[發明專利]一種運算放大器

在審

• 申請號: 201410626421.5
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN104378073A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 蔣振雷
• 申請（專利權）人: 無錫納訊微電子有限公司
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45;H03F1/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

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技術領域

本發明涉及一種運算放大器，特別涉及一種用于驅動諸如液晶顯示裝置的電容行負載的運算放大器。

背景技術

傳統上，在大多數情況下使用雙極晶體管來構造運算放大器。但是，隨著對MOS電路和雙極晶體管共存以及低功率運行的不斷要求，目前使用MOS晶體管構造運算放大器的情況更為常見。當用MOS晶體管構造運算放大器時，通過利用MOS晶體管固有的模式特性，運算放大器的電路構造與采用雙極晶體管的不同，此種運算放大器的示例包括使用電子切換功能的放大器。

薄膜晶體管液晶顯示（TFT?LCD）驅動器LSI是用MOS晶體管構造運算放大器的應用之一。該LCD驅動器LSI包括多個具有電壓跟隨器構造的運算放大器作為輸出緩沖放大器和用于伽馬校正的灰階電源，要求LCD驅動器LSI在所述多個運算放大器中的偏移電壓方面僅有小的差異。因此，在本領域中要求具有極小偏移電壓的MOS運算放大器。

在傳統閉環結構的單位增益運算放大器中，兩級單位增益運放電路主要通過在輸出端上增加雙采樣電路、提高輸入級MOS管的對稱性以及使用斬波技術來消除運放的失調電壓。如圖1所示，該運放電路包括偏置電路、輸入級電路和輸出級電路三部分。輸入級使用了由MOS管M1、M2、M5組成的差分輸入結構。輸出級電路由M6、M7以及電容Cc和CL組成，作為運放的第二級來放大差分輸出的信號，電容Cc為米勒電容，調節運放的穩定性。該電路還包括一個由?M3?和?M4?構成的鏡像電流鏡。但是，增加雙采樣電路和使用斬波技術都增加了電路的復雜性；由于工藝的原因，輸入對管的失配問題也無法完全消除；斬波技術需要額外的電路和一定頻率的時鐘信號來實現。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在的問題，本發明提出一種運算放大器，解決了工藝制造導致的MOS管失配，進而影響失調電壓的問題。

技術方案：一種運算放大器，包括：

輸入級電路，該輸入級電路包括鏡像電路、差分輸入電路A、差分輸入電路B、為差分輸入電路A提供偏置電流的偏置電路A以及為差分輸入電路B提供偏置電流的偏置電路B；

輸出級電路，該輸出級電路由鏡像電路的輸出端B提供輸入電壓并形成輸出電壓；

以及差模反饋電路，該差模反饋電路與輸出級電路、偏置電路A和偏置電路B連接，用于對輸入電壓和輸出電壓的差值進行檢測，最終的反饋信號通過分別控制輸入級電路中的兩個偏置電路來消除失調電壓。

所述差分輸入電路A和差分輸入電路B分別設置為提高反饋電壓增益的不對稱結構。

所述差分輸入電路A中的兩個輸入管的跨導是不對稱的，其中與鏡像電路輸出端A相連的MOS管的跨導大于與鏡像電路輸出端B相連的MOS管的跨導；所述差分輸入電路B中的兩個輸入管的跨導也是不對稱的，其中與鏡像電路輸出端B相連的MOS管的跨導大于與鏡像電路輸出端A相連的MOS管的跨導。

所述差分輸入電路A與差分輸入電路B為并聯的相同輸入對管。

所述輸入對管中的兩只MOS管的尺寸不同。

所述差分輸入電路A和差分輸入電路B的輸入對管分別與鏡像電路交叉互聯。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有如下優點：在不增加電路復雜度的前提下，通過增加一個差模反饋電路消除了運放失調電壓，解決了運算放大器由于工作溫度變化產生的靜態工作點漂移問題；通過在輸入級電路中使用不對稱結構的輸入管，提高了反饋環路電壓增益，同時避免了傳統對稱結構輸入管形成的失配誤差。

附圖說明

圖1是現有技術的一種兩級單位增益運放電路的電路圖；

圖2是本發明的運算放大器的結構示意圖；

圖3是本發明的運算放大器中輸入級電路的電路圖；

圖4是本發明的運算放大器中差模反饋電路及輸出級電路的電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等同變換均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。

如圖2所示的運算放大器，包括：

輸入級電路201，該輸入級電路201包括鏡像電路204、差分輸入電路A210、差分輸入電路B211、為差分輸入電路A210提供偏置電流的偏置電路A212以及為差分輸入電路B211提供偏置電流的偏置電路B213；

輸出級電路202，該輸出級電路202由鏡像電路的輸出端B提供輸入電壓并形成輸出電壓；