一种运算放大器的输入级电路及输入级差分对电路制造技术

本发明专利技术提供了一种运算放大器的输入级电路及输入级差分对电路，所述输入级电路包括：目标NPN管、基极电流采集管、第一镜像电流源、第二镜像电流源和第一电流源；本发明专利技术中通过第一镜像电流源为目标NPN管基极电流提供补偿，使第一镜像电流源、目标NPN管、基极电流采集管三者之间形成回路，不需要外部信号输入端为目标NPN管提供基极电流，从而极大降低了输入偏置电流；通过第二镜像电流源为基极电流采集管的发射极电流提供补偿，来达到增大基极电流采集管的集电极电流的目的，从而使基极电流采集管的基极电流与目标NPN管的基极电流保持一致，提高了基极电流同步采集的精度，达到降低输入级电路中偏置误差的目的。输入级电路中偏置误差的目的。输入级电路中偏置误差的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种运算放大器的输入级电路及输入级差分对电路


[0001]本专利技术涉及集成电路
，尤其涉及一种运算放大器的输入级电路及输入级差分对电路。

技术介绍

[0002]在电子信息系统中存在各种微弱的模拟信号，如音频信号、光电流信号、传感器信号等，这些微弱信号的放大对运算放大器的输入偏置电流要求较高。
[0003]虽然CMOS型运算放大器与JFET输入运算放大器能实现皮安级的极低输入偏置电流或失调电流，但是CMOS型运算放大器输入失调电压、噪声、速度等性能均较差，JFET输入型运算放大器高温工作状态下偏置电流参数漂移较大。
[0004]可见，现有技术中运算放大器存在输入偏置电流较大的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种运算放大器的输入级电路及输入级差分对电路，其解决了现有技术中运算放大器存在输入偏置电流较大的问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种运算放大器的输入级电路，所述输入级电路包括：目标NPN管、基极电流采集管、第一镜像电流源、第二镜像电流源和第一电流源；所述目标NPN管的基极与外部信号输入端相连，所述目标NPN管的发射极与所述第一电流源的输出端相连，所述目标NPN管的集电极与所述基极电流采集管的发射极相连，所述基极电流采集管的集电极为输入级电路的输出端；第一镜像电流源的第一端与所述目标NPN管的基极相连，所述第一镜像电流源的第二端与所述第二镜像电流源的第一端相连，所述第一镜像电流源的第三端与所述基极电流采集管的基极相连；所述第二镜像电流的第二端与负电源相连，所述第二镜像电流源的第三端与所述目标NPN管的集电极相连。
[0007]可选地，所述第一镜像电流源包括：第一PNP管、第二PNP管、第三PNP管、第四PNP管和第五PNP管；所述第一PNP管的基极分别与所述第四PNP管的基极、所述第五PNP管的基极和所述第一NPN管的集电极相连，所述第一PNP管的集电极与所述基极电流采集管的基极相连，所述第一PNP管的发射极与所述第二PNP管的集电极相连；所述第二PNP管的发射极和所述第三PNP管的发射极分别与偏置电压输出端相连，所述第二PNP管的基极分别与所述第三PNP管的基极和所述第三PNP管的集电极相连；所述第三PNP管的集电极分别与所述第四PNP管的发射极和所述第五PNP管的发射极相连，所述第四PNP管的集电极与所述目标NPN管的基极相连，所述第五PNP管的集电极与所述第二镜像电流源的第一端相连。
[0008]可选地，所述第二镜像电流源包括：第一NPN管、第二NPN管、第三NPN管和第四NPN管；所述第一NPN管的集电极、第一NPN管的基极和第二NPN管的基极分别与所述第一镜像电流源的第二端相连，所述第一NPN管的发射极与所述第三NPN管的集电极相连，所述第二NPN管的集电极与所述目标NPN管集电极相连；所述第三NPN管的基极、所述第四NPN管的基极和所述第四NPN管的集电极分别与所述第二NPN管的发射极相连，所述第三NPN管的发射极和
