运算放大器电路及其驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种运算放大器电路及其驱动方法，涉及集成电路技术领域，包括：第一逆变器晶体管，其与输入端电连接；第二逆变器晶体管，其与第一逆变器晶体管电连接，第二逆变器晶体管包括第一晶体管和第二晶体管，位于第一晶体管的漏极与第二晶体管的漏极之间包括第三晶体管和第四晶体管，第三晶体管的源极与第一晶体管的漏极电连接于第一节点，第四晶体管的栅极与第一节点电连接；第二晶体管的漏极与第四晶体管的源极电连接于第二节点，第三晶体管的栅极与第二节点电连接；第三晶体管的漏极与第四晶体管的漏极电连接；第三逆变器晶体管，其与第二逆变器晶体管电连接，第三逆变器晶体管与输出端电连接。本申请有效缩短信号建立所需时间。立所需时间。立所需时间。

【技术实现步骤摘要】
运算放大器电路及其驱动方法


[0001]本专利技术属于集成电路
，具体涉及一种运算放大器电路及其驱动方法。

技术介绍

[0002]运算放大器是一种具备放大能力的基本电路单元，一般由金属半导体氧化物场效应晶体管、以及双极型晶体管等基本原件组成；通常情况下，运算放大器在结合反馈网络后实现输入信号加、减、微分或积分等数学运算，被广泛地应用于信号传输、自动控制、测量、无线电通讯和集成电路等许多领域。
[0003]相关技术中，应用在流水线模数转换器中的运算放大器有着较大的功耗，影响其性能；因此，亟需一种改善的运算放大器，能有效降低功耗。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种运算放大器电路及其驱动方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0005]第一方面，本申请提供一种运算放大器电路，包括：
[0006]第一逆变器晶体管，第一逆变器晶体管与输入端电连接；
[0007]第二逆变器晶体管，第二逆变器晶体管与第一逆变器晶体管电连接，第二逆变器晶体管包括第一晶体管和第二晶体管，位于第一晶体管的漏极与第二晶体管的漏极之间还包括第三晶体管和第四晶体管，第三晶体管的源极与第一晶体管的漏极电连接于第一节点，第四晶体管的栅极与第一节点电连接；第二晶体管的漏极与第四晶体管的源极电连接于第二节点，第三晶体管的栅极与第二节点电连接；第三晶体管的漏极与第四晶体管的漏极电连接；
[0008]第三逆变器晶体管，第三逆变器晶体管与第二逆变器晶体管电连接，第三逆变器晶体管还与输出端电连接。
[0009]第二方面，本申请还提供一种运算放大器电路的驱动方法，运算放大器电路包括输入端和输出端，以及第一逆变器晶体管、第二逆变器晶体管和第三逆变器晶体管；第二逆变器晶体管包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一节点和第二节点；第三逆变器晶体管包括第七晶体管、第八晶体管和第四节点；
[0010]该驱动方法包括：
[0011]向输入端输入第一电压；
[0012]当第一电压等于共模电压，第一逆变器晶体管导通，第二逆变器晶体管导通，即第一晶体管和第二晶体管均导通，第一节点的电压拉高，第二节点的电压拉低；第七晶体管的栅极的电压为第一节点的电压，第八晶体管的栅极的电压为第二节点的电压，第七晶体管的栅极的电压与第八晶体管的栅极的电压之间形成第一电压差；
[0013]当第一电压小于共模电压，至少部分第一逆变器晶体管导通，至少部分第二逆变器晶体管导通，即第二晶体管导通，第二节点的电压仍处于拉低状态，此时，第一晶体管截
止，第三晶体管和第四晶体管仍导通，第二节点的电压被拉低；随着第二节点的电压被拉低，第三晶体管和第四晶体管截止，第二节点的电压保持；第七晶体管的栅极的电压为第一节点的电压，第八晶体管的栅极的电压为第二节点的电压，第七晶体管的栅极的电压与第八晶体管的栅极的电压之间形成第二电压差；第二电压差小于第一电压差。
[0014]本专利技术的有益效果：
[0015]本专利技术提供的一种运算放大器电路及其驱动方法，通过设置有第一逆变器晶体管、第二逆变器晶体管和第三逆变器晶体管；其中，第一逆变器晶体管与输入端电连接，第一逆变器晶体管还与第二逆变器晶体管电连接，即第二逆变器晶体管中的第一晶体管和第二晶体管与第一逆变器晶体管电连接，第一晶体管的漏极与第二晶体管的漏极之间设置有第三晶体管和第四晶体管，第三晶体管的源极与第一晶体管的漏极电连接至第一节点，第四晶体管的栅极电连接至第一节点；第二晶体管的漏极与第四晶体管的源极电连接至第二节点，第三晶体管的栅极电连接至第二节点，第三晶体管的漏极和第四晶体管的漏极电连接；第三逆变器晶体管与第二逆变器晶体管电连接，第三逆变器晶体管还与输出端电连接；如此，实现由输入端输入信号，经过第一逆变器晶体管、第二逆变器晶体管和第三逆变器晶体管处理，由输出端输出处理后的信号；此外，本实施例中的运算放大器能够有效降低原有自偏置结构对“死区”电压选取的依赖性，能更快地使第三逆变器晶体管处于亚阈状态；且能有效地在更短地时间内稳定，缩短建立信号所需的时间；还具有高度集成度和更优的抗工艺偏差、温漂等优点。
