适于宽输入范围应用的跨导运算放大器制造技术

本发明专利技术公开一种适于宽输入范围应用的跨导运算放大器，其包括输入级电路、电流镜电路与电压闩锁对。输入级电路包括输入晶体管对与偏压晶体管对，输入晶体管对通过输入级电路内部的两端点电连接偏压晶体管对。电流镜电路的第一偏压端与第二偏压端分别电连接两端点。电压闩锁对具有第一闩锁电路与第二闩锁电路，第一闩锁电路与所述第二闩锁电路电连接至一接地端或一系统电压端，电连接偏压晶体管对，与分别电连接两端点。第一闩锁电路与第二闩锁电路用以将两端点上的电压闩锁在特定电压，或使两端点上的电压彼此相同。

【技术实现步骤摘要】
适于宽输入范围应用的跨导运算放大器
本专利技术涉及一种跨导运算放大器(OperationalTransconductanceAmplifier，OTA)，且特别是涉及一种适于宽输入范围应用的跨导运算放大器，其中宽输入范围应用例如包括发光二极管驱动器的应用。
技术介绍
针对切换式发光二极管设备来说，其需要发光二极管驱动器产生脉波宽度调变信号来驱动。用以产生脉波宽度调变信号的脉波宽度调变器会具有一个跨导运算放大器，并且跨导运算放大器放大参考电压与依据发光二极管回授电流产生的回授电压之间的误差信号，从而使脉波宽度调变器调整脉波宽度调变信号的责任区间的时间(periodofdutycycle)。请参照图1，图1是传统的跨导运算放大器的电路示意图。如图1所示，跨导运算放大器1包括输入级电路10与电流镜电路12，其中输入级电路10电连接电流镜电路12。输入级电路10通过输入晶体管对接收第一输入电压CS(例如，由依发光二极管回授电流产生的回授电压)与第二输入电压VREF(例如为参考电压)，以根据第二输入电压VREF与第一输入电压CS之间的电压差异改变其施加于电流镜电路12上的偏压，也就是端点aa、bb上的电压作为偏压提供给电流镜电路12，从而使得电流镜电路12的输出信号COMP(例如，参考电压与依据发光二极管回授电流产生的回授电压之间的误差信号)。进一步地说，输入级电路10包括电流源S、输入晶体管对与偏压晶体管对，其中输入晶体管对由两个P型晶体管MP1、MP2组成，以及偏压晶体管对由两个N型晶体管MN1、MN2组成。电流源S的输出端电连接P型晶体管MP1、MP2的源极端，P型晶体管MP1、MP2的栅极端分别接收第一输入电压CS与第二输入电压VREF，P型晶体管MP1、MP2的漏极端分别电性输入级电路10的两个内部的端点aa与bb。N型晶体管MN1的漏极端电连接N型晶体管MN1的栅极端与电流镜电路12的第一偏压端，并通过端点aa电连接P型晶体管MP1的漏极端。N型晶体管MN2的漏极端电连接N型晶体管MN2的栅极端与电流镜电路12的第二偏压端，并通过端点bb电连接P型晶体管MP2的漏极端。N型晶体管MN1、MN2的源极端则电连接至接地端GND。电流镜电路12包括P型晶体管MP3、MP4与N型晶体管MN5、MN6。P型晶体管MP3、MP4的栅极端彼此电连接，且P型晶体管MP3、MP4的源极端电连接系统电压端VDD。P型晶体管MP3的漏极端电连接P型晶体管MP3的栅极端与N型晶体管MN5的漏极端，P型晶体管MP4的漏极端电连接N型晶体管MN6的漏极端。N型晶体管MN5、MN6的栅极端分别电连接N型晶体管MN1、MN2的栅极端，以分别作为电流镜电路12的第一偏压端与第二偏压端。N型晶体管MN5、MN6的源极端则电连接至接地端GND。跨导运算放大器1应用在一般的直流电压转换器(DC/DCconverter)时，并不会有因第二输入电压VREF与第一输入电压CS之间差异过大而造成输入级电路10的脚部空间(footroom)摆幅过大。换言的P型晶体管MP1、MP2的漏极端/源极端电压VDS1与VDS2不会不一致。