[發明專利]差分放大器

在審

• 申請號: 201910298867.2
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN111835294A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 蔡宗玲;張書麟;陳志龍
• 申請（專利權）人: 瑞昱半導體股份有限公司
• 主分類號: H03F1/30
• 分類號: H03F1/30;H03F3/45
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;鄭特強

本發明公開了一種差分放大器，包含一輸入電路、一檢測和控制電路、以及一輸出電路。該輸入電路依據一差分輸入信號的電壓以及一偏壓點的電壓來輸出輸入電流至兩個輸出點。該檢測和控制電路依據一控制偏壓以及該偏壓點的電壓來輸出補償電流至該兩個輸出點，其中該偏壓點的電壓與該補償電流相關于該差分輸入信號的電壓。該輸出電路耦接該兩個輸出點，并依據該輸入電流與該補償電流的和輸出一差分輸出信號。通過該檢測和控制電路輸出該補償電流，該差分放大器能夠在該輸入電流不足或為零時，避免進入一鎖死狀態。

技術領域

本發明涉及放大器，尤其涉及差分放大器。

背景技術

就一傳統的差分輸入及差分輸出放大器(后稱“差分放大器”)而言，當該差分放大器的輸入電壓超過一可操作區間時，該差分放大器的輸入級的MOS晶體管會進入截止區，這會導致該差分放大器的差模回路和共模回路的偏壓錯誤；當該差分放大器的輸入電壓回復正常時，該差分放大器需要額外的時間來調整回路，這會造成于該額外的時間內有不必要的暫態電壓變化。此外，前述偏壓錯誤可能造成回路鎖死(deadlock)，使得放大器無法正常工作；舉例而言，當該差分放大器的輸入級的兩個晶體管的輸入端的電壓準位均為高且該差分放大器的共模反饋電壓準位為低時，該差分放大器的第一級輸出點的電壓狀態是未定義的(undefined)，這會造成該共模回路的機能失常，并導致回路鎖死。因此，需改善傳統差分放大器所碰到的問題。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種差分放大器，以改善現有技術。

本發明的差分放大器的一實施例包含一輸入電路、一檢測和控制電路、以及一輸出電路。該輸入電路用來依據一差分輸入信號的電壓以及一偏壓點的電壓來輸出輸入電流至兩個輸出點。該檢測和控制電路用來依據一控制偏壓以及該偏壓點的電壓來輸出補償電流至該兩個輸出點，其中該偏壓點的電壓與該補償電流相關于該差分輸入信號的電壓。該輸出電路耦接該兩個輸出點，用來依據該輸入電流與該補償電流的和輸出一差分輸出信號。通過該檢測和控制電路輸出該補償電流，該差分放大器能夠在該輸入電流不足或為零時，避免機能失常。

本發明的差分放大器的另一實施例包含一偏壓電路、一輸入電路、一檢測和控制電路、以及一輸出電路。該偏壓電路用來提供輸入偏壓電流至一輸入電路與一檢測和控制電路。該輸入電路用來依據一差分輸入信號的電壓輸出輸入電流至兩個輸出點，其中該輸入電流源自于該輸入偏壓電流。該檢測和控制電路用來依據該差分輸入信號的電壓輸出補償電流至該兩個輸出點，其中該補償電流源自于該輸入偏壓電流。該輸出電路耦接該兩個輸出點，用來依據該輸入電流與該補償電流的和輸出一差分輸出信號。通過該檢測和控制電路輸出該補償電流，該差分放大器能夠在該輸入電流不足或為零時，避免機能失常。

有關本發明的特征、實作與技術效果，茲配合附圖作優選實施例詳細說明如下。

附圖說明

圖1顯示本發明的差分放大器的一實施例；

圖2顯示圖1的偏壓電路的一實施例；

圖3顯示圖1的輸入電路的一實施例；

圖4顯示圖1的檢測和控制電路的一實施例；

圖5a顯示圖1的補償電流與輸入電流隨著差分輸入信號的變化而改變的一范例；

圖5b顯示圖1的補償電流與輸入電流在時間軸上隨著差分輸入信號的變化而改變的一范例；

圖6a顯示圖1的補償電流與輸入電流隨著差分輸入信號的變化而改變的另一范例；

圖6b顯示圖1的補償電流與輸入電流在時間軸上隨著差分輸入信號的變化而改變的另一范例；

圖7顯示圖1的輸出電路的一實施例；

圖8a顯示圖1的準位判定電路的一實施例；