[發(fā)明專利]增強(qiáng)灌電流并驅(qū)動電容負(fù)載的CMOS放大器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310045539.4
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103166584A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 包興坤
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州硅智源微電子有限公司
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45;H03K19/0185
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一般的線性電路，更特別地，本發(fā)明涉及一種CMOS放大電路，它具有增強(qiáng)灌電流和驅(qū)動電容負(fù)載的能力。

背景技術(shù)

圖1A和1B是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)得到的運(yùn)算放大器的輸出級電路原理圖。輸入信號被加載到兩個NPN晶體管Q1和Q2的基極，它們的集電極連接到正電壓(V+)，發(fā)射極連接到一個運(yùn)算放大器10(如圖1A所示)的輸入。放大器10的輸出連接到一個MOS灌電流晶體管M7的柵極，晶體管M7和晶體管Q2串聯(lián)在正電壓(V+)和負(fù)電壓(V-)之間，這與普通的放大級輸出電路相同。參照圖1B，差分放大器10包括兩個CMOS晶體管對，它們是p溝道晶體管M3和M4、n溝道晶體管M5和M6。晶體管Q1的發(fā)射極連接到晶體管M3的柵極，晶體管Q2的發(fā)射極連接到晶體管M4的柵極。一個固定的電流源I1串連在晶體管Q1和V-之間，同時灌電流晶體管M7串連在晶體管Q2和V-之間。

該電路有低輸出阻抗并且為負(fù)載提供高輸出電流。然而，該電路的主要缺點(diǎn)是：當(dāng)同時驅(qū)動電容負(fù)載和增強(qiáng)灌電流時會產(chǎn)生過多的相移。這帶來了一個潛在的穩(wěn)定性問題并使放大器產(chǎn)生振蕩。更特別的是，當(dāng)輸出級電路從負(fù)載吸收電流時，一個電壓差ΔV_ba＝V_b-V_a在節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b之間建立，并使節(jié)點(diǎn)c的電壓足夠高使得晶體管M7的輸出電流減小。為了提高節(jié)點(diǎn)c的電壓，節(jié)點(diǎn)a的電壓需要比節(jié)點(diǎn)b的電壓小很多。由于晶體管Q1和Q2的基極連接在一起，ΔV_ba使得晶體管Q2的基極-發(fā)射極偏壓V_BE比晶體管Q1小。隨著晶體管Q1產(chǎn)生恒定的電流I1，晶體管Q2偏壓V_BE的減小導(dǎo)致Q2產(chǎn)生比正常時小的電流。由于MOS晶體管的跨導(dǎo)通常很低，ΔV_ba對于中等的輸出灌電流來說可以變得很大，以至于晶體管Q2產(chǎn)生的電流極低，并加劇了信號的相移，尤其是驅(qū)動一個電容負(fù)載時。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種放大器輸出電路，它可以增強(qiáng)灌電流和電容驅(qū)動能力。

本發(fā)明的特點(diǎn)是電路增加灌電流使晶體管Q2的偏壓V_BE得到保持。

根據(jù)下面更詳細(xì)的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明及其目的和特點(diǎn)將會更明顯地體現(xiàn)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案

本發(fā)明提供一種增強(qiáng)灌電流并驅(qū)動電容負(fù)載的CMOS放大器，其中第一個雙極晶體管連接到放大器的輸出級，電路通過補(bǔ)償此雙極晶體管的基極-發(fā)射極電壓V_BE以增強(qiáng)放大器輸出級的穩(wěn)定性。第二個雙極晶體管和第一個雙極晶體管一起驅(qū)動一個差分放大器，而這個差分放大器的輸出控制著連接到放大器輸出的一個MOS晶體管的電導(dǎo)。另一個MOS晶體管與第二個雙極晶體管串聯(lián)，并且其柵極連接到差分放大器的輸出，一個增加的灌電流導(dǎo)致通過第二個雙極晶體管的電流和其V_BE的增加，從而導(dǎo)致第一個雙極晶體管V_BE的增加。

對比文獻(xiàn)，發(fā)明專利：輸出驅(qū)動器電路，申請?zhí)枺?00810188417.X

附圖說明

圖1A和1B是一種根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)得到的放大器輸出級的電路原理圖。

圖2是一種根據(jù)本發(fā)明得到的放大器輸出級的電路原理圖。

圖3是一種根據(jù)本發(fā)明并在圖2上做進(jìn)一步修改得到的放大器輸出級的電路原理圖。

圖4是另一種根據(jù)本發(fā)明并在圖2上做進(jìn)一步修改得到的放大器輸出級的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

圖2是一種根據(jù)本發(fā)明得到的運(yùn)算放大器輸出級的電路原理圖。其中，一個n溝道MOS晶體管M8與電流源I1并聯(lián)，晶體管M8的溝道尺寸(W/L)通常比晶體管M7的小得多。晶體管M7和M8的柵極連接到節(jié)點(diǎn)c。