运算放大器电路制造技术

一种运算放大器电路，包括输出级电路。输出级电路包括输出晶体管对、电容单元以及开关单元。输出晶体管对的第一输出晶体管的漏极经由输出级电路的输出端耦接至输出晶体管对的第二输出晶体管的漏极。开关单元耦接在第一及第二输出晶体管的栅极之间，并且耦接至电容单元的第一端。电容单元的第二端耦接至输出级电路的输出端。开关单元根据控制信号来决定导通第一输出晶体管的栅极与电容单元的第一端之间的信号传递路径，或者导通第二输出晶体管的栅极与电容单元的第一端之间的信号传递路径。

【技术实现步骤摘要】
运算放大器电路
本专利技术是有关于一种负载驱动电路，且特别是有关于一种运算放大器电路。
技术介绍
运算放大器在集成电路设计中扮演着相当重要的角色，其广泛地应用在高传真的立体音响设备(high-fidelitystereoequipment)、微电脑及其它电子设备。运算放大器的功用其中之一为增强输出信号的驱动能力，以驱动负载或者下一级电路。图1绘示已知的数字控制模拟电压驱动电路的概要示意图。请参考图1，此驱动电路100包括数字模拟转换器110(digitaltoanalogconverter，DAC)与运算放大器120。数字模拟转换器110用以接收数字信号SD，并将接收数字信号SD转换模拟信号SA后，再将模拟信号SA输出至运算放大器120。在此例中，运算放大器120为负反馈配置，具有单增益(unitygain)。当运算放大器120接收到不同的输入电压时，其输出便会产生不同的电压变化，此变化速度称为回转率(slewrate)，其值取决于运算放大器120的输入级电流与补偿电容的大小。具体而言，在数字控制模拟电压驱动电路的应用中，运算放大器120的输出级电路通常会包括多个补偿电容来加强运算放大器120的稳定性。以8位的数字信号SD为例，根据数字信号SD的最高有效位(mostsignificantbits，MSB)的不同，数字模拟转换器110的输出范围可大致区分为两个部分。图2绘示数字信号对应数字模拟转换器110的输出范围的对照示意图。请参考图2，在数字信号SD的最高有效位为1(MSB＝1)的范围内，所对应的电压范围大致为高电位输出V2至V3。在数字信号SD的最高有效位为0(MSB＝0)的范围内，所对应的电压范围大致为低电位输出V1至V2。因此，为了因应此种数字控制方式，运算放大器120的输出级电路内部通常会设计两个电容来补偿其稳定性。其中之一电容负责补偿数字模拟转换器110的高电位输出，其中的另一电容负责补偿数字模拟转换器110的低电位输出。在此种设计中，补偿电容通常会在芯片中占据过大的面积。然而，若为了增加回转率而采取减少补偿电容的方式，又会导致运算放大器振荡。因此，如何在运算放大器的输出级电路设计一个适当的电容补偿结构实为重要的课题之一。
技术实现思路
本专利技术提供一种运算放大器电路，利用一控制信号来切换其输出级电路的补偿电容至不同的输出晶体管。本专利技术提供一种运算放大器电路，包括输入级电路、偏压电路以及输出级电路。输入级电路具有输入端，用以接收输入信号。偏压电路耦接至输入级电路，用以提供偏压电流至输入级电路。输出级电路耦接至偏压电路。输出级电路具有输出端。输出级电路包括输出晶体管对、电容单元以及开关单元。输出晶体管对包括第一输出晶体管及第二输出晶体管。第一输出晶体管的第一源/漏极经由输出端耦接至第二输出晶体管的第一源/漏极。电容单元具有第一端及第二端。电容单元的第二端耦接至输出级电路的输出端。开关单元耦接在第一及第二输出晶体管的栅极之间，并且耦接至电容单元的第一端。开关单元根据控制信号来决定导通第一输出晶体管的栅极与电容单元的第一端之间的信号传递路径，或者导通第二输出晶体管的栅极与电容单元的第一端之间的信号传递路径。在本专利技术的一实施例中，上述的电容单元包括第一电容器。第一电容器具有第一端及第二端。第一电容器的第一端耦接至电容单元的第一端，第一电容器的第二端耦接至电容单元的第二端。在本专利技术的一实施例中，上述的开关单元包括第一开关以及第二开关。