[發(fā)明專利]一種運(yùn)算放大器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710350481.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107134983B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳為敬;吳建東;寧洪龍;徐苗;王磊;彭俊彪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H03F1/30
• 分類號(hào): H03F1/30;H03F3/45;H03G3/30
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

本發(fā)明公開(kāi)了一種運(yùn)算放大器，包括輸入級(jí)電路、偏置電路及輸出級(jí)電路，所述輸入級(jí)電路包括差分輸入模塊、第一及第二增益自舉模塊，所述偏置電路包括偏置模塊和共模反饋模塊，所述輸出級(jí)電路包括差分轉(zhuǎn)單端模塊；共模反饋模塊為差分輸入模塊提供一個(gè)偏置電壓，且具有共模反饋功能，反饋信號(hào)通過(guò)控制差分輸入模塊的尾電流源來(lái)消除失調(diào)電壓，差分轉(zhuǎn)單端模塊將輸入級(jí)電路輸出的兩個(gè)差分信號(hào)反相疊加后以單端口輸出。本發(fā)明能有效提高運(yùn)算放大器的增益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路，具體涉及一種運(yùn)算放大器。

背景技術(shù)

運(yùn)算放大器在許多模擬電路中均獲得了廣泛的應(yīng)用。在許多應(yīng)用場(chǎng)合，要求運(yùn)算放大器有高的放大倍數(shù)，常用的結(jié)構(gòu)是采用兩級(jí)放大的運(yùn)算放大器和采用增益自舉技術(shù)的運(yùn)算放大器。

新型的氧化物薄膜晶體管器件因其優(yōu)良的性能、簡(jiǎn)單的制造工藝成為了近年來(lái)熱門(mén)研究對(duì)象，但氧化物薄膜晶體管是N型器件，存在兩個(gè)問(wèn)題：1、缺乏互補(bǔ)的P型器件，導(dǎo)致由N型管構(gòu)成的運(yùn)算放大器增益低。因此使用了兩個(gè)增益自舉模塊，提高增益。2、具有閾值電壓漂移的特性，影響電路工作穩(wěn)定性。若不采取補(bǔ)償措施或使用反饋模塊，則會(huì)因氧化物薄膜晶體管閾值電壓漂移而導(dǎo)致運(yùn)算放大器電路工作不穩(wěn)定，如增益和帶寬發(fā)生變化，甚至電路無(wú)法正常工作。為了抑制氧化物薄膜晶體管的閾值電壓漂移所引起的不穩(wěn)定，使用了簡(jiǎn)單的共模反饋技術(shù)，在不增加電路的復(fù)雜程度的前提下，有效提高共模抑制比和消除運(yùn)放失調(diào)電壓。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明提供一種高增益、穩(wěn)定性好的運(yùn)算放大器。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種運(yùn)算放大器，包括輸入級(jí)電路、偏置電路及輸出級(jí)電路；

所述輸入級(jí)電路包括差分輸入模塊15、第一及第二增益自舉模塊13、14，所述偏置電路包括偏置模塊11和共模反饋模塊12，所述輸出級(jí)電路包括差分轉(zhuǎn)單端模塊16；

偏置模塊11的輸出信號(hào)包括偏置電壓節(jié)點(diǎn)Bias1及偏置電壓節(jié)點(diǎn)Bias2；

共模反饋模塊12的輸出信號(hào)包括偏置電壓節(jié)點(diǎn)Bias3；

第一增益自舉模塊13的信號(hào)包括正相輸入端IN1+、反相輸入端IN1-、正相輸出端OUT1+和反相輸出端OUT1-；

第二增益自舉模塊14的輸入信號(hào)包括正相輸入端IN2+和反相輸入端IN2-，其輸出信號(hào)包括正相輸出端OUT2+和反相輸出端OUT2-；

差分輸入模塊15的輸入信號(hào)包括正相輸入端IN+和反相輸入端IN-，輸出信號(hào)包括正相輸出端OUT+和反相輸出端OUT-；

所述偏置模塊11由第一晶體管M1、第二晶體管M2及第三晶體管M3構(gòu)成，所述第一晶體管M1的漏極及柵極與電源端VDD連接，所述第一晶體管M1的源極分別與第二晶體管M2的漏極和柵極連接，并作為偏置電壓節(jié)點(diǎn)Bias2；所述第二晶體管M2的源極分別與第三晶體管M3的漏極及柵極連接，并作為偏置電壓節(jié)點(diǎn)Bias1，所述第三晶體管M3的源極與接地端GND連接；

所述共模反饋模塊12由第四晶體管M4、第五晶體管M5及第六晶體管M6構(gòu)成，所述第四晶體管M4及第五晶體管M5的漏極均與電源端VDD連接，所述第四晶體管的源極及第五晶體管M5的源極分別與第六晶體管M6的漏極連接，所述第六晶體管M6的柵極與第六晶體管M6的漏極連接，并作為偏置電壓節(jié)點(diǎn)Bias3，其源極與接地端GND相連，所述第四晶體管M4的柵極與差分輸入模塊的正相輸出端OUT+連接，所述第五晶體管M5的柵極與差分輸入模塊的反相輸出端OUT-連接；