[0016]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例提供的运算放大器电路的一种结构示意图；
[0018]图2是本专利技术实施例提供的运算放大器电路的驱动方法的一种流程图。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0020]请参见图1，图1是本专利技术实施例提供的运算放大器电路的一种结构示意图，本申请所提供的一种运算放大器电路100，包括：
[0021]第一逆变器晶体管10，第一逆变器晶体管10与输入端Vin电连接；
[0022]第二逆变器晶体管20，第二逆变器晶体管20与第一逆变器晶体管10电连接，第二逆变器晶体管20包括第一晶体管M1和第二晶体管M2，位于第一晶体管M1的漏极与第二晶体管M2的漏极之间还包括第三晶体管M3和第四晶体管M4，第三晶体管M3的源极与第一晶体管M1的漏极电连接于第一节点N1，第四晶体管M4的栅极与第一节点N1电连接；第二晶体管M2的漏极与第四晶体管M4的源极电连接于第二节点N2，第三晶体管M3的栅极与第二节点N2电连接；第三晶体管M3的漏极与第四晶体管M4的漏极电连接；
[0023]第三逆变器晶体管30，第三逆变器晶体管30与第二逆变器晶体管20电连接，第三逆变器晶体管30还与输出端Vout电连接。
[0024]具体而言，请继续参考图1所示，本实施例中提供的一种运算放大器电路，包括输
入端Vin和输出端Vout，即由运算放大器的输入端Vin输入信号，经过运算放大器的处理由输出端Vout输出处理后的信号；可选的，运算放大器处理信号包括三个过程，首先，信号建立(Initial Ramping)，该过程中根据压摆率建立大信号；其次，震荡过程(Stabilization)，该过程中根据带宽建立小信号；最后，稳定状态(Steady State)，该过程中实现信号的稳定；本实施例中针对稳定状态进行改进，使运算放大器加强在稳定状态的稳定性，进一步使得信号能在更快地时间达到稳定。
[0025]相关技术中，为降低流水线模数转换器中的运算放大器的功耗，提出了环形运算放大器，环形运算放大器使用电阻进行自偏置，通过改变偏置电阻的阻值大小，合理设置植入第三级晶体管输入信号之间的“死区”电压，使第三级晶体管偏置在亚阈值区；但采用电阻进行自偏置的方式，受到工艺、电压和温度等的影响较大，在实际中无法精准设置“死区”电压值；此外，采用电阻进行自偏置的方式，信号建立过程产生的震荡周期较多，调整时间较长，导致运算放大器的速度较慢。
[0026]有鉴于此，本实施例中的运算放大器包括第一逆变器晶体管10、第二逆变器晶体管20和第三逆变器晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运算放大器电路，其特征在于，包括：第一逆变器晶体管，所述第一逆变器晶体管与输入端电连接；第二逆变器晶体管，所述第二逆变器晶体管与所述第一逆变器晶体管电连接，所述第二逆变器晶体管包括第一晶体管和第二晶体管，位于所述第一晶体管的漏极与所述第二晶体管的漏极之间还包括第三晶体管和第四晶体管，所述第三晶体管的源极与所述第一晶体管的漏极电连接于第一节点，所述第四晶体管的栅极与所述第一节点电连接；所述第二晶体管的漏极与所述第四晶体管的源极电连接于第二节点，所述第三晶体管的栅极与所述第二节点电连接；所述第三晶体管的漏极与所述第四晶体管的漏极电连接；第三逆变器晶体管，所述第三逆变器晶体管与所述第二逆变器晶体管电连接，所述第三逆变器晶体管还与输出端电连接。2.根据权利要求1所述的运算放大器电路，其特征在于，所述第一晶体管的源极与固定电压信号端电连接，所述第二晶体管的源极接地端。3.根据权利要求1所述的运算放大器电路，其特征在于，所述第一逆变器晶体管包括第五晶体管和第六晶体管；所述第五晶体管的栅极和所述第六晶体管的栅极均与所述输入端电连接，所述第五晶体管的漏极和所述第六晶体管的漏极电连接于第三节点，所述第三节点还分别与所述第一晶体管的栅极和所述第二晶体管的栅极电连接；所述第五晶体管的源极与固定电压信号端电连接，所述第六晶体管的源极接地端。4.根据权利要求1所述的运算放大器电路，其特征在于，所述第三逆变器晶体管包括第七晶体管和第八晶体管；所述第七晶体管的栅极与所述第一节点电连接，所述第七晶体管的源极与固定电压信号端电连接，所述第七晶体管的漏极和所述第八晶体管的漏极电连接于第四节点，所述第四节点与所述输出端电连接；所述第八晶体管的栅极与所述第二节点电连接，所述第八晶体管的源极接地端。5.根据权利要求3或4所述的运算放大器电路，其特征在于，所述第一晶体管、所述第三晶体管、所述第五晶体管和所述第七晶体管为N
‑
MOS晶体管。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李迪，陈柯旭，谌东东，柴常春，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：