第一开关具有第一端、第二端及控制端。第一开关的第一端耦接至第一输出晶体管的栅极，第一开关的第二端耦接至第一电容器的第一端，第一开关的控制端受控于反相的控制信号。第二开关具有第一端、第二端及控制端。第二开关的第二端耦接至第二输出晶体管的栅极，第二开关的第一端耦接至第一电容器的第一端，第二开关的控制端受控于控制信号。在本专利技术的一实施例中，当第一开关导通第一输出晶体管的栅极与第一电容器的第一端之间的信号传递路径时，第二开关断开第二输出晶体管的栅极与第一电容器的第一端之间的信号传递路径。当第二开关导通第二输出晶体管的栅极与第一电容器的第一端之间的信号传递路径时，第一开关断开第一输出晶体管的栅极与第一电容器的第一端之间的信号传递路径。在本专利技术的一实施例中，上述的电容单元包括多个第二电容器。各第二电容器具有第一端及第二端。各第二电容器的第一端耦接至电容单元的第一端，各第二电容器的第二端耦接至电容单元的第二端。在本专利技术的一实施例中，上述的开关单元包括多个第三开关以及多个第四开关。各第三开关具有第一端、第二端及控制端。各第三开关的第一端耦接至第一输出晶体管的栅极，各第三开关的第二端耦接至不同的第二电容器的第一端，各第三开关的控制端受控于反相的控制信号。各第四开关具有第一端、第二端及控制端。各第四开关的第二端耦接至第二输出晶体管的栅极，各第四开关的第一端耦接至不同的第二电容器的第一端，各第四开关的控制端受控于控制信号。在本专利技术的一实施例中，当各第三开关导通第一输出晶体管的栅极与各第二电容器的第一端之间的信号传递路径时，各第四开关断开第二输出晶体管的栅极与各第二电容器的第一端之间的信号传递路径。当各第四开关导通第二输出晶体管的栅极与各第二电容器的第一端之间的信号传递路径时，各第三开关断开第一输出晶体管的栅极与各第二电容器的第一端之间的信号传递路径。在本专利技术的一实施例中，当其中之一第三开关导通第一输出晶体管的栅极与其中之一第二电容器的第一端之间的信号传递路径时，其它第三开关断开第一输出晶体管的栅极与其它第二电容器的第一端之间的信号传递路径。在本专利技术的一实施例中，当第三开关的第一部分第三开关导通第一输出晶体管的栅极与第二电容器的第一部分第二电容器的第一端之间的信号传递路径时，第三开关的第二部分第三开关断开第一输出晶体管的栅极与第二电容器的第二部分第二电容器的第一端之间的信号传递路径。在本专利技术的一实施例中，当其中之一第四开关导通第二输出晶体管的栅极与其中之一第二电容器的第一端之间的信号传递路径时，其它第四开关断开第二输出晶体管的栅极与其它第二电容器的第一端之间的信号传递路径。在本专利技术的一实施例中，当第四开关的第一部分第四开关导通第二输出晶体管的栅极与第二电容器的第一部分第二电容器的第一端之间的信号传递路径时，第四开关的第二部分第四开关断开第二输出晶体管的栅极与第二电容器的第二部分第二电容器的第一端之间的信号传递路径。在本专利技术的一实施例中，上述的电容单元还具有第三端及第四端。电容单元的第三端耦接至第一输出晶体管的栅极，电容单元的第四端耦接至第二输出晶体管的栅极。在本专利技术的一实施例中，上述的电容单元包括第三电容器以及第四电容器。第三电容器具有第一端及第二端。第三电容器的第一端耦接至第一输出晶体管的栅极，第三电容器的第二端耦接至输出级电路的输出端。第四电容器具有第一端及第二端。第四电容器的第二端耦接至第二输出晶体管的栅极，第四电容器的第一端耦接至输出级电路的输出端。在本专利技术的一实施例中，上述的输出级电路的输出端耦接至输入级电路的输入端，形成反馈电路配置。在本专利技术的一实施例中，上述的第一输出晶体管的第二源/漏极耦接至第一系统电压，第二输出晶体管的第二源/漏极耦接至第二系统电压。