放大器电路及补偿电路制造技术

本发明专利技术提供了一种放大器电路，其包括多级放大器、补偿电容和补偿电路。多级放大器包括多个放大器，该多个放大器级联在该多级放大器的输入端和输出端之间。该多个放大器至少包括第一级放大器、第二级放大器和第三级放大器。补偿电容耦接在多级放大器的输出端和第一级放大器的输出端之间。补偿电路包括第一补偿电路和第二补偿电路。第一补偿电路耦接于第一级放大器的输出端。第二补偿电路耦接于第二级放大器的输出端。相应地，本发明专利技术还提供了一种补偿电路。本发明专利技术可用来增强多级放大器电路的稳定性而又不会降低多级放大器电路的带内增益。

Amplifier Circuit and Compensation Circuit

【技术实现步骤摘要】
放大器电路及补偿电路
本专利技术涉及一种放大器设计，更特别地，涉及一种多级放大器电路(multi-stageamplifiercircuit)，其具有由补偿电路插入的至少一个零点和至少一个极点。
技术介绍
从单级放大器获得的性能通常不足以用于多种应用。因此，通过级联一些放大级的多级放大器被用来实现期望的性能。以三级放大器为例，第一级放大器的输出用作第二级放大器的输入，而第二级放大器的输出用作第三级放大器的输入。为了抑制热噪声(thermalnoise)，采用具有大跨导的第一级放大器。然而，单位增益带宽(unity-gainbandwidth，UGB)/单位增益频率(unity-gainfrequency，UGF)与第一级放大器的跨导正相关。换句话说，第一级放大器的跨导越大，单位增益频率越高，以及单位增益带宽越大。在第一级放大器被配置为具有大跨导的情况下，三级放大器的两个高频次极点(non-dominantpole)所处频率低于单位增益频率。因此，三级放大器变得不稳定。单位增益带宽/单位增益频率与米勒电容(Millercapacitance)负相关。为解决稳定性问题，一种解决方案是增大米勒电容，从而降低单位增益频率并降低单位增益带宽以实现稳定性的提高。然而，主极点(dominantpole)也与米勒电容负相关。因此，主极点被转移至较低的频率，从而导致带内增益下降。因此，具有大米勒电容的三级放大器具有差的带内信号质量。因此，需要一种新颖的频率补偿设计，以增强多级放大器电路的稳定性而又不会降低多级放大器电路的带内增益。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种多级放大器电路和相关的补偿电路，以解决上述问题。根据本专利技术的第一方面，提供了一种放大器电路，包括多级放大器、补偿电容以及多个补偿电路。该多级放大器包括级联在该多级放大器的输入端和输出端之间的多个放大器，该多个放大器至少包括第一级放大器、第二级放大器和第三级放大器。该补偿电容耦接在该多级放大器的输出端和该第一级放大器的输出端之间。以及，该多个补偿电路包括第一补偿电路和第二补偿电路，第一补偿电路耦接于该第一级放大器的输出端；第二补偿电路耦接于该第二级放大器的输出端。根据本专利技术的第二方面，提供了一种补偿电路，包括高通滤波器、辅助放大器、电容和电阻。高通滤波器具有输入端和输出端；辅助放大器的输入端耦接于该高通滤波器的输出端；电容耦接在该高通滤波器的输入端和该辅助放大器的输出端之间；以及，电阻耦接在该辅助放大器的输出端和偏置电压之间。在上述技术方案中，所提供的多级放大器电路和补偿电路可用来增强多级放大器电路的稳定性而又不会降低多级放大器电路的带内增益。本领域技术人员在阅读附图所示优选实施例的下述详细描述之后，可以毫无疑义地理解本专利技术的这些目的及其它目的。详细的描述将参考附图在下面的实施例中给出。附图说明通过阅读后续的详细描述以及参考附图所给的示例，可以更全面地理解本专利技术。图1是根据本专利技术实施例示出的放大器电路的示意图。图2是根据本专利技术实施例示出的所提出的频率补偿(单位增益带宽控制)方案的构思的示意图。图3是根据本专利技术实施例示出的图1所示的放大器电路的详细的频率响应曲线的示意图。图4是根据本专利技术实施例示出的第一补偿电路设计的示意图。图5是根据本专利技术实施例示出的第二补偿电路设计的示意图。图6示出了具有位于由辅助放大器和电容形成的回路之外部的高通滤波器的补偿电路的示意图。图7示出了具有位于由辅助放大器和电容形成的回路中的高通滤波器的补偿电路的示意图。图8是根据本专利技术实施例示出的图5或图7所示的补偿电路的电路图。图9是根据本专利技术实施例示出的第三补偿电路设计的示意图。图10是根据本专利技术实施例示出的另一放大器电路的示意图。在下面的详细描述中，为了说明的目的，阐述了许多具体细节，以便本领域技术人员能够更透彻地理解本专利技术实施例。然而，显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施一个或多个实施例，不同的实施例可根据需求相结合，而并不应当仅限于附图所列举的实施例。具体实施方式以下描述为本专利技术实施的较佳实施例，其仅用来例举阐释本专利技术的技术特征，而并非用来限制本专利技术的范畴。在通篇说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件，所属领域技术人员应当理解，制造商可能会使用不同的名称来称呼同样的元件。因此，本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区别的基准。本专利技术中使用的术语“元件”、“系统”和“装置”可以是与计算机相关的实体，其中，该计算机可以是硬件、软件、或硬件和软件的结合。在以下描述和权利要求书当中所提及的术语“包含”和“包括”为开放式用语，故应解释成“包含，但不限定于…”的意思。此外，术语“耦接”意指间接或直接的电气连接。因此，若文中描述一个装置耦接于另一装置，则代表该装置可直接电气连接于该另一装置，或者透过其它装置或连接手段间接地电气连接至该另一装置。其中，除非另有指示，各附图的不同附图中对应的数字和符号通常涉及相应的部分。所绘制的附图清楚地说明了实施例的相关部分且并不一定是按比例绘制。文中所用术语“基本”或“大致”是指在可接受的范围内，本领域技术人员能够解决所要解决的技术问题，基本达到所要达到的技术效果。举例而言，“大致等于”是指在不影响结果正确性时，技术人员能够接受的与“完全等于”有一定误差的方式。图1是根据本专利技术实施例示出的放大器电路的示意图。作为一种示例而非限制意义，放大器电路100可用于音频应用中。如图1所示，放大器电路100为多级放大器电路，包括多级放大器(例如，三级放大器102)、多个补偿电路(例如，第一补偿电路104_1和第二补偿电路104_2)，以及，多个补偿电容(例如，Cm1和Cm2)。补偿电容Cm1和Cm2中的每一个用于米勒补偿。因此，利用补偿电容Cm1和Cm2来实现嵌套的米勒补偿(nestedMillercompensation，NMC)方案。然而，这仅仅是为了说明的目的，并不意味着限制本专利技术。在本专利技术的一些实施例中，补偿电容Cm2可以是可选的。例如，关于所提出的频率补偿(单位增益带宽控制)方案，可以根据实际设计考虑，省略补偿电容Cm2。三级放大器102具有三个放大器，包括第一级放大器114、第二级放大器116和第三级放大器118，这三个放大器级联在三级放大器102的输入端NIN和输出端NOUT之间。例如，第一级放大器114用作三级放大器102的输入级，而第三级放大器118用作三级放大器102的输出级。另外，组合电路(combiningcircuit)112用于通过组合在输入端NIN处接收到的源信号SIN和从输出端NOUT处产生的输出信号SOUT获得的反馈信号来生成馈送到第一级放大器114的输入端P11的输入信号。第一级放大器114的跨导用Gm1表示，第二级放大器116的跨导用Gm2表示，第三级放大器118的跨导用Gm3表示。需要说明的是，为了通过补偿电容Cm1和Cm2获得负反馈回路(negativefeedbackloops)，本实施例中的第二级放大器116和第三级放大器118的增益分别为正的(positive)和负的(negative)，本专利技术对第一级放大器114的增益符号不做限制，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种放大器电路，包括：多级放大器，包括级联在该多级放大器的输入端和输出端之间的多个放大器，该多个放大器至少包括第一级放大器、第二级放大器和第三级放大器；补偿电容，耦接在该多级放大器的输出端和该第一级放大器的输出端之间；以及多个补偿电路，该多个补偿电路包括：第一补偿电路，耦接于该第一级放大器的输出端；以及第二补偿电路，耦接于该第二级放大器的输出端。

