[實用新型]高適應性的低噪聲全差分高壓運算放大器

有效

• 申請號: 202020827104.0
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN211830713U
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 張明;馬學龍;焦煒杰;楊金權;石方敏
• 申請（專利權）人: 潤石芯科技（深圳）有限公司
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F1/52;H03F3/45;H03F3/68
• 代理公司: 無錫永樂唯勤專利代理事務所(普通合伙) 32369
• 代理人: 章陸一

本實用新型涉及一種高適應性的低噪聲全差分高壓運算放大器，其包括輸入級電路、輸出級電路、上共源共柵電路以及下共源共柵電路；還包括能提供輸入級電路、輸出級電路、上共源共柵電路、下共源共柵電路所需電源的偏置電源電路以及能與偏置電源電路、輸入級電路、下共源共柵電路適配連接的電壓鉗位保護電路；通過偏置電源電路與電壓鉗位保護電路配合能將下共源共柵電路中低壓NMOS器件的漏極電壓鉗位在所述低壓NMOS器件的工作電壓范圍內。本實用新型能有效保證采用低壓器件的下共源共柵電路的可靠性，并能提高整個高壓運算放大器電路的工作穩定性，且在有效降低噪聲的情況下，保持運算放大器的壓擺率指標，安全可靠。

技術領域

本實用新型涉及一種運算放大器，尤其是一種高適應性的低噪聲全差分高壓運算放大器，屬于高壓運算放大器的技術領域。

背景技術

高壓運算放大器除具有對信號的采集、比較、放大、運算等通常的特性功能外，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。

目前，對于采用cascode架構(共源共柵)的高壓運算放大器，高壓運算放大器中cascode架構包括上共源共柵電路電路以及下共源共柵電路，下共源共柵電路電路一般采用NMOS管構成。當高壓運算放大器的輸出電壓變化時，下共源共柵電路中NMOS管的漏極端電壓較高，由于下共源共柵電路中NMOS管多為工作電壓為5V的低壓器件，當NMOS管的漏極端電壓較高時，則會影響下共源共柵電路電路的工作壽命，進而會影響整個高壓運算放大器的正常使用。若下共源共柵電路采用高壓器件，與低壓器件相比，會導致性能差，同時會增加下共源共柵電路的面積，進而導致整個高壓運算放大器的面積增大，甚至提高高壓運算放大器的成本。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種高適應性的低噪聲全差分高壓運算放大器，其能有效保證采用低壓器件的下共源共柵電路的可靠性，并能提高整個高壓運算放大器電路的工作穩定性，且在有效降低噪聲的情況下，保持運算放大器的壓擺率指標，安全可靠。

按照本實用新型提供的技術方案，所述高適應性的低噪聲全差分高壓運算放大器，包括輸入級電路、輸出級電路、與所述輸出級電路適配連接的上共源共柵電路以及與所述輸出級電路適配連接的下共源共柵電路；

還包括能提供輸入級電路、輸出級電路、上共源共柵電路、下共源共柵電路所需電源的偏置電源電路以及能與偏置電源電路、輸入級電路、下共源共柵電路適配連接的電壓鉗位保護電路；通過偏置電源電路與電壓鉗位保護電路配合能將下共源共柵電路中低壓NMOS器件的漏極電壓鉗位在所述低壓NMOS器件的工作電壓范圍內。

所述輸入級電路包括PMOS管PM20以及PMOS管PM21，所述PMOS管PM20的柵極端與差分輸入信號INP連接，PMOS管PM21的柵極端與差分輸入信號INN連接；

電壓鉗位保護電路包括PMOS管PM32、PMOS管PM33以及與所述PMOS管PM32的柵極端、PMOS管PM33的柵極端連接的恒壓驅動電路，所述恒壓驅動電路與偏置電源電路內的偏置電流源的輸出端連接，通過偏置電流源與恒壓驅動電路能在PMOS管PM32的柵極端、PMOS管PM33的柵極端產生所需的固定驅動電壓；

PMOS管PM32的源極端與PMOS管PM20的漏極端、輸出級電路的一輸入端以及下共源共柵電路中NMOS管NM6的漏極端連接，PMOS管PM33的源極端與PMOS管PM21的漏極端、輸出級電路的另一輸入端以及下共源共柵電路電路中NMOS管NM5的漏極端連接，PMOS管PM32的漏極端以及PMOS管PM33的漏極端均接地；PMOS管PM20的源極端以及PMOS管PM21的源極端與偏置電源電路連接。

所述偏置電源電路包括PMOS管PM5，所述PMOS管PM5的漏極端與與PMOS管PM20的源極端以及PMOS管PM21的源極端連接；