在本专利技术的一实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运算放大器电路，包括：输入级电路，具有输入端，用以接收输入信号；偏压电路，耦接至所述输入级电路，用以提供偏压电流至所述输入级电路；以及输出级电路，耦接至所述偏压电路，具有输出端，所述输出级电路包括：输出晶体管对，包括第一输出晶体管及第二输出晶体管，所述第一输出晶体管的第一源/漏极经由所述输出端耦接至所述第二输出晶体管的第一源/漏极；电容单元，具有第一端及第二端，所述电容单元的第二端耦接至所述输出级电路的输出端；以及开关单元，耦接在所述第一及第二输出晶体管的栅极之间，并且耦接至所述电容单元的第一端，其中所述开关单元根据控制信号来决定导通所述第一输出晶体管的栅极与所述电容单元的第一端之间的信号传递路径，或者导通所述第二输出晶体管的栅极与所述电容单元的第一端之间的信号传递路径。

【技术特征摘要】
1.一种运算放大器电路，包括：输入级电路，具有输入端，用以接收输入信号；偏压电路，耦接至所述输入级电路，用以提供偏压电流至所述输入级电路；以及输出级电路，耦接至所述偏压电路，具有输出端，所述输出端输出输出信号，所述输出级电路包括：输出晶体管对，包括第一输出晶体管及第二输出晶体管，所述第一输出晶体管的第一源/漏极经由所述输出端耦接至所述第二输出晶体管的第一源/漏极；电容单元，具有第一端及第二端，所述电容单元的第二端耦接至所述输出级电路的输出端；以及开关单元，耦接在所述第一及第二输出晶体管的栅极之间，并且耦接至所述电容单元的第一端，其中所述开关单元根据控制信号来决定导通所述第一输出晶体管的栅极与所述电容单元的第一端之间的第一信号传递路径，或者导通所述第二输出晶体管的栅极与所述电容单元的第一端之间的第二信号传递路径，其中所述输出信号的输出电压范围包括一第一电压范围以及一第二电压范围，且当所述输出信号的输出电压范围落在所述第一电压范围内时，所述开关单元导通所述第一信号传递路径以及所述第二信号传递路径两者其中之一者，且当所述输出信号的输出电压范围落在所述第二电压范围内时，所述开关单元导通所述第一信号传递路径以及所述第二信号传递路径两者其中之另一者，其中所述输出级电路的输出端耦接至所述输入级电路的输入端，形成反馈电路配置，以及所述控制信号为所述输入信号对应的数字信号的最高有效位。2.根据权利要求1所述的运算放大器电路，其中所述电容单元包括：第一电容器，具有第一端及第二端，所述第一电容器的第一端耦接至所述电容单元的第一端，所述第一电容器的第二端耦接至所述电容单元的第二端。3.根据权利要求2所述的运算放大器电路，其中所述开关单元包括：第一开关，具有第一端、第二端及控制端，所述第一开关的第一端耦接至所述第一输出晶体管的栅极，所述第一开关的第二端耦接至所述第一电容器的第一端，所述第一开关的控制端受控于反相的所述控制信号；以及第二开关，具有第一端、第二端及控制端，所述第二开关的第二端耦接至所述第二输出晶体管的栅极，所述第二开关的第一端耦接至所述第一电容器的第一端，所述第二开关的控制端受控于所述控制信号。4.根据权利要求3所述的运算放大器电路，其中当所述第一开关导通所述第一输出晶体管的栅极与所述第一电容器的第一端之间的信号传递路径时，所述第二开关断开所述第二输出晶体管的栅极与所述第一电容器的第一端之间的信号传递路径，以及当所述第二开关导通所述第二输出晶体管的栅极与所述第一电容器的第一端之间的信号传递路径时，所述第一开关断开所述第一输出晶体管的栅极与所述第一电容器的第一端之间的信号传递路径。5.根据权利要求1所述的运算放大器电路，其中所述电容单元包括：多个第二电容器，所述各第二电容器具有第一端及第二端，所述各第二电容器的第一端耦接至所述电容单元的第一端，所述各第二电容器的第二端耦接至所述电容单元的第二端。6.根据权利要求5所述的运算放大器电路，其中所述开关单元包括：多个第三开关，所述各第三开关具有第一端、第二端及控制端，所述各第三开关的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈季廷，
申请(专利权)人：联咏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：