一种频率补偿差分输入放大电路制造技术

一种频率补偿差分输入放大电路，通过使差分放大电路的输出级信号为输入级信号的一半来实现的，这样输入级信号与输出级信号之间的差值信号就必须经过一个由电阻-电容网络形成的“镜像电流源”电路，以减小差分放大电路的输入级增益。

【技术实现步骤摘要】
—种频率补偿差分输入放大电路
:本专利技术涉及一种经过改进的频率补偿模拟集成电路，该集成电路器件特别用于稳压电路和需要纹波抑制的负反馈电路。
技术介绍
:众所周知，一个串联型稳压电路的基本结构中包含一个旁路元件(例如，一个三极管)，该旁路元件串联连接在一个负载和一根不受限制的供应线之间，用一个差分放大器来控制该旁路元件，参考电压发生器与差分放大器的一个输入端子相连接，负反馈网络电路连接在差动放大器的另一个输入端子和调节电路的输出端子之间。这种类型的稳压电路已经被许多商用的集成电路所使用。大多数被应用的稳压电路要求电路要稳定，而像负反馈电路和串联型稳压电路通常在工作的时候都趋向于不稳定(即进入振荡)。如果在特定的频率下，电路的总相移接近180°，那么，在相同的频率下，模拟电路的增益将接近于同一个值。在一个理想化的电压调节电路中，由于总相移被限制在90°之内，单相的总增益以每倍频6分贝减小，且在一定频率下，直流开环的增益减小到一个较低的3分贝带宽w0。然而，在实际电压调节器电路中有有源器件和杂散电容的存在，使得有多余的相移存在。在所设定的频率范围内，这种电路的总相移通常超过180°。因此，它通常需要必要的补偿调节器电路来使得在实际工作下电路的稳定。这种补偿通常需要运算放大器。通常，电容被用于电压调节器电路和运算放大器电路中，以提供频率的补偿。然而，可以连接一个外部电容来使得电压调节器电路或运算放大器电路的集成电路的频率补偿得到限制，同时可以限制内部电容的大小。一种已知的电容，被用在与电压调节装置相关的频率补偿技术的电路的内部，以减小在高频情况下调节器的差分输入放大级的增益。例如，来自不同的制造商所生产的LMl20负电压调节装置集成电路。LM120的差分输入放大级包括一个差动放大器耦合到一个镜像电流负载上。镜像电流负载作为一个增益级，进行差分到单端之间的信号转换。经过镜像电流负载上输出三极管的基极和集电极之间结点的耦合旁路电容使得差分输入放大级的增益减小。然而，这种方法的不足之处在于限制了电路的工作特性。例如，不管内部电容的值多大，LM120的差分输入放大级只要具有NPN-PNP复合三极管的输入，则它的增益至少为0.25。在标准的电路中，例如LM120中，在每一个输入端是用单一的三极管来代替复合三极管，而它的最小增益为0.5。由于设备的输出级引入了调节增益的系统回路，使得电路仍不稳定。此外，稳压电路中，尤其是应用于供应电源的电路中，通常需要一个外部电容耦合到负载上以调节瞬变的电压。在自动调节的系统回路中运用外部电容的这一点性质，结合所产生的内部电容，可导致相位移，以加剧电路的不稳定性问题。在大多数运算放大器电路中，输出级的内部电容或者外部电容可以使得输入级的电压增益减小，从而提供了简单的频率补偿。然而，该电容往往通过电源线直接输出以进行传递信号。在稳压电路中，其输入信号为一个交流电压，电容将在其输出级产生纹波。因此，这种补偿技术不适合调节电路，即使是具有抑制电压信号波动的电源线的运算放大器电路(即纹波抑制)。这将为电压调节器或者其他电路提供一个差分输入级放大器，从而不需要一个大电容来实现频率补偿，因此可以完成集成电路的一部分，同时，这也将在不降低纹波抑制的情况下，可以提供一个差分输入级放大器以得到补偿。此外，这还可以提供一个增益远低于0.25 (—个复合NPN-PNP三极管类型)或者0.5 (单个三极管类型)的差分输入级放大器，在超过一定的频率范围内，将得到补偿，而在引入外部负载，使得相位移接近90°时，不会造成稳定性的问题。
