[發(fā)明專利]運算放大器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 98119906.2
• 申請日: 1998-09-04
• 公開（公告）號: CN1088288C
• 公開（公告）日: 2002-07-24
• 發(fā)明（設計）人: 加藤文彥
• 申請（專利權）人: 日本電氣株式會社
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 葉愷東,王岳

本發(fā)明涉及運算放大器，特別是涉及具有寬輸出范圍的輸出級的運算放大器。

作為這種現(xiàn)有的運算放大器的一種，存在能夠實現(xiàn)寬范圍的輸入輸出并且用于驅動大負荷的運算放大器，本發(fā)明人已經(jīng)在日本專利公開公報特開平8-204470號中提出了。圖8是表示該現(xiàn)有的運算放大器的構成例子的電路圖。

當參照圖8時，該現(xiàn)有的運算放大器，如果進行大致的分割，由輸入信號輸入端子1、2的信號而進行差動放大的輸入級和驅動輸出信號端子3而進行信號輸出的輸出級所構成。

輸入級包括：

第一恒流源I1，該第一恒流源I1連接在：源極共同連接起來并且柵極分別連接在信號輸入端子1、2上而構成差動晶體管對的N型場效應晶體管M1、M2與N型場效應晶體管M1、M2的共同連接的源極以及低位側電源端子4之間；

P型場效應晶體管M3，柵極和漏極連接在N型場效應晶體管M1的漏極上并且源極連接在高位側電源端子5上；

P型場效應晶體管M4，源極連接在高位側電源端子5上，柵極連接在P型場效應晶體管M3的柵極和漏極上，漏極連接在N型場效應晶體管M2的柵極上；

還包括：

第二恒流源I2，該第二恒流源I2連接在：源極共同連接起來并且柵極分別連接在信號輸入端子1、2上而構成差動晶體管對的P型場效應晶體管M5、M6與P型場效應晶體管M5、M6的共同連接的源極以及高位側電源端子5之間；

N型場效應晶體管M7，柵極和漏極連接在P型場效應晶體管M5的漏極上并且源極連接在低位側電源端子4上；

N型場效應晶體管M8，柵極和漏極連接在P型場效應晶體管M6的漏極上并且源極連接在低位側電源端子4上；

N型場效應晶體管M9，與N型場效應晶體管M7進行電流鏡象連接，漏極連接在P型場效應晶體管M3的漏極上；N型場效應晶體管M10，與N型場效應晶體管M8進行電流鏡象連接，漏極連接在P型場效應晶體管M4的漏極上。

輸出級包括：

P型場效應晶體管M11和P型場效應晶體管M13，把源極連接在高位側電源端子5上，把柵極連接在P型場效應晶體管M4、N型場效應晶體管M2、N型場效應晶體管M10的各個漏極上；

第三恒流源I3，連接在P型場效應晶體管M11和低位側電源端子4之間；

P型場效應晶體管M12，把源極連接在高位側電源端子5上，把柵極連接在P型場效應晶體管M11的漏極與第三恒流源的連接部上；

N型場效應晶體管M14，把源極連接在低位側電源端子4上，把柵極連接在P型場效應晶體管M12的與第四恒流源的連接部上；

把P型場效應晶體管M13和N型場效應晶體管M14的漏極連接在信號輸出端子3上。

下面對該現(xiàn)有的運算放大器的動作進行說明。

該現(xiàn)有的運算放大器包括寬輸入范圍的輸入級，該輸入級并列地構成由N型場效應晶體管M1、M2組成的差動晶體管對和由P型場效應晶體管M5、M6組成的差動晶體管對，N型場效應晶體管M2的漏極端子的信號作為輸入級的輸出而輸出給輸出級。在輸出級中，該輸入級的輸出被輸入P型場效應晶體管M13的柵極，根據(jù)在信號輸入端子1、2上分別施加的信號電壓的比例來使柵極電壓變化，同時，通過P型場效應晶體管M11、P型場效應晶體管M12來進行電平移動，該電平移動信號被輸入N型場效應晶體管M14的柵極，而使該柵極電壓同時變化。隨著這些P型場效應晶體管M13、M14的各柵極電壓的變化，輸出端子3的電位迅速上升或下降。

例如，當施加在信號輸入端子1上的電壓相對于信號輸入端子2較高時，來自構成差動晶體管對的N型場效應晶體管M2的漏極的輸入級的輸出變低，輸出級的P型場效應晶體管M11、M13的柵極電壓變低。此時，通過P型場效應晶體管M13而從高位側電源端子5流向信號輸出端子3的電流變得非常大。同時，P型場效應晶體管M11的漏極與第三恒流源I3的連接點的電位即P型場效應晶體管M12的柵極電壓變高。這樣一來，P型場效應晶體管M12的漏極與第四恒流源I4的連接點的電位即作為的電平移動信號的N型場效應晶體管M14的柵極電壓變低。這樣一來，通過N型場效應晶體管M14而從輸出端子3流向低位側電源端子4的電流變得非常小。

其中，流過P型場效應晶體管M13的電流變大，流過N型場效應晶體管M14的電流被切斷，在此狀態(tài)下，能夠使信號輸出端子3的電位迅速上升。