[發(fā)明專利]一種高壓大功率集成運算放大器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810424780.0
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108377137A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬奎;楊發(fā)順;時晨杰;施建磊;王勇勇;楊勛勇
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 商小川

本發(fā)明公開了一種高壓大功率集成運算放大器，它包括：輸入級電路：用結(jié)型場效應(yīng)管做差分輸入對管，采用共源?共柵結(jié)構(gòu)，用雙極型晶體管作有源負(fù)載，對輸入信號進(jìn)行預(yù)處理，抑制共模信號，放大差模信號，將信號傳輸?shù)街虚g級電路；中間級電路：對輸入級電路的輸出信號進(jìn)行放大，并傳輸?shù)捷敵黾夒娐罚惠敵黾夒娐罚翰捎肗PN+NPN復(fù)合達(dá)林頓管結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電流輸出，與負(fù)載連接；偏置電路：為輸入級電路、中間級電路、輸出級電路和保護(hù)電路提供靜態(tài)電流；解決了現(xiàn)有技術(shù)的高壓功率模擬集成運算放大器通常采用多個芯片和外圍輔助電路混合集成或厚膜集成來實現(xiàn)，具有體積較大，成本高，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差等缺陷等技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高壓大功率集成運算放大器。

背景技術(shù)

高壓大功率集成運算放大器除具有對信號的采集、比較、放大、運算等通常的模擬IC特性功能外，由于其高壓大電流的特點，非常適用于需要小體積、大輸出功率的場合，廣泛應(yīng)用于一切末級需要大功率輸出的電子裝置中，在工業(yè)控制系統(tǒng)、通訊、汽車電子、軌道交通、新能源節(jié)能、軍/民用航空航天、武器裝備等各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，如工業(yè)控制系統(tǒng)和民用航天的電機(jī)驅(qū)動和陀螺驅(qū)動、汽車電子的音頻放大和點火裝置、軌道交通的電源變換、機(jī)車的電源陣列等，同時是各種武器裝備中的關(guān)鍵核心器件。而現(xiàn)有技術(shù)的高壓功率模擬集成運算放大器通常采用多個芯片和外圍輔助電路混合集成或厚膜集成來實現(xiàn)，具有體積較大，成本高，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：提供一種高壓大功率集成運算放大器。以解決現(xiàn)有技術(shù)的高壓功率模擬集成運算放大器通常采用多個芯片和外圍輔助電路混合集成或厚膜集成來實現(xiàn)，具有體積較大，成本高，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差等缺陷等技術(shù)問題。

本發(fā)明技術(shù)方案：

一種高壓大功率集成運算放大器，它包括：

輸入級電路：用結(jié)型場效應(yīng)管做差分輸入對管，采用共源-共柵結(jié)構(gòu)，用雙極型晶體管作有源負(fù)載，對輸入信號進(jìn)行預(yù)處理，抑制共模信號，放大差模信號，將信號傳輸?shù)街虚g級電路；與中間級電路連接；

中間級電路：對輸入級電路的輸出信號進(jìn)行放大，并傳輸?shù)捷敵黾夒娐罚c輸出級電路連接；

輸出級電路：采用NPN+NPN復(fù)合達(dá)林頓管結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電流輸出，與負(fù)載連接；

偏置電路：為輸入級電路、中間級電路、輸出級電路和保護(hù)電路提供靜態(tài)電流；與輸入級電路、中間級電路、輸出級電路和保護(hù)電路連接。

所述保護(hù)電路為過流過熱保護(hù)電路，過流保護(hù)電路通過采樣輸出電流，達(dá)到預(yù)警電流時導(dǎo)通，對輸出級電路和中間級電路的晶體管進(jìn)行分流，防止輸出級電路晶體管因過流而燒毀；過熱保護(hù)電路采用熱敏管對溫度進(jìn)行檢測，達(dá)到預(yù)警溫度時過熱保護(hù)電路開始工作，關(guān)斷大電流支路，防止芯片被燒毀。

輸入級電路包括P型結(jié)型場效應(yīng)管J1-J4，雙極型晶體管T4-T8和電阻R1-R5；場效應(yīng)管J1，J2源極分別接電阻R1和R2，J1和J2漏極與J3，J4源極相連接；J3漏極與雙極型晶體管T6基極、T7集電極相連接，J4漏極連接晶體管T8集電極和中間級輸入端；晶體管T4基極連接電阻R1，R2公共端，發(fā)射極連接電阻R3并連接到場效應(yīng)管J3、J4柵極；晶體管T7、T8發(fā)射極連接相同阻值的電阻R4和R5。

中間級電路包括晶體管T18，T19，電阻R11，R13，R14；晶體管T18發(fā)射極連接晶體管T17集電極和晶體管T19基極，T18集電極連接電源。晶體管T19集電極連接電阻R13、晶體管T24發(fā)射極和輸出級輸出端,T19發(fā)射極連接晶體管T10集電極和輸出級下端輸入；電容C1連接于晶體管T18基極與T19集電極。