具备稳定电路的多级放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种多级放大器，包含：第一放大级、第二放大级以及稳定电路。所述第一放大级具有差动对，用于接收输入信号，并且据此产生第一输出信号。所述第二放大级耦接所述第一放大级的输出端，用于接收所述第一输出信号，并据此产生第二输出信号。所述稳定电路包含有至少一晶体管，所述稳定电路中的晶体管分别耦接所述第二放大级的输出端以及所述差动对的共用端，其中所述稳定电路中的所述晶体管的导通类型不同于所述差动对中的晶体管的导通类型。

【技术实现步骤摘要】
具备稳定电路的多级放大器
本专利技术涉及多级放大电路，特别关于一种用于二级或多级放大器中，解决轻负载引发的稳定性问题的稳定电路，以及相关的多级放大器。
技术介绍
在低压差稳压器(Lowdropoutregulator)或缓冲器等模拟电路中，常使用二级放大电路的架构。然而，在二级放大电路的架构中，往往存在一种稳定性的问题。这种问题主要是负载轻重变化所导致。在轻负载的情形中，二级放大电路中的第二放大级的输出端形成的非主极点(第二极点)，会往第一放大级的输出端形成的主极点(第一极点)靠近，若是第一极点与第二极点过于靠近或重迭，则可能会引发系统的振荡。针对这个问题，一个可行的解决方式就是在第二放大级的输出端增加负载电流或电阻，使得第二极点可以远离增益带宽积(gain–bandwidthproduct，GBW)，以提高相位裕度(phasemargin)。然而，这样的方法却不利于低功率设计，因为负载电流或电阻通常会加额外的功耗。因此，需要提出一种创新的设计来解决二级放大电路的稳定性问题。
技术实现思路
为了解决上述的问题，本专利技术提出一种稳定电路，用以增加输出二级/多级放大器的输出端的负载，从而提高相位裕度，解决二级/多级放大器在轻负载状态下的不稳定问题。并且，本专利技术的稳定电路使用的功耗远低于现有稳定技巧(使用负载电流或电阻)中所需的功耗。其中，本专利技术的稳定电路是通过多级放大器的第一放大级中的差动对的共用端进行偏置，因此不需要额外设置偏置电路，造成额外的功耗。再者，本专利技术的二级/多级放大器具有单位增益反馈(unitygainfeedback)，使得稳定电路继承了第一放大级中的差动对的驱动能力，从而在较低的功耗下，就可以提升一定的相位裕度。本专利技术的一实施例提供一种多级放大器。所述多级放大器包含：第一放大级、第二放大级以及稳定电路。所述第一放大级具有一差动对，用于接收输入信号，并且据此产生第一输出信号。所述第二放大级耦接于所述第一放大级的输出端，用于接收所述第一输出信号，并据此产生第二输出信号。所述稳定电路包含有至少一个晶体管，所述稳定电路中的晶体管分别耦接所述第二放大级的输出端以及所述差动对的共用端，其中所述稳定电路中的所述晶体管的导通类型不同于所述差动对中的晶体管的导通类型。附图说明图1为本专利技术的多级放大器的第一实施例的电路图。图2为本专利技术的多级放大器的第二实施例的电路图。图3为本专利技术的多级放大器的第三实施例的电路图。图4为本专利技术的多级放大器的第四实施例的电路图。其中，附图标记说明如下：100、300、400多级放大器200负载110、310第一放大级112差动对120、320、420第二放大级130、330、430、115稳定电路140、340、440补偿电路101、301、401偏置电流103、104、105、106、122、132、晶体管303、304、322、332、403、404、405、406、422、432CC、CL电容RL电阻具体实施方式在以下内文中，描述了许多具体细节以提供阅读者对本专利技术实施例的透彻理解。然而，本领域的技术人士将能理解，如何在缺少一个或多个具体细节的情况下，或者利用其他方法或元件或材料等来实现本专利技术。在其他情况下，众所皆知的结构、材料或操作不会被示出或详细描述，从而避免模糊本专利技术的核心概念。说明书中提到的「一实施例」意味着所述实施例所描述的特定特征、结构或特性可能被包含于本专利技术的至少一个实施例中。因此，本说明书中各处出现的「在一实施例中」不一定意味着同一个实施例。此外，前述的特定特征、结构或特性可以以任何合适的形式在一个或多个实施例中结合。图1为本专利技术多级放大器的一实施例的电路图。如图所示，多级放大器100包含有第一放大级110、第二放大级120、以及稳定电路130。请注意，在本专利技术的其他实施例中，多级放大器可能包含更多的放大级，例如在第一放大级110的前可能还有一个或多个放大级。因此，图示中绘示的二个放大级并非是本专利技术多级放大器的唯一实施形式。