技术实现思路
:本专利技术的第一个目的是提供一个差分输入放大器，使得在一个集成电路上不需要大值电容器。本专利技术的第二个目的是提供一个差分输入放大器的频率补偿电路，使得在不降低纹波抑制的情况下调节电路的电压。本专利技术的第三个目的是提供一个差分输入放大器，在超过频率范围的情况下，使得其增益远小于常规条件下相同类型的差分放大器的增益。本专利技术的第四个目的是提供一个差分输入放大器，它的增益与其相位移相互独立。本专利技术的技术解决方案:与其他专利技术相比，本专利技术的优点在于减少电压调节器或者运算放大器输入级中的差分放大器中一半的输出信号，这样，一个单端差分信号将输入给“镜像电流源”负载电路的第一个三极管。该输入信号将引起第一个三极管的电压变化，并且，该信号将在阻容积分网络中循环。集成网络中元件的值可以选择在超过频率范围的条件下，使得差分放大器的增益远小于传统类型放大器的最小增益，而同时使得负载对相位没有影响。由上所述，减小信号其实是分离差分放大器中三极管的集电极，以结合差分放大器中减小差分输出信号的电流。减小信号的另一种方法，是将差分放大器的差分输出电流进行分流，输入给一个点，该点对环路增益没有影响，且该点将代替直流电流源中被分离的输出电流。对比专利文献:CN202372876U —种具有频率补偿的低压差线性稳压器201120537929.X，CN202887038U 频率补偿的线性稳压器 201220472448.X【附图说明】:下面的附图将对上述所描述的本专利技术的目的作进一步详细的说明，其中，附有相关的参考数据:图1所描述的是一个传统技术的电压调节电路。图2所描述的是本专利技术电压调节电路的第一个体现。图3所描述的是本专利技术稳压电路的替代体现。【具体实施方式】:如图1所示，传统技术的电压调节电路原理图如100所示。电压调节电路100中包括差分输入放大器IOOa (以下简称为“输入级100a”)和输出级100b。输入级IOOa中包括差分放大器102，该差分放大器102的正极输入端104与参考电压发生器105相连接，其负极输入端106以接收输出端子Vqut的反馈电压，还包括第一个差分输出端子108和第二个差分输出端子110。参考电压发生器105产生的参考电压与应用于输入端子Vin相独立。差分放大器102将Vkef与反馈电压相比较，从而产生差分信号，以调节输出端子108和110上的电流I1和12。分别对放大器输出的差分信号的一半进行调制。镜像电流电路105中包括NPN三极管114和118，分别与输出端子108和110相连接，为差分放大器提供有源负载，同时分别为单个差分输入端提供差分信号电流IjP 12。电流I1提供给三极管114，为三极管118提供基极和发射极之间的电压。假设三极管114和118具有相同的发射极面积，并且忽略电阻116、117和电容128的影响，三极管118将产生一个与电流I1相等的集电极电流13。三极管118的集电极电流减去结点120上的电流12，为输出级三极管122的基极提供一个差分信号电流。该差分信号电流是由差分信号的电流I1的部分和差分信号的电流I2的部分组成的。输出级三极管122 (以简化形式代表输出级IOOb的增益)的集电极与调节器的输出端子Vtot相连接。其中一个典型的输出负载是由一个可变电阻124所构成的，可变电阻124由电阻&与负载电容器126并联所构成，负载电容器126是由电容Q和电阻R。串联所构成。输出级三极管122，对其基极上的电流作出响应，以调节输出负载上的电压，使其与参考电压Vkef相等。