[發明專利]放大器電路及其輸出驅動電路

在審

• 申請號: 201810280138.X
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN110323942A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 張洋;施明
• 申請（專利權）人: 聯發科技(新加坡)私人有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 賈鳳濤

本發明提供了一種放大器電路及其輸出驅動電路。輸出驅動電路用以接收并驅動第一輸入信號與第二輸入信號，包括輸出電路、保護電路以及偏壓控制電路。輸出電路用以根據第一輸入信號與第二輸入信號于信號輸出端產生輸出電壓。保護電路耦接至輸出電路，用以根據第一偏壓與第二偏壓調節輸出電路的至少一電子組件的兩端點之間的跨壓，使跨壓小于既定電壓值。偏壓控制電路耦接至信號輸出端，用以偵測輸出電壓的電壓電平，并且根據輸出電壓的電壓電平動態地調整第一偏壓與第二偏壓。

技術領域

本發明關于一種放大器電路及其輸出驅動電路，特別是一種適用于負載電阻小，且需要大輸出信號擺幅以及推動大電流之各類電路的放大器電路。

背景技術

一般而言，通信系統(例如，數字電視系統、移動通信系統等)透過通信介質將信號傳輸到接收裝置。在許多通信系統中，接收裝置通常遠離發送裝置，在這種情況下便可能發生信號損失。因此，通信系統通常于發射和/或接收裝置中運用放大器來提高信號的電壓電平。

圖1顯示了一種放大器電路圖。放大器電路100為運算放大器，接收預定電壓VCM及輸入電壓Vin，用以根據預定電壓VCM及輸入電壓Vin產生輸出電壓Vout。放大器電路100的輸出級可包含晶體管M1與M2，用以驅動輸出電壓Vout。放大器電路100可采用18IO制程制作的輸入/輸出裝置(I/O device)，亦即，晶體管M1與M2可為18IO制程所制作的電子組件。于此情況下，晶體管M1與M2的耐壓以控制于1.8伏特以下為較佳。

然而，在輸出電壓的電壓擺幅(voltage swing)較大的應用中，晶體管M1與M2的源極與漏極兩端的跨壓可能會高于1.8伏特。舉例而言，如圖1所示，當系統電壓VDD為3.3伏特時，輸出電壓Vout的電壓擺幅可介于0.7伏特(V)至2.4伏特之間。因此，晶體管M1的源極與漏極間的跨壓可到達2.6伏特。特別是，如圖2所示，當系統電壓VDD偏移至3.63伏特(3.3伏特+10％之偏移)時，晶體管M1的源極與漏極間的跨壓可到達2.93伏特，晶體管M2的源極與漏極間的跨壓亦可到達2.4伏特。圖2顯示了晶體管M1與M2的源極與漏極兩端的跨壓的示意圖。當晶體管M1或者M2的兩端的跨壓高于1.8伏特時，會導致晶體管M1或者M2易受損壞，縮短晶體管M1與M2的生命周期，因而產生放大器電路的信賴度降低的問題。并且，在負載電阻R_load較小(例如負載電阻R_load為37.5ohm)且輸出電壓的電壓擺幅大時，輸出電流Iout可介于21.5毫安培(mA)至64毫安培之間，為了承受如此大電流，則需要晶體管有較大的尺寸，會占用較大的電路面積，進而產生高制作成本的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種放大器電路及其輸出驅動電路以解決上述問題，所述的放大器電路特別適用于采用18IO制程制作的輸入/輸出裝置，且具有負載電阻小，輸出信號擺幅大、輸出電流大等特性的各類電路。

本發明揭露一種輸出驅動電路，用以接收并驅動第一輸入信號與第二輸入信號，包括輸出電路、保護電路以及偏壓控制電路。輸出電路用以根據第一輸入信號與第二輸入信號于信號輸出端產生輸出電壓。保護電路耦接至輸出電路，用以根據第一偏壓與第二偏壓調節輸出電路的至少一電子組件的兩端點之間的跨壓，使跨壓小于既定電壓值。偏壓控制電路耦接至信號輸出端，用以偵測輸出電壓的電壓電平，并且根據輸出電壓的電壓電平動態地調整第一偏壓與第二偏壓。

本發明揭露一種放大器電路，包括前級放大器以及輸出驅動電路。前級放大器耦接至預定電壓源以及信號輸入端，用以接收預定電壓以及輸入電壓，并輸出第一放大信號與第二放大信號。輸出驅動電路耦接至前級放大器，用以接收第一放大信號與第二放大信號。輸出驅動電路包括輸出電路、保護電路以及偏壓控制電路。輸出電路用以根據第一放大信號與第二放大信號于信號輸出端產生輸出電壓。保護電路耦接至輸出電路，用以根據第一偏壓與第二偏壓調節該輸出電路的至少一電子組件的兩端點之間的跨壓，使跨壓小于既定電壓值。偏壓控制電路，耦接至信號輸出端，用以偵測輸出電壓的電壓電平，并且根據輸出電壓的電壓電平動態地調整第一偏壓與第二偏壓。