第一放大级110主要包含由N型金氧半场效晶体管103与104所组成的差动对。晶体管103与104所组成的差动对112用于接收输入信号VREF与第二放大级120的输出端上的第二输出信号VOUT，据此产生第一输出信号VO1。其中，第一放大级110的同相输入端(亦即，晶体管103的栅极)，用于接收输入信号VREF，而第一放大级110的反相输入端(亦即，晶体管104的栅极)耦接第二放大级120的所述输出端，以接收第二输出信号VOUT。再者，第一放大级110还包含P型金氧半场效晶体管105与106，以及电流源101。第二放大级120用于提供电流至负载200，主要基于第一放大级110输出的第一输出信号VO1，产生多级放大器100的第二输出信号VOUT。在一个较佳实施例中，第二放大级120主要由作为功率元件(powerelement)的P型金氧半场效晶体管122所组成。此外，在一个特定实施例中，第二放大级120的晶体管122还与补偿电路140相连，用于进行米勒补偿(Millercompensation)，补偿电路140中至少包含有一电容CC，从而提升系统的稳定性。稳定电路130用于在第二放大级120的输出端增加额外的负载，从而使系统中的第二极点可以远离第一极点，提升相位裕度。在一个较佳实施例中，稳定电路130主要由一P型金氧半场效晶体管132所组成。晶体管132的栅极耦接差动对103与104的一个共用端(commonterminal)102，所述共用端可以是共源极端(commonsource)。而晶体管132的漏极则耦接至地。由于差动对103与104的共源极端102上的电压相对稳定，因此可以很好地对稳定电路130中的P型金氧半场效晶体管132进行偏置。而且利用差动对103与104的共源极端102对P型金氧半场效晶体管132进行偏置，将可省去额外的偏置电路，避免增加系统额外的功耗。再者，由于多级放大器100形成了单位增益反馈(unitgainfeedback)的配置，因此P型金氧半场效晶体管132的栅源端电压VGS与差动对中的晶体管103与104的栅源端电压VGS实质上相同，再加上在同一制程工艺中，P型金氧半场效晶体管132与N型金氧半场效晶体管103、104可以拥有基本上一致的阈值电压VTH，从而使得P型金氧半场效晶体管132与N型金氧半场效晶体管103、104的过驱动电压(overdrivevoltage(VGS-VTH))基本一致。由于第二极点的位置相关于P型金氧半场效晶体管132的跨导(transconductance(gm))，而一般来说，跨导gm大致上等於(2*Io)/((VGS-VTH))，其中Io为晶体管132上的电流。再者，当P型金氧半场效晶体管132的跨导越大时，第二极点可以越远离第一极点。P型金氧半场效晶体管132与N型金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级放大器，包含：/n第一放大级，具有一差动对，用于接收输入信号，并且据此产生第一输出信号；/n第二放大级，耦接于所述第一放大级的输出端，用于接收所述第一输出信号，并据此产生第二输出信号；以及/n稳定电路，包含有至少一晶体管，所述稳定电路中的晶体管耦接所述第二放大级的输出端与所述差动对的共用端，其中所述稳定电路中的所述晶体管的导通类型不同于所述差动对中的晶体管的导通类型。/n

【技术特征摘要】
1.一种多级放大器，包含：
第一放大级，具有一差动对，用于接收输入信号，并且据此产生第一输出信号；
第二放大级，耦接于所述第一放大级的输出端，用于接收所述第一输出信号，并据此产生第二输出信号；以及
稳定电路，包含有至少一晶体管，所述稳定电路中的晶体管耦接所述第二放大级的输出端与所述差动对的共用端，其中所述稳定电路中的所述晶体管的导通类型不同于所述差动对中的晶体管的导通类型。


2.如权利要求1所述的多级放大器，其特征在于，所述稳定电路中的所述晶体管的栅极耦接所述差动对的共源极端。


3.如权利要求1所述的多级放大器，其特征在于，所述稳定电路中的所述晶体管的漏极耦接至接地端或电源端。


4.如权利要求1所述的多级放大器，其特征在于，所述稳定电路中的所述晶体管的源极耦接所述第二放大级的所述输出端。


5.如权利要求1所述的多级放大器，其特征在于，所述稳定电路中的所述晶体管为P型金氧半场效晶体管，而所述差动对中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正香，王海涛，张文龙，
申请(专利权)人：雅特力科技重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50