[發明專利]一種高壓大功率集成運算放大器

在審

• 申請號: 201810424780.0
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108377137A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 馬奎;楊發順;時晨杰;施建磊;王勇勇;楊勛勇
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

本發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：用結型場效應管做差分輸入對管，采用共源?共柵結構，用雙極型晶體管作有源負載，對輸入信號進行預處理，抑制共模信號，放大差模信號，將信號傳輸到中間級電路；中間級電路：對輸入級電路的輸出信號進行放大，并傳輸到輸出級電路；輸出級電路：采用NPN+NPN復合達林頓管結構實現電流輸出，與負載連接；偏置電路：為輸入級電路、中間級電路、輸出級電路和保護電路提供靜態電流；解決了現有技術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，具有體積較大，成本高，電路結構復雜，可靠性差等缺陷等技術問題。

技術領域

本發明屬于集成電路技術領域，尤其涉及一種高壓大功率集成運算放大器。

背景技術

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，廣泛應用于一切末級需要大功率輸出的電子裝置中，在工業控制系統、通訊、汽車電子、軌道交通、新能源節能、軍/民用航空航天、武器裝備等各個領域都有廣泛的應用，如工業控制系統和民用航天的電機驅動和陀螺驅動、汽車電子的音頻放大和點火裝置、軌道交通的電源變換、機車的電源陣列等，同時是各種武器裝備中的關鍵核心器件。而現有技術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，具有體積較大，成本高，電路結構復雜，可靠性差等缺陷。

發明內容：

本發明要解決的技術問題：提供一種高壓大功率集成運算放大器。以解決現有技術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，具有體積較大，成本高，電路結構復雜，可靠性差等缺陷等技術問題。

本發明技術方案：

一種高壓大功率集成運算放大器，它包括：

輸入級電路：用結型場效應管做差分輸入對管，采用共源-共柵結構，用雙極型晶體管作有源負載，對輸入信號進行預處理，抑制共模信號，放大差模信號，將信號傳輸到中間級電路；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行放大，并傳輸到輸出級電路，與輸出級電路連接；

輸出級電路：采用NPN+NPN復合達林頓管結構實現電流輸出，與負載連接；

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

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

輸入級電路包括P型結型場效應管J1-J4，雙極型晶體管T4-T8和電阻R1-R5；場效應管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，發射極連接電阻R3并連接到場效應管J3、J4柵極；晶體管T7、T8發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發射極和輸出級輸出端,T19發射極連接晶體管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。