运算放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种运算放大器，该运算放大器能进行轨对轨工作且具有较大的带宽和较高的转换速率。所述运算放大器包括用于接收输入差分电压并提供跨导增益的输入级、用于提供电流增益的中间级以及用于驱动负载的输出级。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及模拟电路，更具体地，本专利技术涉及运算放大器。
技术介绍
运算放大器在许多模拟电路中均获得了广泛的应用。在许多应用场合，要求运算 放大器具有较宽的带宽，较高的转换速率，并能在约1. 8伏特至8伏特的工作电压范围内进 行轨对轨工作。轨对轨运算放大器相比于一般运算放大 器来说，扩大了动态范围，最大限度 地提高了放大器的整体性能。在低电源电压和单电源电压下，轨对轨运算放大器可以有宽 的输入共模电压范围和输出摆幅。轨对轨输入，可以获得零交越失真，适合驱动ADC，而不会 造成差动线性衰减，实现高精密度应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轨对轨运算放大器，可以具有更宽的带宽，更高的转换 速率。本专利技术的目的通过下述技术方案来实现 一种运算放大器包括电源端； 接地端；输入级，所述输入级使所述运算放大器进行轨对轨工作； 中间级，所述中间级连接至所述输入级；以及 输出级，所述输出级连接至所述中间级。其中，所述输入级包括 第一输入端以及第二输入端； 第一输出端以及第二输出端；第一输入NPN晶体管，所述第一输入NPN晶体管包括基极、集电极以及射极且所述基极 连接至所述第一输入端，所述集电极连接至所述电源端；第一输入PNP晶体管，所述第一输入PNP晶体管包括基极、集电极以及射极且所述基极 连接至所述第一输入端，所述集电极连接至所述第二输出端；第二输入NPN晶体管，所述第二输入NPN晶体管包括基极、集电极以及射极且所述基极 连接至所述第二输入端，所述集电极连接至所述电源端；以及第二输入PNP晶体管，所述第二输入PNP晶体管包括基极、集电极以及射极且所述基极 连接至所述第二输入端，所述集电极连接至所述第一输出端。其中，所述中间级包括第一中间级输入NPN晶体管，所述第一中间级输入NPN晶体管包括基极、集电极以及射 极且所述射极连接至所述第一输出端口；第二中间级输入NPN晶体管，所述第二中间级输入NPN晶体管包括基极、集电极以及射 极且所述基极连接至所述第一中间级输入NPN晶体管的基极，所述射极连接至所述第二输 出端口 ；第一结点，第二结点以及第三结点；第一 AB缓冲器，所述第一 AB缓冲器将所述第一中间级输入NPN晶体管的集电极连接 至所述第一结点；第二 AB缓冲器，所述第二 AB缓冲器将所述第二中间级输入NPN晶体管的集电极连接 至所述第二结点；第一电阻器，所述第一电阻器具有第一端口和第二端口且所述第一端口连接至所述第 一结点，所述第二端口连接至所述第三结点；以及第二电阻器，所述第二电阻器具有第一端口和第二端口且所述第一端口连接至所述第 二结点，所述第二端口连接至所述第三结点。其中，所述输出级包括 输出端；输出级PNP驱动晶体管，所述输出级PNP驱动晶体管包括基极、集电极以及射极且所述 射极连接至所述电源端，所述基极连接至所述第一 AB缓冲器的第一 NPN晶体管的集电极， 所述集电极连接至所述输出端；输出级NPN驱动晶体管，所述输出级NPN驱动晶体管包括基极、集电极以及射极且所述 射极连接至所述接地端，所述基极连接至所述第一 AB缓冲器的第二 PNP晶体管的集电极， 所述集电极连接至所述输出端；第一输出级PNP晶体管，所述第一输出级PNP晶体管包括基极、集电极以及射极且所 述射极连接至所述电源端，所述集电极连接至所述第一 AB缓冲器的第一 NPN晶体管的集电 极；第二输出级PNP晶体管，所述第二输出级PNP晶体管包括基极、集电极以及射极且所述 射极连接至所述第一 AB缓冲器的第一NPN晶体管的集电极，所述集电极连接至所述第一 AB 缓冲器的第二 PNP晶体管的集电极；第一输出级NPN晶体管，所述第一输出级NPN晶体管包括基极、集电极以及射极且所 述射极连接至所述接地端，所述集电极连接至所述第一 AB缓冲器的第二 PNP晶体管的集电 极；以及第二输出级NPN晶体管，所述第二输出级NPN晶体管包括基极、集电极以及射极且所述 射极连接至所述第一AB缓冲器的第二PNP晶体管的集电极，所述集电极连接至所述第一AB 缓冲器的第一 NPN晶体管的集电极。