[發明專利]頻率補償運算放大器

有效

• 申請號: 200910143206.9
• 申請日: 2009-05-20
• 公開（公告）號: CN101599741A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 尤達·達思古帕塔
• 申請（專利權）人: 聯發科技(新加坡)私人有限公司
• 主分類號: H03F1/08
• 分類號: H03F1/08;H03F3/45
• 代理公司: 北京萬慧達知識產權代理有限公司
• 代理人: 葛 強;張一軍

技術領域

本發明是關于Ahuja補償方案，特別是關于可消除先前實施中固有的偏置 (bias)問題的Ahuja頻率補償運算放大器。

背景技術

Ahuja頻率補償方案是一種公知的用于運算放大器的頻率補償方案。Ahuja 頻率補償是被發展以用于改善公知的米勒(Miller)補償。圖1A為相關技術的米勒 補償方案100的示意圖。米勒補償是由跨接于運算放大器A2的輸入級與輸出級 的電容器C_C組成。Ahuja頻率補償則是通過提供由補償晶體管組成的第三級來 耦接電容器C_C，來實現間接地耦接于此電容器。

為了更清楚地說明Ahuja補償，請參考圖1B。圖1B為相關技術的Ahuja 補償方案200的示意圖。從圖1B中可以看出，Ahuja補償方案200中具有放大 器A1，放大器A2。放大器A1具有兩個信號輸入端In+以及In-，且電容器C₁耦接于放大器A1的輸出端以及接地端之間，放大器A1的跨導為g_m1。放大器 A2具有一個輸出端Out，且電容器C₂耦接于放大器A2的信號輸出端Out以及 接地端之間，放大器A2的跨導為g_m2。補償晶體管MP3耦接于電容器C_C，并 且耦接于偏置電壓V_BIAS。補償晶體管MP3上施加有偏置電流I_BIAS。Ahuja補償 優于米勒補償之處在于：Ahuja補償在處理高電阻以及電容負載時具有更好的性 能，可以減小電容器C_C的尺寸，并且具有更好的電源抑制比(power?supply rejection?ratio，以下簡稱為PSRR)。

請參考圖2。圖2顯示由相關技術中的兩級運算放大器300實現圖1B中所 示的Ahuja補償方案200的示意圖。運算放大器300包含耦接于差動電流源的 輸入級，輸入級包含晶體管MP5，MP1a，MP1b，MN1a以及MN1b。輸入級耦 接于包含晶體管MP2以及MN2的輸出級，并且耦接于供應電壓V_DD以及接地 端之間。晶體管MP5耦接于供應電壓V_DD以及偏置電壓V_BP之間。補償晶體管 MP3耦接于偏置電壓V_BP2以及補償電容器C_C。補償晶體管MP3進一步耦接于 晶體管MP4，晶體管MP4耦接于供應電壓V_DD以及偏置電壓V_BP1之間，用于 為補償晶體管MP3提供偏置電流I_BIAS。運算放大器300進一步包含晶體管MN3 以及MN4，晶體管MN3以及MN4耦接于補償晶體管MP3，晶體管MN2，以 及晶體管MN1b，并且晶體管MN3耦接于偏置電壓V_BN1，晶體管MN4耦接于 偏置電壓V_BN2。晶體管MN3以及MN4是用于為補償晶體管MP3以及晶體管 MP4中的偏置電流I_BIAS提供一條到接地端的路徑。

運算放大器300的缺點在于必須使用偏置電壓V_BN1以及V_BN2來偏置晶體管 MN3以及MN4，以承載分別由偏置電壓V_BP2以及V_BP1偏置的補償晶體管MP3 以及晶體管MP4內的偏置電流I_BIAS。然而，事實上不可能分別偏置一p通道晶 體管以及一n通道晶體管，以承載相同電流，所以以上目標從未達到過。結果 就是運算放大器300的直流偏置電壓很高。

另外，如圖1B所示的Ahuja補償方案200在某些情況下(例如，低電容負 載時)不能取得預期的益處。因此，原始的Ahuja補償方案200以及Ahuja補償 運算放大器300都需要改進。

發明內容

為了解決以上技術方案中所存在的問題，本發明提供了一種頻率補償運算 放大器。