[實用新型]AB類輸出級偏置電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320583470.6
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN203552112U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉楠;莊在龍
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇芯創(chuàng)意電子科技有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 孫佳胤

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及集成電路設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種為寬電源電壓范圍的AB類輸出級提供工作電壓的偏置電路。

背景技術(shù)

AB類（classAB）輸出級具有輸出擺幅大，驅(qū)動能力強等優(yōu)點，但其偏置電路的偏置原理比較復雜，需要同時偏置輸出級N/PMOS的柵電壓VN、VP，如圖1所示AB類輸出級偏置電路的偏置原理框圖。參考圖2，常規(guī)的AB類輸出級偏置電路的電路圖，AB類輸出級1的偏置電路2由PMOS管PM2~4以及NMOS管?NM2~4構(gòu)成。以產(chǎn)生vn偏置電壓為例，NM2、?NM3為兩個二極管的NMOS，NM3和NM4共柵級連接，I4=I2為PM4、NM4提供偏置電流。平衡狀態(tài)下，若選擇I2=2I1，?W/L_NM4=?W/L_NM3，?那么?vn電壓即等于VS_NM3，也就是vn電壓等于NM2的柵極電壓，這相當于NM2和NM1組成電流鏡結(jié)構(gòu)，NM1流過的電流和NM2中電流（即I1）成比例鏡像關(guān)系。同理，PM1中的靜態(tài)電流和PM2中電流（即I3）成比例鏡像關(guān)系。當進入驅(qū)動狀態(tài)下，例如輸出級流出大電流到負載里，vp電壓下降，流過PM4的電流減小，由于I2、I4不變，因此流過NM4的電流增大，這樣迫使VS_NM4也就是VN減小，這樣降低了流過NM1的電流，也就是說，總的流出輸出級的電流ΔI_PM1+ΔI_NM1進一步增加，這樣使得AB類輸出驅(qū)動增強。

這種常規(guī)的AB類輸出級偏置電路結(jié)構(gòu)受電源電壓范圍限制，由于NM3，?NM2串聯(lián)連接，這樣電源電壓最小為：VDD>VGS_NM2+VGS_NM3+V_I1。對于寬電源電壓范圍應用來說（例如，VDD：1.8V~5V），采用低成本MOS器件（例如，5V器件），VGS_NM2，3≧VTH_NMOS≈0.9V，V_I1≈0.2V，那么VDD_min≧2V。因此這種結(jié)構(gòu)大大限制了最小電源電壓的范圍。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于，提供一種AB類輸出級偏置電路，適應寬電源電壓范圍，允許采用低成本MOS器件在低電壓下實現(xiàn)，解決現(xiàn)有偏置電路對電源電壓的限制的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種AB類輸出級偏置電路，包括固定偏置電壓提供單元、差分輸入運放單元、電流運算單元及電壓反饋單元；所述固定偏置電壓提供單元與所述差分輸入運放單元相接，用于產(chǎn)生固定偏置電壓給所述差分輸入運放單元；所述差分輸入運放單元的第一輸入端與所述固定偏置電壓提供單元相接，第二輸入端外接一負反饋電壓單元，第一輸出端接AB類輸出級中的第一PMOS管用于偏置所述第一PMOS管的柵電壓，第二輸出端接AB類輸出級中的第一NMOS管用于偏置所述第一NMOS管的柵電壓；所述電流運算單元分別與所述第一PMOS管、第一NMOS管及電壓反饋單元相接，用于分別獲取所述第一PMOS管與第一NMOS管的偏置電流，并傳送至所述電壓反饋單元；所述電壓反饋單元包括一第三NMOS管，所述第三NMOS管的漏極與柵極相接并接入所述電流運算單元及所述差分輸入運放單元，所述第三NMOS管的源極接入等電勢端，所述電壓反饋單元用于將所述電流運算單元獲取的偏置電流轉(zhuǎn)換成電壓反饋至所述差分輸入運放單元。

本實用新型的優(yōu)點在于，本實用新型提供的AB類輸出級偏置電路增加了AB類輸出級的充放電能力，且在電源和等電勢之間，所有通道中最多只存在一個VGS壓降，使得該電路結(jié)構(gòu)很容易采用低成本MOS器件（5V）在低電壓下偏置AB類輸出級，提高了電路設(shè)計的靈活性，降低了設(shè)計成本，同時實現(xiàn)了寬電源范圍的性能。

附圖說明

圖1，AB類輸出級偏置電路的偏置原理框圖；

圖2，常規(guī)的AB類輸出級偏置電路的電路圖；

圖3，本實用新型所述AB類輸出級偏置電路的一實施方式的電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型提供的AB類輸出級偏置電路具體實施方式做詳細說明。

參考附圖3，本實用新型所述AB類輸出級偏置電路的一實施方式的電路圖，所述AB類輸出級偏置電路10包括固定偏置電壓提供單元1、差分輸入運放單元2、電流運算單元3以及電壓反饋單元4。