本专利技术采用上述结构，提高了运算放大器的动态工作范围和带宽，以及转换速率， 使之应用范围更广泛。附图说明图1为根据本专利技术一个实施例的误差放大器输入级或者部分输入级示意图。图2为根据本专利技术一个实施例的误差放大器中间级示意图。图3为根据本专利技术一个实施例的误差放大器驱动级示意图。具体实施例方式这里将参考本专利技术优选实施例的具体细节，结合附图对其实例进行描述。当本发 明使用优选实施例进行描述时，应该理解本专利技术不仅局限于实施例描述的内容。相反，本发 明旨在覆盖权利要求所定义的属于本专利技术精神和范围内的替换、改型和等同物。此外，在下 述的本专利技术的详细说明书中描述了大量的具体细节，旨在促进对本专利技术的深入而全面的理 解。当然，本领域的普通技术人员应能很清楚，本专利技术可以脱离其中某些具体细节而实施。 另外，为了使本专利技术的主题清晰，并未对所涉及到的本领域公知的方法、流程、组件和电路 进行 具体描述。图1、图2和图3示出了根据本专利技术一个实施例的轨对轨运算放大器电路图。其 中，图1中的端口 102和104为运算放大器的输入端口，图3中的端口 106为运算放大器的 输出端口。端口 102和104中的一个被指定为同相输入端，另一个则被指定为反相输入端。 在图1、图2和图3所示的具体实施例中，输入端口 102为同相输入端，而输入端口 104为反 相输入端。图1、图2和图3分别示出了一个具体实施例的一部分，它们共同组成一个实施例。 图1、图2和图3之间通过字母“A”、“B”、“C”和“D”表示电气连接关系。如图1中的结点 “A”和图2中的“A”点连接，图1中的“B”和图2中的“B”点连接，依次类推。图1所示电路可被视为运算放大器的输入级或者输入级的一部分。该电路作为轨对 轨跨导放大器，将输入端口 102和104间的差分电压转换为结点A和结点B间的差分电流。图1中的电路包含差分对管108和110以及差分对管112和114。输入端口 102连 接至NPN晶体管108和PNP晶体管114的基极，而输入端口 104则连接至NPN晶体管110和 PNP晶体管112的基极。NPN晶体管108和110的集电极均连接至电源端116 (Vrc)，它们形 成电压跟随器，分别使得晶体管108和110的射极电压跟随输入端口 102和104处的电压。晶体管118和120用于阻抗变换，以分别使得从PNP晶体管118的集电极看进去 的阻抗比从NPN晶体管108的射极看进去的阻抗大，而从PNP晶体管120的集电极看进去 的阻抗比从NPN晶体管110的射极看进去的阻抗大。这样，差分对管108和110以及晶体 管118和120不会在结点122和124处引入电阻，可以起到隔离前后级电路的作用。晶体管118的基极由PNP晶体管126和电流源130 —起进行偏置，而晶体管120的 基极由PNP晶体管128和电流源130 —起进行偏置。在图1所示实施例中，电流源130为 电流阱，从晶体管126和128的基极吸收电流。晶体管126和128像二极管那样连接，其基 极彼此互连，其集电极也彼此互连，并且其基极和集电极均连接至电流源130。晶体管126 和12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运算放大器，其特征在于，所述运算放大器包括：电源端；接地端；输入级，所述输入级使所述运算放大器进行轨对轨工作；中间级，所述中间级连接至所述输入级；以及输出级，所述输出级连接至所述中间级。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：法尔胡德莫拉维基，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]