运算放大器电路制造技术

一种运算放大器电路，包括一运算主体电路、多个电流源以及至少一个限压电路。电流源用以连接运算主体电路到一高电压源或一接地电源。限压电路连接于运算主体电路与该些电流源的至少其一之间，其中与该限压电路连接的晶体管元件具有一耐跨压程度，低于运算主体电路的一预定耐跨压程度。

【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运算放大器电路，特别是关于可以减少元件面积的运算放大 器电路，在一预定跨压下仍可以稳定工作。
技术介绍
-般的运算放大器为了能在一预定跨压下可以稳定工作，在设计上会使用相同耐 偏压特性的晶体管来设计整个电路。要能够耐较大偏压的晶体管，一般都会使用较大的元 件面积来设计，因此整个运算放大器会占用相当程度的元件面积，而制造成本也较高。 就传统的运算放大器设计，其是操作在一高电压源（VDD)与一接地电源（VSS)之 间。为确保各颗晶体管在操作时皆能承受其跨压Vds而维持元件正常特性，所有的晶体管 皆使用同一种耐跨压的元件来设计，其具有预定耐跨压程度，在此以A种晶体管元件来表 示，A种晶体管元件的耐跨压限制为X伏特。于此，X伏特不需要是固定的电压值而是用以 区分符合较高的预定耐跨压程度的元件。 由运算放大器的操作特性可知，在放大器运作的过程中每颗晶体管的跨压并非相 同，并非所有的晶体管皆会承受高电压源VDD到接地电源VSS的跨压，若是而这些晶体管若 仍使用A种晶体管元件来设计，则会造成面积上的浪费。 如何减少运算放大器的使用面积，且同时能符合在预定跨压下可以稳定工作仍是 电路设计的考虑其一。
技术实现思路
本专利技术提供一种运算放大器电路，可以使用较小的面积来设计电路，进而也可以 节省制造成本。 本专利技术的一实施范例提供一种运算放大器电路，包括一运算主体电路，多个电流 源以及至少一个限压电路。电流源用以连接运算主体电路到一高电压源或一接地电源。限 压电路连接于运算主体电路与该些电流源的至少其一之间，其中与该限压电路连接的晶体 管元件具有一耐跨压程度，低于运算主体电路的一预定耐跨压程度。 为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式 作详细说明如下。 【附图说明】 图1A绘示运算放大器的基本电路方块示意图。 图1B绘示依据本专利技术一实施范例，运算放大器的细部电路示意图。 图2绘示依据本专利技术一实施范例，针对晶体管110U12的操作机制示意图。 图3绘示依据本专利技术一实施范例，针对晶体管116U18的操作机制示意图。 图4绘示依据本专利技术一实施范例，运算放大器电路加入限压电路的电路示意。 图5绘示依据本专利技术一实施范例，运算放大器电路加入限压电路的电路示意。 图6绘示依据本专利技术一实施范例，运算放大器电路加入限压电路的电路示意。 图7绘示依据本专利技术一实施范例，运算放大器电路加入限压电路的电路示意。 图8绘示依据本专利技术一实施范例，运算放大器电路加入限压电路的电路示意。 图9绘示依据本专利技术一实施范例，运算放大器电路加入限压电路的电路示意。 图10绘示依据本专利技术一实施范例，运算放大器电路加入限压电路的电路示意。 图11绘示依据本专利技术一实施范例，运算放大器电路加入限压电路的电路示意。 [主要元件标号说明] 100:运算放大器 102:电压转电流电路 104:电流运算电路 106:运算放大电路 110、112、114、116、118、134、136:晶体管 114、120、122、124、126、128、130、132:电流源 138、140:电容器 142、144、148、150、176、178、180、182:信号 160、164:限压电路（CLAMP) 170、170a、174、174a:晶体管 172:电压控制电路（VCO) 【具体实施方式】 本专利技术提出一种运算放大器的电路设计，可以使运算放大器仍维持正常操作，但 在面积的使用上可有效降低。 以下举一些实施范例来说明本专利技术。然而，本专利技术不仅限于所举的实施范例，且所 举的实施范例之间有允需有适当的相互相合。 图1A绘示运算放大器的基本电路方块示意图。参阅图1A，运算放大器100包括两 个输入端以及一输出端。两个输入端的其一是接收由外部输入的一电压输入信号AVP。另 一个输入端是接收输出信号AV0的反馈。此运算放大器100是操作在高电压源VDD到接地 电源VSS之间。 图1B绘示依据本专利技术一实施范例，运算放大器的细部电路示意图。参阅图1B， 图1A的运算放大器100的细部电路可以区分为运算主体电路以及与多个电流源114、120、 122、126、128、132。这些电流源用以连接运算主体电路到高电压源VDD或接地电源VSS。于 此，构成电流源114、120、122、126、128、132的晶体管元件的一部分可以采用较低耐跨压程 度的元件来构成。又，运算主体电路的一部分晶体管110、112、116、118也可以采用较低耐 跨压程度的元件来构成。 在此具有较低耐跨压程度的晶体管元件以B种晶体管元件来表示。B种晶体管元 件的耐跨压限制为Y伏特。Y伏特小于前述的X伏特，以区分符合较低的耐跨压程度的元 件。 就运算主体电路，其一般可以区分为电压转电流电路102、电流运算电路104、以 及运算放大电路106。对应图1A的运算大器100的输入端点与输出端点，电压转电流电路 102有一第一输入端与一第二输入端。第一输入端接收由外部输入的一电压输入信号AVP， 第二输入端接收由输出端的反馈信号。电流运算电路104与电压转电流电路102连接。运 算放大电路106与电压转电流电路104连接，输出放大后的一电压输出信号AV0。此电压输 出信号AVO也反馈到第二输入端。 电压转电流电路102可以包括多种不同导电型的金属氧化物半导体（M0S)的晶体 管110、112、116、118,其中例如两晶体管110、112构成一对，是由P型M0S晶体管（PM0S)所 构成，其晶体管的源极经由电流源114与高电压源VDD连接。又，另外两晶体管116、118构 成一对，是由N型M0S晶体管（NM0S)所构成，其晶体管的源极经由电流源120与接地电源 VSS连接。晶体管112与晶体管118的栅极是第一输入端，接收电压输入信号AVP。晶体管 114与晶体管116的栅极是第二输入端，接收电压输出信号AV0的反馈。 于此要说明的是，金属氧化物半导体的晶体管一般有一个栅极、一个源极以及一 个漏极，但是源极与漏极的结构是相同，依实际的操作是可以互换，因此描述所使用的源 极与漏极仅是用于区分元件的两个连接电极，所指的源极与漏极是可以互换。 电流运算电路104例如有两个电流路径，其一个电流路径例如是由三个电流源 122、124、126串连所组成，其中电流源122与电流源126分别连接到高电压源VDD与接地 电源VSS。另一个电流路径例如是由三个电流源128、130、132串连所组成，其中电流源128 与电流源132分别连接到高电压源VDD与接地电源VSS。 就运算放大器的运作，电流源114、120、122、126、128、132以及晶体管110、112、 116、118 -般而言不需要求同样能够忍受由高电压源VDD到接地电源VSS的高耐跨压程度， 而不会影响放大的输出信号，因此可以采用较低的耐跨压程度的元件。 运算放大电路106 -般包括串连的两个晶体管134U36以及串连的两个电容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运算放大器电路，包括:一运算主体电路;多个电流源，藉以连接该运算主体电路到一高电压源或一接地电源;以及至少一个限压电路，连接于该运算主体电路与该多个电流源的至少其一之间，其中与该限压电路连接的晶体管元件具有一耐跨压程度，低于该运算主体电路的一预定耐跨压程度。