所述第四NPN管的发射极分别与负电源相连。
[0009]可选地，所述输入级电路包括VCE控制电路，所述VCE控制电路的输入端与目标NPN管的发射极相连，所述VCE控制电路的第一输出端与所述第一镜像电流源的第四端相连，所述VCE控制电路的第二输出端与所述基极电流采集管的集电极相连，用于控制所述目标NPN管的VCE电压与所述基极电流采集管的VCE电压相等。
[0010]可选地，VCE控制电路包括：控制单元、第二电流源、第三电流源和电源单元；所述控制单元的第一端与所述目标NPN管的发射极相连，所述控制单元的第二端与所述电源单元的第一端相连，所述控制单元的第三端与所述电源单元的第二端相连，所述控制单元的第四端与所述第二电流源的输出端相连，所述控制单元的第五端与所述第三电流源的输出端相连，所述控制单元的第六端通过所述第一镜像电流源与所述目标NPN管的基极相连，所述控制单元的第七端与所述基极电流采集管的集电极相连，所述控制单元的第八端为所述输入级电路的输出端。
[0011]可选地，所述控制单元包括：第六PNP管、第七PNP管、第八PNP管、第九PNP管、第五NPN管和第六NPN管；所述第六PNP管的基极与所述目标NPN管的发射极相连，所述第六NPN管的集电极与电源端相连，所述第六PNP管的发射极与所述第五NPN管的发射极相连，所述第五NPN管的集电极分别与所述第一镜像电流源的第四端、所述第三镜像电流源的输出端和所述第八PNP管的发射极相连，所述第六NPN管的基极与所述第二镜像电流源的输出端相连，所述第六NPN管的发射极与所述基极电流采集管的集电极相连，所述第六NPN管的发射极为所述输入级电路的输出端；所述第五NPN管的基极分别与所述所述第九PNP管的基极、所述七PNP的基极、所述第七PNP的集电极和所述电源单元的第二端相连，所述第七PNP管的发射极分别与所述第八PNP管的集电极和所述第八PNP管的基极相连，所述第九PNP管的集电极与所述电源单元的第二端相连，所述第九PNP管的发射极与所述第二镜像电流源的输出端相连。
[0012]可选地，所述电源单元包括：第七NPN管、第八NPN管和第十PNP管；所述第七NPN管的基极分别与所述第七NPN管的集电极、所述第八NPN管的基极和所述第十PNP管的基极相连，所述第七NPN管的发射极、所述第八NPN管的发射极和所述第十PNP管的发射极分别与电源端相连，所述第八NPN管的集电极与所述第七PNP管的集电极相连，所述第十PNP管的发射极与所述第九PNP管的集电极相连。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种运算放大器的输入级差分对电路，所述差分对电路包括第一差分电路和第二差分电路；所述第一差分电路包括所述的运算放大器的输入级电路，或/和所述第二差分电路包括所述的运算放大器的输入级电路。
[0014]可选地，所述差分对电路还包括VCE控制电路；所述VCE控制电路包括：控制单元、第二电流源、第三电流源和电源单元；所述控制单元的第一端与目标NPN管的发射极相连，所述控制单元的第二端与所述电源单元的第一端相连，所述控制单元的第三端与所述电源单元的第二端相连，所述控制单元的第四端与所述第二电流源的输出端相连，所述控制单元的第五端与所述第三电流源的输出端相连，所述控制单元的第六端通过所述第一镜像电流源与所述目标NPN管的基极相连，所述控制单元的第七端与所述基极电流采集管的集电极相连，所述控制单元的第八端为所述输入级电路的输出端。
[0015]可选地，所述控制单元包括：第六PNP管、第七PNP管、第八PNP管、第九PNP管、第五
