基于输入级差分对管的低功耗运算放大器制造技术

一种基于输入级差分对管的低功耗运算放大器，包括输入级电路、中间放大级电路、输出级电路和公共偏置电路，其特殊之处是：输入级电路包括由PNP三极管Q1～Q4、Q13～Q16组成的差分输入电路，三极管Q1、Q2、Q3和Q4为对称结构；三极管Q13为输入级电路的工作提供偏置电流；三极管Q14、Q15和Q16为输入级差分电路的恒流源负载，该运算放大器的反向输入端IN

【技术实现步骤摘要】
基于输入级差分对管的低功耗运算放大器


[0001]本技术涉及运算放大器，尤其是一种基于输入级差分对管的低功耗运算放大器。

技术介绍

[0002]现有的低功耗运算放大器包括输入级、中间放大级、输出级和公共偏置电路，输入级采用非对称PNP管，三极管的EB结容易静电击穿，使晶体管放大倍数显著下降，使输入级基级偏置电流和输入失调电流显著增大而失效，产品的饱和压降高。此外，其采用塑封封装，散热性、耐热性、密封性差，产品的可靠度低，不能满足整机工作需求。

技术实现思路

[0003]本技术是要解决现有技术存在的上述问题，提供一种可提高输入级的抗静电能力，有效降低产品的饱和压降，增大器件的电流放大倍数，有效减小输入级基级偏置电流和输入失调电流，集成度高、体积小、重量轻及密封性好的基于输入级差分对管的低功耗运算放大器。
[0004]本技术的技术解决方案是：一种基于输入级差分对管的低功耗运算放大器，包括输入级电路、中间放大级电路、输出级电路和公共偏置电路，其特殊之处是：所述输入级电路包括由PNP三极管Q1～Q4、Q13～Q16组成的差分输入电路，三极管Q1、Q2、Q3和Q4为对称结构组成双端输入单端输出的差分输入级；三极管Q13为共用发射极的三只PNP管并且三极管Q13的发射极连接电源V+，用于为输入级电路的工作提供偏置电流；三极管Q14、Q15和Q16为输入级差分电路的恒流源负载，三极管Q15和Q16的基极、三极管Q14的基极和三极管Q15的集电极相互连接并且同时连接三极管Q3的另一个集电极，三极管Q14的发射极连接三极管Q13的另一个基极，三极管Q16的集电极连接三极管Q4的另一个集电极，三极管Q14的集电极、三极管Q15和Q16的发射极接地，三极管Q16的集电极为输入级电路的输出端，该低功耗运算放大器的反向输入端IN
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和正向输入端IN+之间分别串联正接的二极管D1和D2和反接的二极管D4和D3，二极管D1～D4组成抗静电保护电路；所述输入级、中间放大级、输出级和公共偏置电路集成在一个管芯上，所述管芯通过绝缘胶粘接到管壳上，所述管壳为扁平封装的陶瓷管壳。
[0005]进一步，所述三极管Q3和Q4分别为共用基极和发射极的二只PNP管，三极管Q1和三极管Q2的基极分别连接反向输入端IN
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和正向输入端IN+，三极管Q3和Q4的基极连接并且连接三极管Q13的一个集电极，三极管Q1的发射极连接三极管Q3的基极和三极管Q13的一个基极，三极管Q2的发射极连接三极管Q4的基极和三极管Q13的另一个集电极，三极管Q1的集电极连接三极管Q3的一个集电极并且接地，三极管Q2的集电极连接三极管Q4的一个集电极并且接地。
[0006]本技术的有益效果是：输入级电路的二组保护二极管提高了输入级的抗静电能力。输入级电路采用集成化PNP差分对管组成双端输入单端输出的差分输入级，有效降低
了产品的饱和压降，增大了器件的电流放大倍数，有效减小了输入级基级偏置电流和输入失调电流。其应用范围包括转换器放大器、直流放大单元以及用单电源来工作的所有高精度低功耗运算放大器。在产品结构上具有集成度高、体积小、重量轻及密封性好的特点。
附图说明
[0007]图1是本技术的电路原理图；
[0008]图2是本技术的封装结构示意图。
具体实施方式
[0009]如图1所示，本技术包括输入级电路、中间级电路、输出级电路及公共偏置电路。正向输入端IN+、反向输入端IN
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为双端输入信号,所述输入级电路采用由PNP三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q13和Q14以及NPN三极管Q15和Q16组成的差分输入电路。其中一组二极管D1和D2正接在IN
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、IN+输入端，另一组二极管D3、D4反接在IN
