[發明專利]一種低功耗恒定跨導軌對軌運算放大器

有效

• 申請號: 202010182444.7
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111277225B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 郭仲杰;何帥;陳浩;李青
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F1/26;H03F1/32;H03F3/26;H03F3/45
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 曾慶喜

1.一種低功耗恒定跨導軌對軌運算放大器，其特征在于，包括輸入級，輸入級由N/P型互補差分對和P型跨導恒定控制結構連接構成，輸出級采用浮動電流源的互補推挽式AB類，輸入級與輸出級之間還設置有共源共柵求和電路，共模信號經輸入級將共模電壓信號轉換成電流信號，實現信號的初步放大和對共模噪聲的抑制，再經過中間級共源共柵求和電路進行電流的求和放大，將放大后的電流信號轉換成電壓信號傳送到輸出級，最后經互補推挽式AB類輸出級對電壓信號進行寬擺幅輸出，所述輸入級具體結構為：包括由P型MOS管M5和P型MOS管M6構成的P型恒定跨導控制結構，其中，P型MOS管M5的柵極和P型MOS管M6的柵極分別接共模輸入正負端，以達到對共模輸入電壓的實時監測，P型MOS管M5的漏極和P型MOS管M6的漏極相連后又與N/P型互補差分對的輸出端連接，P型MOS管M5的源極和P型MOS管M6的源極相連后與N/P型互補差分對的輸入端連接。

2.根據權利要求1所述的一種低功耗恒定跨導軌對軌運算放大器，其特征在于，所述N/P型互補差分對的結構為：包括由N型MOS管M1和N型MOS管M2組成的N型輸入對管，其中，N型MOS管M1的源極和N型MOS管M2的源極相連后與所述P型MOS管M6的漏極連接，同時，N型MOS管M1的源極和N型MOS管M2的源極相連后還與N型MOS管M8的漏極連接，N型MOS管M8的源極分別與共源共柵求和電路、以及輸出級連接，N型MOS管M1的漏極和N型MOS管M2的漏極分別連接至共源共柵求和電路，N型MOS管M1的柵極和N型MOS管M2的柵極分別接共模輸入正負端，同時，N型MOS管M1的柵極還與P型MOS管M3的柵極相連，P型MOS管M3的柵極相連的漏極與所述共源共柵求和電路連接，N型MOS管M2的柵極還與P型MOS管M4的柵極相連，P型MOS管M4的漏極與所述共源共柵求和電路連接，P型MOS管M3的源極和P型MOS管M4的源極相連后共同連接至P型MOS管M7的漏極，P型MOS管M7的漏極同時還與P型MOS管M5的源極和P型MOS管M6的源極相連，P型MOS管M7的源極與電源VDD連接。

3.根據權利要求2所述的一種低功耗恒定跨導軌對軌運算放大器，其特征在于，所述共源共柵求和電路具體結構為：包括由8個MOS管M17～M24共同組成，其中，P型MOS管M17、P型MOS管M19、N型MOS管M21、N型MOS管M23為一組，與另外由P型MOS管M18、P型MOS管M20、N型MOS管M22、N型MOS管M24構成的一組一一對應構成折疊共源共柵放大器；

其中，P型MOS管M17的漏極與P型MOS管M19的源極連接，同時，P型MOS管M17的漏極與P型MOS管M19的源極連接后還與所述N型MOS管M1的漏極連接，P型MOS管M19的漏極通過所述輸出級的浮動電流源后與N型MOS管M21的漏極連接，N型MOS管M21的源極又與N型MOS管M23的漏極連接，N型MOS管M21的源極同時還與所述P型MOS管M3的漏極連接，N型MOS管M23的源極還與所述N型MOS管M8的源極連接；

另一組中，P型MOS管M18的漏極與P型MOS管M20的源極連接，同時，P型MOS管M18的漏極與P型MOS管M20的源極連接后還與所述N型MOS管M2的漏極連接，P型MOS管M20的漏極通過所述輸出級的浮動電流源后與N型MOS管M22的漏極連接，N型MOS管M22的源極又與N型MOS管M24的漏極連接，N型MOS管M22的源極同時還與所述P型MOS管M4的的漏極連接，N型MOS管M24的源極還與所述N型MOS管M8的源極連接；

所述P型MOS管M17和P型MOS管M18共柵極，P型MOS管M19和P型MOS管M20共柵極，N型MOS管M21和N型MOS管M22共柵極，N型MOS管M23和N型MOS管M24共柵極。

4.根據權利要求3所述的一種低功耗恒定跨導軌對軌運算放大器，其特征在于，所述輸出級由MOS管M11～M14構成浮動電流源，由MOS管M15～M16構成推挽式輸出電路，R₁、R₂和C₁、C₂分別作為調零電阻和密勒補償電容。