源負(fù)載。因?yàn)椴罘址糯笃?02中三極管204和206的輸入存在電壓差,所以差分放大器202單端輸入的電流I/正比于輸入的差分信號(hào)電壓。具有二極管性質(zhì)的三極管214的阻抗轉(zhuǎn)換為三極管218基極和發(fā)射極之間的差分信號(hào)電壓，產(chǎn)生三極管218產(chǎn)生電流I/，用I/減去結(jié)點(diǎn)220上來(lái)自差分放大器的輸出電流12’，由此產(chǎn)生的信號(hào)輸入給增益級(jí)200b，200b中含有NPN三極管234和236。電流12’不含有差分信號(hào)成分，因?yàn)?04a和206b的集電極上的相反相位抑制其產(chǎn)生。因此，輸入級(jí)200a的差分信號(hào)增益由鏡像電流電路215的增益決定。[0035]因?yàn)榧姌O電流與差分放大器210不匹配，所以在結(jié)合的時(shí)候，有電流I2’的存在，從而產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)在大多數(shù)情況下相對(duì)較小，通常不會(huì)產(chǎn)生足夠的增益。例如，當(dāng)不匹配大到10%時(shí)，差分放大器輸出端子110將大約減少10。減少的增益仍然可以使輸入級(jí)200a的總增益保持在0.5以下。因此，204a和206a集電極之間的面積比不需要為1:1。任何比值將導(dǎo)致輸出端子110上的大量信號(hào)被抑制。[0036]鏡像電流電路215的高頻增益由電阻217組成的集成電路網(wǎng)絡(luò)所決定，電阻217連接在三極管214和218的基極之間，電容228與電阻230串聯(lián)連接在三極管218的基極和集電極之間。[0037]電阻216的阻值最好與電阻217的阻值相等，將它們與具有二極管性質(zhì)的三極管214的基極相連接，與鏡像電流一起平衡直流電流。電阻217的值和電容228的值在選擇的時(shí)候能使差分信號(hào)的增益低于0.5。因?yàn)殡娏?2’不產(chǎn)生信號(hào)，所以輸入級(jí)200a的總增益將遠(yuǎn)低于0.5，這將解決了圖1中頻率補(bǔ)償方案中提到的第一個(gè)缺點(diǎn)。[0038]然而，正如前面所討論的，應(yīng)當(dāng)考慮調(diào)節(jié)器上額外的相位所產(chǎn)生的增益。這一相位的大小取決于連接在輸出端子上￥_上的負(fù)載的性質(zhì)。例如，典型的調(diào)節(jié)電路的負(fù)載是由一個(gè)可變電阻224與一個(gè)負(fù)載電容226并聯(lián)連接而成，該負(fù)載里的電容在閉環(huán)調(diào)節(jié)時(shí)，存在一個(gè)點(diǎn)。當(dāng)負(fù)載電容Q很大的時(shí)候(通常情況是在調(diào)節(jié)電路中)，這個(gè)點(diǎn)將在頻率相對(duì)較低的情況下存在。這個(gè)點(diǎn)與相位相疊加，在超出頻率很大的情況下，調(diào)節(jié)相位將近90°，特別是當(dāng)電阻&是光敏電阻時(shí)。如果負(fù)載電容226和電容228的相位在很大的程度上重疊的話，那么額外的相位將導(dǎo)致不必要的低頻。[0039]為了減小重疊，從而減小相位，電容228應(yīng)當(dāng)使得輸入級(jí)200a的增益遠(yuǎn)小于0.5，這是通過(guò)電阻230和電容228串聯(lián)實(shí)現(xiàn)的。電阻230形成了一個(gè)零系統(tǒng)，以阻止因?yàn)殡娙?28造成的增益的減小。在圖1所示的頻率補(bǔ)償電路中，這將不能增加輸入級(jí)的最小增益，所以，相位和增益的影響已經(jīng)被排除。這個(gè)缺點(diǎn)在圖2所示的電路中將被解決，當(dāng)相位在所需的情況下，增益可以減小到0.5以下。[0040]本發(fā)明具有很廣泛的應(yīng)用，可以應(yīng)用于各種調(diào)節(jié)電路和運(yùn)算電路中。電阻217、230，電容228最好的取值由特定的電路，特定的參數(shù)，電路中其他的設(shè)備和預(yù)期的負(fù)載條件所決定。為特定的電路選擇最好的值，讓普通的技術(shù)工人做模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)此做驗(yàn)證。如果結(jié)果理想的話，在典型電路的應(yīng)用中，電阻217、230的值分別大約在1-200K歐姆，0.1-10K歐姆之間，電容228的值大約在1-1OOpF之間。因此，在經(jīng)濟(jì)允許的情況下，在集成電路上的電容可以足夠的小。