然而，在发光二极管驱动器的应用中，第二输入电压VREF可能为0.2伏特，而第一输入电压可能的平均电压为0.2伏特且最大摆伏为1伏特的三角波电压信号，因此，P型晶体管MP1、MP2的漏极端/源极端电压VDS1与VDS2(相应于端点aa与bb的电压)并不一致。P型晶体管MP1、MP2的漏极端/源极端电压VDS1与VDS2分别决定P型晶体管MP1、MP2的跨导系数gm1、gm2，且造成电流镜电路MN1、MN5及MN2、MN6因通道调变效应(channellengthmodulation)造成复制电流偏移，故若P型晶体管MP1、MP2的漏极端/源极端电压VDS1与VDS2不一致，将会使得输出信号COMP有所偏移(offset)。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种适于宽输入范围应用的跨导运算放大器，此跨导运算放大器包括输入级电路、电流镜电路与电压闩锁对。输入级电路包括输入晶体管对与偏压晶体管对，输入晶体管对通过输入级电路内部的两端点电连接偏压晶体管对。电流镜电路的第一偏压端与第二偏压端分别电连接两端点。电压闩锁对具有第一闩锁电路与第二闩锁电路，第一闩锁电路与所述第二闩锁电路电连接至一接地端或一系统电压端，电连接偏压晶体管对，与分别电连接两端点。第一闩锁电路与第二闩锁电路用以将两端点上的电压闩锁在特定电压，或使两端点上的电压彼此相同。据此，本专利技术实施例提供的跨导运算放大器即使在输入级电路所接收的两个输入电压之间的差异很大时，其输出信号也不会因此而有偏移，故所述跨导运算放大器具有较高的精准度，且适于宽输入范围应用。为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，但是此等说明与所附附图仅用来说明本专利技术，而非对本专利技术的权利范围作任何的限制。附图说明图1为传统的跨导运算放大器的电路示意图；图2A为本专利技术实施例的跨导运算放大器的电路示意图；图2B为本专利技术另一实施例的跨导运算放大器的电路示意图；图3A为本专利技术另一实施例的跨导运算放大器的电路示意图；图3B为本专利技术另一实施例的跨导运算放大器的电路示意图。符号说明1～5：跨导运算放大器10、20、30、40、50：输入级电路12、22、32、42、52：电流镜电路24、34、44、54：电压闩锁对aa、bb：端点agnda、agndb、vdda、vddb：端点OP1、OP2：放大器S：电流源VDD：系统电压端GND：接地端MN1～MN8：N型晶体管MP1～MP8：P型晶体管CS：第一输入电压VREF：第二输入电压COMP：输出信号Vb：特定电压具体实施方式在下文将参看随附的附图更充分地描述各种例示性实施例，在随附的附图中展示一些例示性实施例。然而，本专利技术概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。确切而言，提供此等例示性实施例使得本专利技术将为详尽且完整，且将向熟悉此项技术者充分传达本专利技术概念的范畴。在诸附图中，可为了清楚而夸示层及区的大小及相对大小。类似数字始终指示类似元件，且本文中所使用的术语“或”视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一者或者多者的所有组合。本专利技术实施例提供一种适于宽输入范围应用的跨导运算放大器，即使输入级电路所接收的两个输入电压之间的差异很大，跨导运算放大器的输出信号也不会因此而有偏移。所述跨导运算放大器包括输入级电路、电流镜电路与电压闩锁对。输入级电路包括输入晶体管对、偏压晶体管对与电流源，电流源电连接输入晶体管对，输入晶体管对电连接偏压晶体管对，且偏压晶体管对电连接电流镜电路。