差分放大电路、功率器件和电器设备制造技术

本申请公开一种差分放大电路、功率器件和电器设备。该差分放大电路包括尾电流单元、第一差分放大单元、第二差分放大单元、负载单元和钳位单元；第一差分放大单元包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管的输入端和第二晶体管的输入端连接形成第一节点，第一节点连接尾电流单元；第二差分放大单元包括第三晶体管和第四晶体管，第三晶体管的控制端和第四晶体管的控制端连接形成第二节点；负载单元连接第二差分放大单元，并输出差分输出信号；钳位单元连接第一节点和第二节点，用于维持第一节点和第二节点之间的电压差恒定。本申请可以在增加差分放大电路增益的同时，使得差分放大电路具有较大的共模范围。有较大的共模范围。有较大的共模范围。

【技术实现步骤摘要】
差分放大电路、功率器件和电器设备


[0001]本申请涉及集成电路
，特别是涉及一种差分放大电路、功率器件和电器设备。

技术介绍

[0002]常规的差分放大电路具有小的电压增益及较宽的共模范围。目前可通过一些设计增加差分放大电路的增益，但是可能会导致差分放大电路的共模范围减小。

技术实现思路

[0003]本申请主要的目的是提供一种差分放大电路、功率器件和电器设备，以在增加差分放大电路增益的同时，保证差分放大电路具有较大的共模范围。
[0004]为解决上述问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种差分放大电路，该差分放大电路包括尾电流单元、第一差分放大单元、第二差分放大单元、负载单元和钳位单元：
[0005]第一差分放大单元包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管的输入端和第二晶体管的输入端连接形成第一节点，第一节点连接尾电流单元，第一晶体管和第二晶体管的控制端分别用于输入差分输入信号；
[0006]第二差分放大单元包括第三晶体管和第四晶体管，第三晶体管的控制端和第四晶体管的控制端连接形成第二节点，第三晶体管的输入端连接第一晶体管的输出端，第四晶体管的输入端连接第二晶体管的输出端；
[0007]负载单元连接第二差分放大单元，并输出差分输出信号；
[0008]钳位单元连接第一节点和第二节点，用于维持第一节点和第二节点之间的电压差恒定。
[0009]其中，钳位单元包括恒流单元和第五晶体管，第五晶体管的输出端连接第二节点和恒流单元的输出端，第五晶体管的输入端和第一节点连接，以通过恒流单元和第五晶体管配合使得第一节点与第二节点之间的电压差恒定。
[0010]其中，第五晶体管为场效应管，场效应管的控制端与第二节点连接。
[0011]其中，第五晶体管为齐纳二极管。
[0012]其中，恒流单元包括偏置单元和第六晶体管，第六晶体管连接于供电电压输入端和第五晶体管的输出端之间，偏置单元用于向第六晶体管的控制端提供恒定的电压。
[0013]其中，偏置单元包括第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管、第十晶体管、第十一晶体管、第十二晶体管、第十三晶体管、第十四晶体管和电阻；
[0014]第七晶体管和第八晶体管的输出端连接供电电压输入端，第八晶体管的输入端连接第七晶体管的控制端和第八晶体管的控制端；
[0015]第九晶体管的输出端连接第七晶体管的输入端，第十晶体管的输出端连接第八晶体管的输入端，第十晶体管的输入端连接第九晶体管的控制端和第十晶体管的控制端；
[0016]第十一晶体管的输出端连接第九晶体管的输入端、第十一晶体管的控制端和第十
二晶体管的控制端，第十二晶体管的输出端连接第十晶体管的输入端；
[0017]第十三晶体管的输出端连接第十一晶体管的输入端、第十三晶体管的控制端和第十四晶体管的控制端，第十三晶体管的输入端接入接地电压，第十四晶体管的输出端连接第十二晶体管的输入端，电阻连接于第十四晶体管的输入端和接地电压之间；
[0018]其中，第十四晶体管的增益因子是第十三晶体管的增益因子的N倍，N为大于1的整数；
[0019]第八晶体管的输入端还连接于第六晶体管的控制端。
[0020]其中，尾电流单元包括尾电流管，尾电流管的输入端接入接地电压，尾电流管的输出端连接第一节点，其中第十三晶体管的输出端还连接于尾电流管的控制端。
[0021]其中，负载单元包括至少一组负载管对；
[0022]每一组负载管对包括控制端相互连接的第一负载管和第二负载管，第一负载管和第二负载管的输出端均与供电电压输入端电性连接，第一负载管的输入端还连接于第一负载管的控制端，第一负载管的输入端与第三晶体管的输出端电性连接，第二负载管的输入端与第四晶体管的输出端的电性连接。
