[發明專利]高速兩級運算放大器

無效

• 申請號: 200910189633.0
• 申請日: 2009-08-26
• 公開（公告）號: CN101635560A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 余浩
• 申請（專利權）人: 余浩
• 主分類號: H03F3/68
• 分類號: H03F3/68;H03F1/08;H03F3/45
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及一種運算放大器，特別涉及進行頻率補償與零點設置的高速高增益兩級運算放大器。

【背景技術】

運算放大器是模擬電路中重要的構建模塊，廣泛應用在數據轉換器中，如采樣保持電路，每一級求和放大電路等。運算放大器的增益、帶寬和相位裕度直接影響到它產生下一個輸出電壓的逼近時間(Settling?time)和精度(Accuracy)。傳統的兩級運算放大器一般采用密勒補償，頻率補償電容設置在第一級輸出節點與第二級輸出節點之間。但這樣的補償引入了前向傳輸零點，導致相位裕度變差，從而影響回路的穩定性和電路的動態特性，同時也限制了放大器的整體速度及精度。尤其在高速電路中，我們不希望看到過沖或振蕩式的逼近方式，更要防止放大器在反饋回路中可能產生的不穩定性。因此對運算放大器自身的相位裕度、增益和帶寬提出了較高的要求。

【發明內容】

針對上述放大器的不足，本發明提供一種能提高放大器的速度及精度的高速兩級運算放大器。

一種高速兩級運算放大器，包括第一級放大器、第二級放大器及與第一級放大器及第二級放大器連接的共模反饋電路，所述第一級放大器包括依次設置的第一級輸入器件、第一共源共柵P型晶體管對、第一共源共柵N型晶體管對及有源負載管，所述第一共源共柵P型晶體管對與第一共源共柵N型晶體管對之間形成第一級輸出節點，所述第二級放大器包括第二級輸入晶體管對、與第二級輸入器件連接的第二級有源負載管，第二級輸入器件與第二級有源負載管之間設置有差分輸出端，所述第一共源共柵N型晶體管對的兩個源極與所述差分輸出端的兩個端點分別連接且在所述第一共源共柵N型晶體管對的兩個源極與各自所連接的差分輸出端的端點之間設置有頻率補償電容。

優選的，所述第一級輸入器件與第一共源共柵P型晶體管對之間設置有第二共源共柵P型晶體管對。

優選的，所述第一級輸出節點接入所述第二級輸入晶體管對，所述第一共源共柵N型晶體管對與有源負載管之間設置有第二共源共柵N型晶體管對。

優選的，所述頻率補償電容與差分輸出端的端點之間進一步設置有電阻。

優選的，第二輸入晶體管對為N型晶體管對；所述第一級放大器另包括尾電流P型晶體管，所述尾電流P型晶體管的源極接入外部電源，其漏極接入第一級輸入器件并為第一級輸入器件提供偏置電流；所述第二級有源負載管由外部電源提供偏置電流。

優選的，所述第二級放大器另包括尾電流N型晶體管，所述尾電流N型晶體管的源極接地、漏極接入第二級輸入器件并為第二級輸入器件提供偏置電流，所述第一級放大器進一步包括附加放大器。

優選的，所述第一共源共柵P型晶體管對或第二共源共柵P型晶體管對或第一共源共柵N型晶體管對或第二共源共柵N型晶體管對中的每個晶體管的源極、柵極分別與附加放大器的輸入端、輸出端連接。

優選的，所述第一共源共柵P型晶體管對或第二共源共柵P型晶體管對或第一共源共柵N型晶體管對或第二共源共柵N型晶體管對中的每對晶體管對中一個晶體管的源極接入附加放大器的輸入端的負極，其柵極接入附加放大器輸出端的正極；另一個晶體管的源極接入附加放大器輸入端的正極，其柵極接入附加放大器的輸出端的負極。

優選的，所述共模反饋電路包括與第一級放大器連接的第一級共模反饋電路及與第二級放大器連接的第二級共模反饋電路，所述第一級尾電流P型晶體管的柵極與第一級共模反饋電路連接；所述第二級有源負載管為P型晶體管對，所述第二級有源負載管的柵極與第二級共模反饋電路連接。