电压闩锁对具有两个电压闩锁电路，偏压晶体管对分别通过此两个电压闩锁电路电连接至接地端或系统电压端。此两个电压闩锁电路还分别电连接输入晶体管对与偏压晶体管对之间的两个端点，以由此将输入晶体管对与偏压晶体管对之间的两个端点上的电压维持于特定电压或使此两个端点的电压彼此相同。电压闩锁对实质上为一对负回授电路架构，用以将输入晶体管对与偏压晶体管对之间的两个端点上的电压进行闩锁，如此，输入晶体管对的两个输入晶体管的漏极端/源极端电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于宽输入范围应用的跨导运算放大器，包括：输入级电路，内部具有两端点，包括一输入晶体管对与一偏压晶体管对，所述输入晶体管对通过所述两端点电连接所述偏压晶体管对；电流镜电路，具有第一偏压端与第二偏压端，所述第一偏压端与所述第二偏压端分别电连接所述两端点；电压闩锁对，具有第一闩锁电路与第二闩锁电路，所述第一闩锁电路与所述第二闩锁电路电连接至一接地端或一系统电压端，电连接所述偏压晶体管对，与分别电连接所述两端点，所述第一闩锁电路与所述第二闩锁电路用以将所述两端点上的电压闩锁在一特定电压，或使所述两端点上的电压彼此相同。

【技术特征摘要】
1.一种适于宽输入范围应用的跨导运算放大器，包括：输入级电路，内部具有两端点，包括一输入晶体管对与一偏压晶体管对，所述输入晶体管对通过所述两端点电连接所述偏压晶体管对；电流镜电路，具有第一偏压端与第二偏压端，所述第一偏压端与所述第二偏压端分别电连接所述两端点；电压闩锁对，具有第一闩锁电路与第二闩锁电路，所述第一闩锁电路与所述第二闩锁电路电连接至一接地端或一系统电压端，电连接所述偏压晶体管对，与分别电连接所述两端点，所述第一闩锁电路与所述第二闩锁电路用以将所述两端点上的电压闩锁在一特定电压，或使所述两端点上的电压彼此相同。2.如权利要求1所述的跨导运算放大器，其中所述第一闩锁电路包括第一放大器与第一开关晶体管，且所述第二闩锁电路包括第二放大器与第二开关晶体管，所述第一开关晶体管与所述第二开关晶体管的栅极端分别电连接所述第一放大器与所述第二放大器的输出端，所述第一开关晶体管与所述第二开关晶体管的漏极端电连接所述偏压晶体管对，所述第一开关晶体管与所述第二开关晶体管的源极端电连接至所述接地端或所述系统电压端，所述第一放大器与所述第二放大器的正输入端分别电连接所述两端点的一第一端点与一第二端点，以及所述第一放大器与所述第二放大器的负输入端电连接所述特定电压，或者分别电连接所述第二端点与所述第一端点。3.如权利要求2所述的跨导运算放大器，其中所述输入晶体管对由一第一输入晶体管与一第二输入晶体管所组成，所述偏压晶体管对由第一偏压晶体管与一第二偏压晶体管所组成，且所述输入级电路还包括一电流源，其中所述电流源电连接所述第一输入晶体管与所述第二输入晶体管的源极端，所述第一输入晶体管与所述第二输入晶体管的栅极端分别接收一第一输入电压与一第二输入电压，所述第一输入晶体管与所述第二输入晶体管的漏极端分别通过所述第一端点与所述第二端点电连接所述第一偏压晶体管与所述第二偏压晶体管的漏极端，所述第一偏压晶体管与所述第二偏压晶体管的栅极端电连接所述第一端点与所述第二端点，以及第一偏压晶体管与所述第二偏压晶体管的源极端分别电连接所述第一开关晶体管与所述第二开关晶体管的漏极端。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：何仪修，
申请(专利权)人：晶豪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71