NPN管、第六NPN管和第九NPN管；所述第六PNP管的基极与所述目标NPN管的发射极相连，所述第六NPN管的集电极与电源端相连，所述第六PNP管的发射极与所述第五NPN管的发射极相连，所述第五NPN管的集电极分别与所述第一镜像电流源的第四端、所述第三镜像电流源的输出端和所述第八PNP管的发射极相连，所述第六NPN本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运算放大器的输入级电路，其特征在于，所述输入级电路包括：目标NPN管、基极电流采集管、第一镜像电流源、第二镜像电流源和第一电流源；所述目标NPN管的基极与外部信号输入端相连，所述目标NPN管的发射极与所述第一电流源的输出端相连，所述目标NPN管的集电极与所述基极电流采集管的发射极相连，所述基极电流采集管的集电极为输入级电路的输出端；第一镜像电流源的第一端与所述目标NPN管的基极相连，所述第一镜像电流源的第二端与所述第二镜像电流源的第一端相连，所述第一镜像电流源的第三端与所述基极电流采集管的基极相连；所述第二镜像电流的第二端与负电源相连，所述第二镜像电流源的第三端与所述目标NPN管的集电极相连。2.如权利要求1所述的一种运算放大器的输入级电路，其特征在于，所述第一镜像电流源包括：第一PNP管、第二PNP管、第三PNP管、第四PNP管和第五PNP管；所述第一PNP管的基极分别与所述第四PNP管的基极、所述第五PNP管的基极和所述第一NPN管的集电极相连，所述第一PNP管的集电极与所述基极电流采集管的基极相连，所述第一PNP管的发射极与所述第二PNP管的集电极相连；所述第二PNP管的发射极和所述第三PNP管的发射极分别与偏置电压输出端相连，所述第二PNP管的基极分别与所述第三PNP管的基极和所述第三PNP管的集电极相连；所述第三PNP管的集电极分别与所述第四PNP管的发射极和所述第五PNP管的发射极相连，所述第四PNP管的集电极与所述目标NPN管的基极相连，所述第五PNP管的集电极与所述第二镜像电流源的第一端相连。3.如权利要求1所述的一种运算放大器的输入级电路，其特征在于，所述第二镜像电流源包括：第一NPN管、第二NPN管、第三NPN管和第四NPN管；所述第一NPN管的集电极、第一NPN管的基极和第二NPN管的基极分别与所述第一镜像电流源的第二端相连，所述第一NPN管的发射极与所述第三NPN管的集电极相连，所述第二NPN管的集电极与所述目标NPN管集电极相连；所述第三NPN管的基极、所述第四NPN管的基极和所述第四NPN管的集电极分别与所述第二NPN管发射极相连，所述第三NPN管和所述第四NPN管的发射极分别与负电源相连。4.如权利要求1所述的一种运算放大器的输入级电路，其特征在于，所述输入级电路包括VCE控制电路，所述VCE控制电路的输入端与目标NPN管的发射极相连，所述VCE控制电路的第一输出端与所述第一镜像电流源的第四端相连，所述VCE控制电路的第二输出端与所述基极电流采集管的集电极相连，用于控制所述目标NPN管的VCE电压与所述基极电流采集管的VCE电压相等。5.如权利要求4所述的一种运算放大器的输入级电路，其特征在于，VCE控制电路包括：控制单元、第二电流源、第三电流源和电源单元；所述控制单元的第一端与所述目标NPN管的发射极相连，所述控制单元的第二端与所述电源单元的第一端相连，所述控制单元的第三端与所述电源单元的第二端相连，所述控制单元的第四端与所述第二电流源的输出端相连，所述控制单元的第五端与所述第三电流
源的输出端相连，所述控制单元的第六端通过所述第一镜像电流源与所述目标NPN管的基极相连，所述控制单元的第七端与所述基极电流采集管的集电极相连，所述控制单元的第八端为所述输入级电路的输出端。6.如权利要求5所述的一种运算放大器的输入级电路，其特征在于，所述控制单元包括：第六PNP管、第七PNP管、第八PNP管、第九PNP管、第五NPN管和第六NPN管；所述第六PNP管的基极与所述目标NPN管的发射极相连，所述第六NPN管的集电极与电源端相连，所述第六PNP管的发射极与所述第五N...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐毓尚，代松，胡锐，李政，包磊，陈旺云，彭俊，
申请(专利权)人：贵州振华风光半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：