[发明专利]具有高转换率的轨至轨运算放大器

权利要求书

1.一种轨至轨运算放大器，包括：

上侧差分输入对，由第一输入电压与第二输入电压所控制，用以把上侧偏置电流分割成为两个部分电流；

下侧差分输入对，由该第一输入电压与该第二输入电压所控制，用以把下侧偏置电流分割成为另外两个部分电流；  以及

加法输出级，用以组合该两个部分电流与该另外两个部分电流，并且基于该组合而产生输出电压，

其特征在于还包括：

上侧电流调整电路，基于该第一与该第二输入电压间的比较而调整该上侧偏置电流，使得在该第一输入电压小于该第二输入电压的条件下，当该第一与该第二输入电压间的差异的绝对值增大时，该上侧偏置电流增加，以及

下侧电流调整电路，基于该第一与该第二输入电压间的比较而调整该下侧偏置电流，使得在该第一输入电压大于该第二输入电压的条件下，当该第一与该第二输入电压间的该差异的绝对值增大时，该下侧偏置电流增加。

2.如权利要求1所述的轨至轨运算放大器，其中：

在该第一输入电压大于该第二输入电压的条件下，当该第一与该第二输入电压间的该差异的绝对值增大时，该上侧电流调整电路使该上侧偏置电流减少，并且

在该第一输入电压小于该第二输入电压的条件下，当该第一与该第二输入电压间的该差异的绝对值增大时，该下侧电流调整电路使该下侧偏置电流减少。

3.如权利要求1所述的轨至轨运算放大器，其中：

该上侧电流调整电路包括：

差分调整单元，由该第一输入电压与该第二输入电压所控制，用以把固定的上侧偏置电流源分割成为第一电流与第二电流，使得在该第一输入电压小于该第二输入电压的条件下，当该第一与该第二输入电压间的该差异的绝对值增大时，该第一电流被提高，以及

电流镜单元，用以传送该第一电流作为该上侧偏置电流。

4.如权利要求3所述的轨至轨运算放大器，其中：

该差分调整单元包括：

第一P型晶体管，具有源极、栅极、与漏极，该源极连接于该固定的上侧偏置电流源，该栅极由该第一输入电压所控制，该漏极连接于该电流镜单元，以及

第二P型晶体管，具有源极、栅极、与漏极，该源极连接于该固定的上侧偏置电流源，该栅极由该第二输入电压所控制，该漏极连接于下侧供应电压，

其中该第一P型晶体管的宽长比设计成小于该第二P型晶体管的宽长比。

5.如权利要求3所述的轨至轨运算放大器，其中：

在该第一输入电压大于该第二输入电压的条件下，当该第一与该第二输入电压间的该差异的绝对值增大时，该第一电流被降低。

6.如权利要求5所述的轨至轨运算放大器，其中：

该上侧电流调整电路还包括：

上侧补偿电流源，用以作为该上侧偏置电流的下限。

7.如权利要求1所述的轨至轨运算放大器，其中：

该下侧电流调整电路包括：

差分调整单元，由该第一输入电压与该第二输入电压所控制，用以把固定的下侧偏置电流源分割成为第三电流与第四电流，使得在该第一输入电压大于该第二输入电压的条件下，当该第一与该第二输入电压间的该差异的绝对值增大时，该第三电流被提高，以及

电流镜单元，用以转换该第三电流作为该下侧偏置电流。

8.如权利要求7所述的轨至轨运算放大器，其中：

该差分调整单元包括：

第一N型晶体管，具有源极、栅极、与漏极，该源极连接于该固定的下侧偏置电流源，该栅极由该第一输入电压所控制，该漏极连接于该电流镜单元，以及

第二N型晶体管，具有源极、栅极、与漏极，该源极连接于该固定的下侧偏置电流源，该栅极由该第二输入电压所控制，该漏极连接于上侧供应电压，

其中该第一N型晶体管的宽长比设计成小于该第二N型晶体管的宽长比。

9.如权利要求7所述的轨至轨运算放大器，其中：

在该第一输入电压小于该第二输入电压的条件下，当该第一与该第二输入电压间的该差异的绝对值增大时，该第三电流被降低。

10.如权利要求9所述的轨至轨运算放大器，其中：

该下侧电流调整电路还包括：

下侧补偿电流源，用以作为该下侧偏置电流的下限。