[0023]为解决上述问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种功率器件，该功率器件包括上述的差分放大电路。
[0024]为解决上述问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种电器设备，该电器设备包括如上述的功率器件。
[0025]本申请的差分放大电路中，钳位单元连接第一节点和第二节点，使得第一节点的电压增加时，第二节点的电压同步增加；第一节点的电压降低时，第二节点的电压同步降低，避免第三晶体管和第四晶体管进入线性区，保证高增益，并且本申请的差分放大电路的共模范围为Vth+2Δ～VCC，从而在增加差分放大电路增益的同时，使得差分放大电路具有较大的共模范围，其中Vth为器件的阈值电压，Δ为器件的过驱动电压，VCC为电源电压。
附图说明
[0026]图1是一种差分放大电路的结构示意图；
[0027]图2是另一种差分放大电路的结构示意图；
[0028]图3是本申请差分放大电路一实施方式的结构示意图；
[0029]图4是本申请差分放大电路另一实施方式的结构示意图；
[0030]图5是本申请差分放大电路一实施例的结构示意图；
[0031]图6是本申请差分放大电路另一实施例的结构示意图；
[0032]图7是本申请功率器件一实施方式的结构示意图；
[0033]图8是本申请电器设备一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅是本申请的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
[0035]需要说明，若本申请实施方式中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0036]另外，若本申请实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
[0037]常见的差分放大电路的结构示意图如图1所示。图1的差分放大电路的增益A
v
＝g
m
R
out
，共模范围为V
th
+2Δ～VCC，其中，g
m
为N型差分管的跨导，R
out
为输出阻抗，V
th
为N型差分管阈值电压，Δ为过驱动电压。其中，过驱动电压Δ＝V
gs
‑
V
th
，过驱动电压可以理解为：超过驱动门限(V
th
)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种差分放大电路，其特征在于，所述差分放大电路包括：尾电流单元；第一差分放大单元，包括第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管的输入端和所述第二晶体管的输入端连接形成第一节点，所述第一节点连接所述尾电流单元，所述第一晶体管和所述第二晶体管的控制端分别用于输入差分输入信号；第二差分放大单元，包括第三晶体管和第四晶体管，所述第三晶体管的控制端和所述第四晶体管的控制端连接形成第二节点，所述第三晶体管的输入端连接所述第一晶体管的输出端，所述第四晶体管的输入端连接所述第二晶体管的输出端；负载单元，连接所述第二差分放大单元，并输出差分输出信号；钳位单元，连接所述第一节点和所述第二节点，用于维持所述第一节点和所述第二节点之间的电压差恒定。2.根据权利要求1所述的差分放大电路，其特征在于，所述钳位单元包括恒流单元和第五晶体管，所述第五晶体管的输出端连接所述第二节点和所述恒流单元的输出端，所述第五晶体管的输入端和所述第一节点连接，以通过所述恒流单元和所述第五晶体管配合使得所述第一节点与所述第二节点之间的电压差恒定。3.根据权利要求2所述的差分放大电路，其特征在于，所述第五晶体管为场效应管，所述场效应管的控制端与所述第二节点连接。4.根据权利要求2所述的差分放大电路，其特征在于，所述第五晶体管为齐纳二极管。5.根据权利要求2所述的差分放大电路，其特征在于，所述恒流单元包括偏置单元和第六晶体管，所述第六晶体管连接于供电电压输入端和所述第五晶体管的输出端之间，所述偏置单元用于向所述第六晶体管的控制端提供恒定的电压。6.根据权利要求5所述的差分放大电路，其特征在于，所述偏置单元包括第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管、第十晶体管、第十一晶体管、第十二晶体管、第十三晶体管、第十四晶体管和电阻；所述第七晶体管和所述第八晶体管的输出端连接所述供电电压输入端，所述第八晶体...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘利书，
申请(专利权)人：广东美的白色家电技术创新中心有限公司美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：