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、IN+输入端之间，组成抗静电保护电路。当输入端信号电压较大时，信号经抗静电保护电路流经运放的同向输入端IN+和运放的反向输入端IN
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，避免了信号电压过大对运放内部器件的损坏，从而提高了该器件的抗静电能力。三极管Q1和Q2基极分别连接正向输入端IN+和反向输入端IN
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，三极管Q13为共用发射极的三只PNP管并且三极管Q13的发射极连接电源V+，用于为输入级电路的工作提供偏置电流。三极管Q1、Q2、Q3和Q4为对称结构，采用集成化PNP差分对管组成双端输入单端输出的差分输入级。所述三极管Q3和Q4分别为共用基极和发射极的二只三极管，三极管Q1和三极管Q2的基极分别连接反向输入端IN
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和正向输入端IN+，三极管Q3和Q4的基极连接并且连接三极管Q13的一个集电极，三极管Q1的发射极连接三极管Q3的基极和三极管Q13的一个基极，三极管Q2的发射极连接三极管Q4的基极和三极管Q13的另一个集电极，三极管Q1的集电极连接三极管Q3的一个集电极并且接地，三极管Q2的集电极连接三极管Q4的一个集电极并且接地。三极管Q14、Q15和Q16为输入级差分电路的恒流源负载，三极管Q15和Q16的基极、三极管Q14的基极和三极管Q15的集电极相互连接并且同时连接三极管Q3的另一个集电极，三极管Q14的发射极连接三极管Q13的另一个基极，三极管Q16的集电极连接三极管Q4的另一个集电极，三极管Q14的集电极、三极管Q15和Q16的发射极接地，三极管Q16的集电极为输入级电路的输出端。
[0010]中间级电路由三极管Q5、Q6、Q7、Q11、Q12、Q18和Q19、电阻R6和电容C1组成，Q5、Q11和Q12为PNP管。输入级电路的输出端连接三极管Q5的基极，三极管Q5、Q6组成两级射级输出器，提高了电流放大能力，三极管Q13的第三集电极连接三极管Q5的发射极和三极管Q6的基极。中间级由三极管Q7的集电极输出，组成共射级放大级电路。三极管Q12为共基极和共发射极的二只PNP三极管且用于为中间级电路的正常工作提供偏置电流，电容C1为耦合电容且连接在三极管Q5的基极和三极管Q7的集电极之间，防止电路产生自激震荡；电阻R6连接在三极管Q6发射极和三极管Q7基极之间；三极管Q18基极、三极管Q19的基极和集电极相互连接，三极管Q5的集电极、三极管Q18集电极、三极管Q7和Q19的发射极接地，三极管Q7与三极管Q11的集电极连接，三极管Q18发射极和三极管Q19的集电极接地分别连接三极管Q12的二个集电极，用于为三极管Q12提供电流泄放通路。
[0011]输出级电路由三极管Q8、Q9、Q10、Q17和Q21、电阻R1和R2组成。其中，三极管Q8和Q9
组成两级射级输出器。当输入端信号大于零时，电流由电源V+到三极管Q8集电极，由三极管Q8的发射级到Q9的基级，由三极管Q9的发射级经电阻R2输出。当输入端信号小于零时，电流由输出端到R2到Q21的基级，由三极管Q21的发射级到三极管Q10的发射级到地。
[0012]公共偏置电路由三极管Q20、Q22、Q24、Q25、Q26、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于输入级差分对管的低功耗运算放大器，包括输入级电路、中间放大级电路、输出级电路和公共偏置电路，其特征是：所述输入级电路包括由PNP三极管Q1～Q4、Q13～Q16组成的差分输入电路，三极管Q1、Q2、Q3和Q4为对称结构组成双端输入单端输出的差分输入级；三极管Q13为共用发射极的三只PNP管并且三极管Q13的发射极连接电源V+，用于为输入级电路的工作提供偏置电流；三极管Q14、Q15和Q16为输入级差分电路的恒流源负载，三极管Q15和Q16的基极、三极管Q14的基极和三极管Q15的集电极相互连接并且同时连接三极管Q3的另一个集电极，三极管Q14的发射极连接三极管Q13的另一个基极，三极管Q16的集电极连接三极管Q4的另一个集电极，三极管Q14的集电极、三极管Q15和Q16的发射极接地，三极管Q16的集电极为输入级电路的输出端，该低功耗运算放大器的反向输入端IN
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【专利技术属性】
技术研发人员：李春悦，张晏玮，罗志勇，邱晓华，
申请(专利权)人：锦州七七七微电子有限责任公司，
类型：新型
国别省市：