[0041]圖3所示是調(diào)節(jié)電路300的另一體現(xiàn)的簡(jiǎn)化示意圖。調(diào)節(jié)電路300包括一個(gè)差分放大器302，該差分放大器中含有差分輸出端子308和310。在這一體現(xiàn)中，阻止差分放大器302中的差分信號(hào)到達(dá)輸出端子310，而不需要分離差分放大器中三極管的集電極，將輸出端子310上的信號(hào)分流到不影響環(huán)路增益的一個(gè)結(jié)點(diǎn)上，例如端子Vin(如圖3所示)。電流鏡215由直流電流源332來(lái)平衡，直流電流源332將產(chǎn)生電流1”2流向結(jié)點(diǎn)220。在傳統(tǒng)方式的設(shè)計(jì)中，電流源332是由電流1”2與差分放大器輸出端子308中的電流I'的部分組成。調(diào)節(jié)電路300中其他的組成部分與上述圖2中的器件一樣。同樣，電阻217、230和電容228的最好的值由發(fā)明本身的原理決定。[0042] 因此，本發(fā)明提供了一種新的頻率補(bǔ)償模擬電路。人們會(huì)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明比描述的本身更加實(shí)用，并在實(shí)際電路中各種不知道參數(shù)的器件也可以被使用。例如，即使在負(fù)極調(diào)節(jié)電路中，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)正極調(diào)節(jié)，運(yùn)算放大器也一樣。此外，在圖2和圖3所示的差分放大器中，在其輸入端有NPN-PNP復(fù)合三極管，如LM120中，或者μ A-741和LMlOl等類型的運(yùn)算放大器都來(lái)自于不同的制造商。在差分放大器中也可以使用達(dá)林頓三極管。本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域并不受限制，它只受以上的權(quán)利要求的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種頻率補(bǔ)償差分輸入放大電路,其中有第一輸入端子和第二輸入端子,兩個(gè)輸入端子在之間會(huì)形成電壓差，其特征是:a、第一個(gè)差分放大電路中有一對(duì)差動(dòng)三極管分別耦合到差分放大電路的第一輸入端子和第二輸入端子上，使得第一輸入端子和第二輸入端子之間形成一個(gè)電壓差，從而產(chǎn)生一階和二階差動(dòng)電流，即一階差動(dòng)電流和二階差動(dòng)電流分別流向差分放大電路的第一輸出端子和第二輸出端子；b、一個(gè)有源負(fù)載電路與第一個(gè)差分放大電路的第一輸出端子和第二輸出端子相I禹合，從而在第一個(gè)差分放大電路的輸出端子上產(chǎn)生一個(gè)差分電流信號(hào)，該差分電流信號(hào)是由第二個(gè)差分放大電路的輸出端子上產(chǎn)生的電流減去有源負(fù)載電路在第一個(gè)差分放大電路的輸出端子上產(chǎn)生的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)的；c、該頻率補(bǔ)償電路與有源負(fù)載電路相耦合，以減小在某一頻率范圍內(nèi)有源負(fù)載電路的增益，因此，有源負(fù)載電路的輸出電壓對(duì)第一個(gè)差分放大電路在某一頻率范圍內(nèi)增益的減小所產(chǎn)生的電流不作出響應(yīng)，該補(bǔ)償電路的特征包括:(1)由差動(dòng)三極管對(duì)所產(chǎn)生的電流被劃分為一階和二階差分電流；(2) —階差分電流的第一部分流向第一個(gè)差分放大電路的輸出端子；(3)—階差分電流的第二部分與二階差分電流的第一部分在差分放大電路的第二輸出端子上產(chǎn)生一個(gè)電流，該電流即大幅減小了第二個(gè)差分放大電路的輸出端子上差分電流信號(hào)的產(chǎn)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻率補(bǔ)償差分輸入放大電路，其特征是:一個(gè)由電容和電阻組成的電路網(wǎng)絡(luò)，在一定的頻率范圍內(nèi)，該電路網(wǎng)絡(luò)的增益可以減小在0.5以下，頻率范圍和增益范圍可以通過(guò)選擇值不同的電容和電阻來(lái)加以控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻率補(bǔ)償差分輸入放大電路，其特征是:當(dāng)?shù)谝惠斎攵俗雍偷诙斎攵俗又g沒有產(chǎn)生電壓差時(shí)，第一個(gè)差分放大電路和第二個(gè)差分放大電路的輸出端子上產(chǎn)生的電 