[發明專利]自偏置運算放大電路及系統

無效

• 申請號: 201110282052.9
• 申請日: 2011-09-21
• 公開（公告）號: CN102386864A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 范方平
• 申請（專利權）人: 四川和芯微電子股份有限公司
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: 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電路及系統，尤指一種具有精確輸出擺幅的自偏置運算放大電路及系統。

背景技術

請參閱圖1，圖1為現有的運算放大器的電路結構，假設R11=R22=Rdd，為了得到精確的輸出擺幅Vpp1=（VOUT1+）-（VOUT1-），必須首先產生一個精確的電流Id1=Vpp1/Rdd，為了產生這個電流，一般需要使用一個基準電壓VREF1除以一個電阻，即得到電流Ib1=VREF1/R33，然后通過鏡像得到Id1=N*Ib1，其中N代表鏡像比。

該基準電壓VREF1通過比較器CMP1強制電壓VFB與其相等，從而得到流過電阻R33的電流值為I33=VREF1/R33=Ib1，即流過場效應管MP的電流為Ib，假設場效應管MP1與場效應管MP2的鏡像比為N，則可以得到Id1=N*Ib1。為了保證電流Ib1精確，通常需要使用片外電阻，這樣將導致浪費很大的面積，同時由于電阻R11與電阻R22存在工藝角偏差，會導致輸出擺幅Vpp1最大有±20%的偏差，當然，也可將電阻R33和電阻R11、電阻R22在版圖上進行匹配，從而消除此偏差，但是電阻R33和電阻R11、電阻R22的精確匹配會增大版圖設計的難度且浪費面積，同時場效應管MP1和場效應管MP2鏡像也會產生偏差。

由以上分析可知，現有的運算放大器結構通常需要產生一個精確的恒溫偏置電流，以得到精確的輸出擺幅，而產生一個精確的恒溫偏置電流，會增大版圖設計的難度，浪費很大的面積。

發明內容

鑒于以上內容，有必要提供一種具有精確輸出擺幅的自偏置運算放大電路及系統。

一種自偏置運算放大電路，所述自偏置運算放大電路包括一控制子電路及一與所述控制子電路相連的偏置子電路，所述控制子電路包括一第一輸入端、一第二輸入端、一與所述偏置子電路相連的第一場效應管、一與所述第一輸入端相連的第二場效應管、一與所述第二輸入端相連的第三場效應管、一與所述第二場效應管相連的第一輸出端、一與所述第三場效應管相連的第二輸出端、一與所述第一輸出端相連的第一電阻及一與所述第二輸出端相連的第二電阻，所述偏置子電路包括一參考電壓端、一連接于所述參考電壓端與所述控制子電路之間的比較器、一連接于所述比較器與所述第二輸出端之間的第三電阻及一連接于所述比較器與所述第一輸出端之間的第四電阻。

一種自偏置運算放大系統，所述自偏置運算放大系統包括一控制子電路及一與所述控制子電路相連的偏置子電路，所述偏置子電路包括一參考電壓端、一連接于所述參考電壓端與所述控制子電路之間的比較器、一連接于所述比較器與所述第二輸出端之間的第三電阻及一連接于所述比較器與所述第一輸出端之間的第四電阻。

相對現有技術，本發明自偏置運算放大電路及系統不受工藝和溫度的影響，無需額外提供精確的恒溫偏置電流，通過調節參考電壓端的參考電壓便可精確地確定輸出擺幅，設計成本大大降低。

附圖說明

圖1為現有的運算放大器的電路圖。

圖2為本發明自偏置運算放大系統較佳實施方式的系統框圖。

圖3為本發明自偏置運算放大電路較佳實施方式的電路圖。

具體實施方式

請參閱圖2，本發明自偏置運算放大系統較佳實施方式包括一控制子電路及一與該控制子電路相連的偏置子電路，該控制子電路用于將輸入的差分信號放大后輸出，該偏置子電路用于給該控制子電路提供合適的工作電流。請同時參閱圖3所示的自偏置運算放大電路，其中，該控制子電路包括一第一輸入端VIN+、一第二輸入端VIN-、一與該偏置子電路相連的第一場效應管M1、一與該第一輸入端VIN+相連的第二場效應管M2、一與該第二輸入端VIN-相連的第三場效應管M3、一第一輸出端VOUT+、一第二輸出端VOUT-、一與該第一輸出端VOUT+相連的第一電阻R1及一與該第二輸出端VOUT-相連的第二電阻R2。該偏置子電路包括一參考電壓端VREF、一與該參考電壓端VREF及該第一場效應管M1相連的比較器CMP、一與該比較器CMP及該第二輸出端VOUT-相連的第三電阻R3及一與該比較器CMP及該第一輸出端VOUT+相連的第四電阻R4。該第一輸入端VIN+與該第二輸入端VIN-共同接收一對差分信號，該第一輸出端VOUT+與該第二輸出端VOUT-共同輸出放大后的一對差分信號。