[發明專利]一種低溫漂失調自校準運算放大器電路及設計方法

有效

• 申請號: 201110428046.X
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN103178789A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 孫權;王曉飛;袁曉云
• 申請（專利權）人: 西安航天民芯科技有限公司
• 主分類號: H03F1/30
• 分類號: H03F1/30;H03F3/45
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張培勛

技術領域

本發明屬于電源領域,特別涉及一種低溫漂失調自校準運算放大器電路及設計方法,它主要應用于DC/DC轉換器,AC/DC轉換器,LED驅動器,D類功率放大器，高精度限流開關，電池保護芯片等。

背景技術

近年來消費類電子市場持續擴張，集成電路電源領域也在飛速膨脹，伴隨著產品性能要求越來越高，電源類IC的性能要求也越來越苛刻。作為所有電源類產品的核心模塊基準電壓源一直受到驅動能力不足的困擾，采用運算放大器作為驅動級可以提高基準電壓源的驅動能力卻由于運放本身的失調給系統帶來直流偏差，大大影響了系統的性能。

發明內容

本發明的目地是：提供一種低溫漂失調自校準運算放大器電路及設計方法，它通過失調信息的動態存儲大大降低了運算放大器的失調電壓，從而在保證電路驅動能力的前提下大大降低了系統的直流偏差，改善了系統的性能。

本發明的技術方案是：提供一種低溫漂失調自校準運算放大器電路及設計方法，包括增益級和輸出級，其特征是：增益級包括增益單元AMP_CELL1、增益單元AMP_CELL2，和6個開關；輸出級包括：一個電流源構成的偏置模塊、三個電容、六個開關、4個P型MOS管和5個N型MOS管，

所述的增益單元AMP_CELL1或增益單元AMP_CELL2包括：一個電容、兩個電阻、一個開關、1?0個P型MOS管和4個N型MOS管，第一P型MOS管MP1的源極、第四P型MOS管MP4的源極、第六P型MOS管MP6的柵極、第七P型MOS管MP7的柵極、第五P型MOS管MP5的源極、電容C的一端、第八P型MOS管MP8的源極和電阻R1的一端連接；第一P型MOS管MP1的漏極、第二P型MOS管MP2的源極和第三P型MOS管MP3的源極連接；第二P型MOS管MP2的柵極與差分信號輸入端的正端Vin+連接，第三P型MOS管MP3的柵極與差分信號輸入端的負端Vin-連接；第二P型MOS管MP2的漏極、第三N型MOS管N3的源極和第十P型MOS管MP10的漏極連接；第三P型MOS管MP3的漏極、第四N型MOS管N4的源極和第九P型MOS管MP9的漏極連接；第四P型MOS管MP4的柵極和第五P型MOS管MP5的柵極連接；第三N型MOS管N3的柵極和第四N型MOS管N4的柵極連接；第一N型MOS管N1的柵極和第二N型MOS管N2的柵極連接；第一N型MOS管N1的源極、第二N型MOS管N2的源極和電阻R2的一端連接；第九P型MOS管MP9的柵極、電容C的另一端、開關S1的一端和單端信號輸出端Vo連接；第八P型MOS管MP8的漏極、第九P型MOS管MP9的源極和第十P型MOS管MP10的源極連接；第十P型MOS管MP10的柵極、電阻R1的另一端和電阻R2的另一端連接；第四P型MOS管MP4的漏極和第六P型MOS管MP6的源極連接；第五P型MOS管MP5的漏極和第七P型MOS管MP7的源極連接；第六P型MOS管MP6的漏極和第三N型MOS管N3的漏極連接；第七P型MOS管MP7的漏極、第四N型MOS管N4的漏極和開關S1的另一端連接。

所述的增益單元包含三級：

第一級為跨導級，跨導級包括：第一P型MOS管MP1、第二P型MOS管MP2、第三P型MOS管MP3；第一P型MOS管MP1為跨導級電流源，第二P型MOS管MP2、第三P型MOS管MP3為P型差分對管，構成增益單元的跨導器件，將輸入電壓信號轉化為電流；

第二級為阻抗級，包括：第四P型MOS管MP4、第五P型MOS管MP5、第六P型MOS管MP6、第七P型MOS管MP7、第一N型MOS管MN1、第二N型MOS管MN2、第三N型MOS管MN3、第四N型MOS管MN4組成共源共柵電流鏡；阻抗級將電流信號轉化為電壓信號，并產生足夠的增益；

第三級為失調信息存儲級，包括：第八P型MOS管MP8、第九P型MOS管MP9、第十P型MOS管MP10，分壓電阻R1、R2提供接近VDD/2的直流偏置；第八P型MOS管MP8為第三級電流源；第九P型MOS管MP9、第十P型MOS管MP10為P型差分對管，用于將存儲的失調電壓信號轉化為電流信號，由于失調電壓往往較小，因此第三級需要較小的跨導，因此MP9、MP10采用倒比管。