一种用以放大信号以向便携式电子单元的负载提供电流并且同时使功率消耗最小化的装置，其特征在于，该装置含有： （１Ａ）一个电压变换单元，利用一个预定的增益，将接收到的输入电压变换成为第一电流； （１Ｂ）自适应再生反馈电路，具有基于转换速率的偏置电流和可选择的偏置电流控制电路，可操作地耦合到电压变换单元，向电压变换单元提供反馈信号，以根据正信号转换，自动地增加正反馈电路的偏置电流，而在信号转换为非正时，维持偏置电流基本上不变，以及利用最小的功率输入，提供源／吸收电流，以使负载充电／放电。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）
Low power regenerative feedback device and method
A device used to magnify the signal to the portable electronic unit provides load current and also minimizes power consumption, which is characterized in that the device comprises: (1A) a voltage conversion unit, using a predetermined gain, the input voltage received became the first current; (1B) adaptive regeneration a feedback circuit with bias current conversion rate and selection bias current control circuit based on operably coupled to a voltage conversion unit, providing a feedback signal to the voltage conversion unit, the conversion is based on the signal, automatically increase the bias current positive feedback circuit, and the signal is converted to non positive bias, maintain the current basically unchanged, and the use of minimum power input, provide the source / sink current, so that the charge / discharge load.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多级晶体管放大器，具体涉及按照集成电路形式配置的多级晶体管放大器。现已开发了集成电路(IC)形式的多级放大器，用以作为运算放大器(OP AMP)。在一个放大器的反馈通路部分取代正向通路增益而对放大器运行状态起支配作用时，该放大器可定义为运算放大器。为此，如果在输入端与输出端之间加入多种反馈电路的任一种反馈电路和/或在输入端或输出端加入电路元件，则运算放大器可以适用于许多种应用。多级放大器在所需的工作条件下与所选择的反馈网络一起使用时，必须保持稳定性；也就是说，多级放大器对于所选择的反馈网络不应在任何频率上发生振荡。由于运算放大器配置在集成电路上体积很小，故在许多电器产品例如液晶显示板(LCD)板中都希望使用它们。一种典型的超扭向列(STN)单色LCD板具有1280列(上部640列，下部640列)，其每列代表一个大的容性负载，例如400pF(微微法)，它需由各自的运算放大器来驱动。这就需要大量的运算放大器(每列配置一个)，只有限定每个放大器须有小的静态电流，即低于10μA，才能使总功耗保持在一个可接受的水平上。但是，同时还要求每个放大器须有大的峰值电流例如大于500μA才能快速地(例如，在10μS内)改变每个容性LCD列上的电压。为了满足这些要求，先前的实施使用了AB类放大器。 然而，这些实施遭到高的静态电流电平、不稳定的交流响应、电路布局耗费和复杂、以及输出不可能像正电源电压那样高或像负电源电压那样低，这对于现用的选址LCD显示器是很重要的。开关偏置式放大器、三级式放大器和级联输出级式放大器都已得到应用，但它们也有某些问题。当运算放大器必须改变一个具体列上的电压时，由于放大器偏置电流增加而导致开关偏置式放大器达到快速的转换速率。然而，不是仅对驱动现用列的放大器改变偏置，而是对所有列的放大器(典型值为1280个)的偏置都增加了。为此，开关偏置式放大器要求高功耗。三级式放大器是在输出的PMOS装置之前加了一级高增益级以力图补偿输出PMOS装置的慢跃升(pull-up)动作的特性。这类高增益级通常具有一些极点，这些极点的频率低得足以使稳定闭环工作变为困难，从而给出一个差的、振荡性的交流响应。为了增加PMOS栅极驱动，有些放大器使用一个低增益级，它具有宽的带宽足以给出稳定闭环响应。