【技术特征摘要】
1. 一种运算放大器电路，包括： 一运算主体电路； 多个电流源，藉以连接该运算主体电路到一高电压源或一接地电源；以及 至少一个限压电路，连接于该运算主体电路与该多个电流源的至少其一之间， 其中与该限压电路连接的晶体管元件具有一耐跨压程度，低于该运算主体电路的一预 定耐跨压程度。2. 根据权利要求1所述的运算放大器电路，其中该运算主体电路包括： 一电压转电流电路，有一第一输入端与一第二输入端，该第一输入端接收由外部输入 的一电压输入信号，该第二输入端接收一反馈信号； 一电流运算电路，与该电压转电流电路连接；以及 一运算放大电路，与该电压转电流电路连接，输出一电压输出信号，该电压输出信号也 是该反馈信号。3. 根据权利要求2所述的运算放大器电路，其中该电压转电流电路包括： 一第一 P型晶体管，有一第一栅极，一第一源极以及一第一漏极，其中该第一栅极是该 第一输入端，该第一源极连接到该多个电流源其中的一第一电流源的一第一端，该第一电 流源的一第二端连接到该高电压源；以及 一第二P型晶体管，有一第二栅极，一第二源极以及一第二漏极，其中该第二栅极是该 第二输入端，该第二源极也连接到该第一源极以及该第一电流源的该第一端， 其中该限压电路连接于该第一漏极与该第二漏极的其一或是两者。4. 根据权利要求3所述的运算放大器电路，其中该限压电路是P型晶体管，该P型晶体 管的一栅极由一控制电压所控制。5. 根据权利要求4所述的运算放大器电路，其中该限压电路还包括一电压控制电路也 接受该电压输入信号以输出该控制电压以控制该限压电路。6. 根据权利要求3所述的运算放大器电路，其中该第一漏极与该第二漏极分别于...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪国哲，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：中国台湾;71