在许多稳压电路中，反馈信号为差分放大器提供一个缩放的输出电压，这样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频率补偿差分输入放大电路，其中有第一输入端子和第二输入端子，两个输入端子在之间会形成电压差，其特征是：a、第一个差分放大电路中有一对差动三极管分别耦合到差分放大电路的第一输入端子和第二输入端子上，使得第一输入端子和第二输入端子之间形成一个电压差，从而产生一阶和二阶差动电流，即一阶差动电流和二阶差动电流分别流向差分放大电路的第一输出端子和第二输出端子；b、一个有源负载电路与第一个差分放大电路的第一输出端子和第二输出端子相耦合，从而在第一个差分放大电路的输出端子上产生一个差分电流信号，该差分电流信号是由第二个差分放大电路的输出端子上产生的电流减去有源负载电路在第一个差分放大电路的输出端子上产生的电流来实现的；c、该频率补偿电路与有源负载电路相耦合，以减小在某一频率范围内有源负载电路的增益，因此，有源负载电路的输出电压对第一个差分放大电路在某一频率范围内增益的减小所产生的电流不作出响应，该补偿电路的特征包括：（1）由差动三极管对所产生的电流被划分为一阶和二阶差分电流；（2）一阶差分电流的第一部分流向第一个差分放大电路的输出端子；（3）一阶差分电流的第二部分与二阶差分电流的第一部分在差分放大电路的第二输出端子上产生一个电流，该电流即大幅减小了第二个差分放大电路的输出端子上差分电流信号的产生。...

【技术特征摘要】
1.一种频率补偿差分输入放大电路,其中有第一输入端子和第二输入端子,两个输入端子在之间会形成电压差，其特征是:a、第一个差分放大电路中有一对差动三极管分别耦合到差分放大电路的第一输入端子和第二输入端子上，使得第一输入端子和第二输入端子之间形成一个电压差，从而产生一阶和二阶差动电流，即一阶差动电流和二阶差动电流分别流向差分放大电路的第一输出端子和第二输出端子；b、一个有源负载电路与第一个差分放大电路的第一输出端子和第二输出端子相I禹合，从而在第一个差分放大电路的输出端子上产生一个差分电流信号，该差分电流信号是由第二个差分放大电路的输出端子上产生的电流减去有源负载电路在第一个差分放大电路的输出端子上产生的电流来实现的；c、该频率补偿电路与有源负载电路相耦合，以减小在某一频率范围内有源负载电路的增益，因此，有源负载电路的输出电压对第一个差分放大电路在某一频率范围内增益的减小所产生的电流不作出响应，该补偿电路的特征包括:(1)由差动三极管对所产生的电流被划分为一阶和二阶差分电流；(2) —阶差分电流的第一部分流向第一个差分放大电路的输出端子；(3)—阶差分电流的第二部分与二阶差分电流的第一部分在差分放大电路的第二输出端子上产生一个电流，该电流即大幅减小了第二个差分放大电路的输出端子上差分电流信号的产生。2.根据权利要求1所述的一种频率补偿差分输入放大电路，其特征是:一个由电容和电阻组成的电路网络，在一定的频率范围内，该电路网络的增益可以减小在0.5以下，频率范围和增益范围可以通过选择值不同的电容和电阻来加以控制。3.根据权利要求1所述的一种频率补偿差分输入放大电路，其特征是:当第一输入端子和第二输入端子之间没有产生电压差时，第一个差分放大电路和第二个差分放大电路的输出端子上产生的电 流相等。4.根据权利要求1所述的一种频率补偿差分输入放大电路，其特征是:差分放大电路中包含一对差动三极管，第一个三极管和第二个三极管中包含第一个集电极和第二个集电极，第一个三极管的第一个集电极与差分放大电路的第一个输出端子相耦合，第一个三极管和第二个三极管中的第二个集电极与差分放大电路的第二个输出端子相耦合，第二个三极管的第一个集电极耦合到一个分流结点上。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：苏州贝克微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：