流相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻率補(bǔ)償差分輸入放大電路，其特征是:差分放大電路中包含一對(duì)差動(dòng)三極管，第一個(gè)三極管和第二個(gè)三極管中包含第一個(gè)集電極和第二個(gè)集電極，第一個(gè)三極管的第一個(gè)集電極與差分放大電路的第一個(gè)輸出端子相耦合，第一個(gè)三極管和第二個(gè)三極管中的第二個(gè)集電極與差分放大電路的第二個(gè)輸出端子相耦合，第二個(gè)三極管的第一個(gè)集電極耦合到一個(gè)分流結(jié)點(diǎn)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種頻率補(bǔ)償差分輸入放大電路，其特征是:第一個(gè)三極管和第二個(gè)三極管的第二個(gè)集電極的面積基本相等，且第一個(gè)三極管和第二個(gè)三極管的第一個(gè)集電極與第二個(gè)集電極的面積之比為2:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻率補(bǔ)償差分輸入放大電路，其特征是:有源負(fù)載電路中包含一個(gè)鏡像電流電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻率補(bǔ)償差分輸入放大電路，其特征是:該頻率補(bǔ)償差分放大電路是一個(gè)集成電路，其中還包含一個(gè)電壓調(diào)節(jié)電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻率補(bǔ)償差分輸入放大電路，其特征是:該頻率補(bǔ)償差分放大電路包含第一輸入端子和第二輸入端子，兩個(gè)輸入端子之間產(chǎn)生一個(gè)差分電壓，該頻率補(bǔ)償差分放大電路的特征包括:a、差分放大電路的第一輸入端子和第二輸入端子之間存在電壓差，所以形成了一階差動(dòng)電流和二階差動(dòng)電流，同時(shí)，二階差動(dòng)電流被分流；b、電流源提供一個(gè)與在沒有信號(hào)的情況下一階差動(dòng)電流大小基本相等的電流；C、有源負(fù)載電路耦合接收一階差動(dòng)電流和由電流源提供的電流，以產(chǎn)生一個(gè)電流，該電流的大小即為電流源提供的電流減去一階差動(dòng)電流；d、頻率補(bǔ)償電路與有源負(fù)載電路相耦合，以減小在某一高頻范圍內(nèi)有源負(fù)載電路的增益，因此，有源負(fù)載電路的輸出電壓對(duì)一階差動(dòng)電流在某一高頻范圍內(nèi)增益的減小不作出響應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率補(bǔ)償差分輸入放大電路，其特征是:在一個(gè)負(fù)電壓調(diào)節(jié)電路中有一個(gè)共射極輸出級(jí)，其中包括與調(diào)節(jié)器輸入和輸出相I禹合的一個(gè)輸出級(jí)，和一個(gè)參考電路以產(chǎn)生一個(gè)參考電壓，一個(gè)輸入放大器，其特征包括:a、差分放大電路中的第一輸入端子用以耦合接收參考電壓，第二輸入端子用以耦合接收反饋信號(hào)，使其對(duì)調(diào)節(jié)器的輸出作出響應(yīng)，從而，差分放大電路對(duì)參考電壓和反饋信號(hào)進(jìn)行比較，以產(chǎn)生一階差動(dòng)電流和二階差動(dòng)電流；b、有源負(fù)載電路耦合接收第一個(gè)一階差動(dòng)電流和在沒有信號(hào)的情況下第二個(gè)一階差動(dòng)電流，用第二個(gè)電流減去第一個(gè)一階差動(dòng)電流，以得到一個(gè)差分信號(hào)，有一部分的差分信號(hào)耦合輸入給共射極輸出級(jí)，以控制調(diào)節(jié)器電壓的輸出；c、頻率補(bǔ)償電路耦合到有源負(fù)載電路上，以減小在某一頻率范圍內(nèi)有源負(fù)載電路的增益，因此，有源負(fù)載電路的輸出電壓對(duì)差分放大電路在某一頻率范圍內(nèi)增益的減小所產(chǎn)生的電流不作出響應(yīng)。
【文檔編號(hào)】H03F3/45GK103618509SQ201310616659
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:蘇州貝克微電子有限公司