然而，这类放大器具有差的静态电流控制特性，从而导致具有高的偏置电流。级联输出级式放大器使用了晶体管的复杂配置结构来提供AB类工作。此类放大器具有足够的交流响应和静态电流，但需大量的元件。此外，这类放大器的输出电压不能像正电源电压那样高，也不能像负电源电压那样低。据此，现在需要一种具有低的静态电流电平、稳定的交流响应、低的偏置电流并能提供放大器输出像正电源电压那样高或像负电源电压那样低的、低功耗的再生反馈装置和方法。附图说明图1示出按照本专利技术的一种装置的一个实施例的方框图。图2示出图1所示的装置的实施例方框图的具体细节。图3示出内含本专利技术装置的一种放大器的一个实施例的电路原理图。图4示出按照本专利技术、利用图3的再生反馈布置的放大器一部分的一个实施例的电路原理图。图5示出按照本专利技术的方法的一个实施例的步骤流程图。图6示出按照本专利技术的方法的另一个实施例的步骤流程图。图7示出按照本专利技术的一种具有用以放大信号的数字驱动器的液晶显示器板的方框图，该液晶显示器板用以提供电流，以驱动液晶显示器板的各列，同时使功耗最小化。本专利技术提供一种低电流再生反馈装置和方法，以在正的大信号转换期间自动地增加偏置电流，以使输出能够更快地改变。当该装置不处于正向转换时，偏置电流不变，提供一种低的备用电流。由于再生反馈对于该装置是内置和自动的，故电流增加只用于LCD板的列充电的装置。为此，本专利技术是功率有效的。此外，由于该装置利用再生反馈电路不附加明显的过量的信号相移，故每个装置的交流响应得以维持。本专利技术实现了输出能从正电源电压值快速转换为负电源电压值。本专利技术的装置的元件数目少可使电路布局不复杂化。图1以标号100示出按照本专利技术的一种装置的一个实施例的方框图。该装置用于放大信号，以向一个便携电子单元的负载提供电流，同时使功率消耗最小化。该装置包括一个电压变换单元(VTU)102和一个自适应再生反馈电路(ARFU)104。VTU102利用一个预定的增益将接收到的输入电压变换成为第一电流。ARFU104具有一个基于转换速率的偏置电流和可选择的偏置电流控制电路，可操作地与VTU102相耦连。向VTU102提供反馈，并根据正信号转换，自动增加再生反馈电路的偏置电流，而当信号转换为非正时，维持偏置电流基本上不变，从而提供了一个源/吸收电流，以利用最小的功率输入对负载进行充电/放电。自适应再生反馈电路通常含有偏置电流控制电路，可操作地耦合到电压变换单元，用以对VTU102提供反馈，并根据一个预定的方案通过调整偏置电流来提供源/吸收电流。该方案通常包括A)设定多个偏置电流，利用流经第一晶体管(PMOS1)的第一电流I1，B)向电压变换单元提供一个负反馈信号；及c)当放大器的输出处于正转换时，在自适应再生反馈电路内提供一个反馈信号，以使增加的电流通过一串按二极管方式连接的MOSFET(金属一氧化物-半导体场效应管)串，该串MOSFET可操作地耦合到第一晶体管，其中，电流通过与第一晶体管并联的并且可操作地耦合到该串MOSFET的至少一个其它的晶体管时也会增加，于是，电流(I1+I2)通过按二极管方式连接的MOSFET串时又进一步增加，从而提供高度响应的负载跃升电流；D)在放大器的输出是稳定状态或负转换状态其中之一时，维持现有的偏置电流，而这现有的偏置电流使功率消耗最小化。在一个实施例中，第一晶体管PMOS1和两个其它的晶体管PMOS2、PMOS3都是p型金属-氧化物-硅的PMOS晶体管。偏置控制电路通常含有8个晶体管，它们按如下方式连接A)器件PMOS1为PMOS2、PMOS3、第一输出器件314和第二输出器件316设定偏置电流；B)镜像器件PMOS2可操作地耦合到PMOS3，从PMOS3接收其输出，响应输出源电流的增加，增加流过按二极管方式连接的MOSFET串的电流；C)按二极管方式连接的PMOS3可操作地耦合到PMOS2和第一输出器件314，响应输出源电流的增加，用以向PMOS2提供一个信号，以增加流过按二极管方式连接MOSFET串的电流(I1+I2)，来响应电压变换单元输出指明的正转换；D)该二极管连接串可操作地与PMOS1和PMOS2相连接，它含有第一n型金属-氧化物-硅晶体管NMOS7，可操作地与第四p型金属-氧化物-硅晶体管PMOS5相连接，后者可操作地与第二n型金属-氧化物-硅晶体管NMOS8相连接，其中，该二极管连接串耦合到第三n型金属-氧化物-硅晶体管NMOS6，后者可操作地耦合到PMOS3、PMOS2和第五p型金属-氧化物-硅晶体管PMOS4，而PMOS4可操作地耦合到VTU202的输出端，响应来自PMOS1和PMOS2的电流，以对于指明正转换速率的电流提供增加的反馈信号，而对指明非正转换速率的电流则维持现有的反馈信号。图2以标号200示出图1所示的装置实施例方框图的细节。该装置用以放大信号，以对便携式电子单元的负载提供电流并且同时使功率本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·格罗斯皮奇，林杜·ST·安吉尔，
申请(专利权)人：摩托罗拉公司，
类型：发明
国别省市：
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