【技术特征摘要】
2018.03.05 US 15/912,4481.一种放大器电路，包括：多级放大器，包括级联在该多级放大器的输入端和输出端之间的多个放大器，该多个放大器至少包括第一级放大器、第二级放大器和第三级放大器；补偿电容，耦接在该多级放大器的输出端和该第一级放大器的输出端之间；以及多个补偿电路，该多个补偿电路包括：第一补偿电路，耦接于该第一级放大器的输出端；以及第二补偿电路，耦接于该第二级放大器的输出端。2.根据权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，该第一补偿电路和该第二补偿电路被布置为插入至少一个零点和至少一个极点，以及，在插入的每个零点和极点处，该放大器电路的开环增益大于1。3.根据权利要求2所述的放大器电路，其特征在于，该极点的频率小于该零点的频率。4.根据权利要求3所述的放大器电路，其特征在于，该放大器电路的单位增益带宽的收缩因子取决于该零点的频率与该极点的频率的比率。5.根据权利要求3所述的放大器电路，其特征在于，该放大器电路由于该第一补偿电路和该第二补偿电路插入的该零点和该极点而在闭环操作中无条件地稳定。6.根据权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，该第一补偿电路是阻尼因子控制电路。7.根据权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，该第二补偿电路是阻尼因子控制电路。8.根据权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，该第一补偿电路包括：辅助放大器，其输入端耦接于该第一级放大器的输出端；电容，耦接在该辅助放大器的输出端和输入端之间；以及电阻，耦接在该辅助放大器的输出端和偏置电压之间。9.根据权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，该第一补偿电路包括：高通滤波器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：温松翰，陈冠达，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71