[发明专利]用于差动输入级的偏置电流补偿电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种偏置电流补偿电路，尤其涉及一种用于差动输入级的偏置电流补偿电路。

背景技术

差动输入级是一种众所周知的基本电子结构，广泛地应用于运算放大器、比较器或其它类似的电子装置。图1显示已知的差动输入级10的详细电路图。差动输入级10主要由一对双极型晶体管(BipolarJunction Transistor，BJT)Q1与Q2所构成。第一晶体管Q1的基极作为差动输入级10的第一输入端INa，而第二晶体管Q2的基极则作为差动输入级10的第二输入端INb。第一晶体管Q1的发射极与第二晶体管Q2的发射极彼此耦合在一起，并且共同经由电流源IE1而耦合在低电压供应轨V-(a lower voltage rail)。第一晶体管Q1的集电极经由电阻R1而耦合在高电压供应轨V+(a higher voltage rail)，而第二晶体管Q2的集电极则经由电阻R2而耦合在高电压供应轨V+。此外，差动输入级10的第一输出端OUTa由第一晶体管Q1的集电极所实现，而差动输入级10的第二输出端OUTb则由第二晶体管Q2的集电极所实现。

如图所示，在典型的运算放大器或比较器的应用中，差动输入级10的第一与第二输入端INa与INb分别接收来自信号驱动电路11所产生的两个电压信号，例如一个是变化的驱动信号而另一个是固定的参考信号，或者两个都是独立变化的驱动信号。响应于第一与第二输入端INa与INb之间的电压信号差异(包含极性变化)，差动输入级10的第一与第二输出端OUTa与OUTb产生放大信号或比较信号，并供应到输出应用电路12。

在差动输入级10进行上述的放大或比较操作中，第一与第二晶体管Q1与Q2需要根据第一与第二输入端INa与INb所接收的第一与第二电压信号而工作在导通或不导通状态。例如，当第一输入端INa所接收的第一电压信号高于第二输入端INb所接收的第二电压信号时，第一晶体管Q1需要由第一偏置电流IBa所驱动以处于导通状态，使得电流源IE1全部流经导通的第一晶体管Q1。当第二输入端INb所接收的第二电压信号高于第一输入端INa所接收的第一电压信号时，第二晶体管Q2需要由第二偏置电流IBb所驱动以处于导通状态，使得电流源IE1全部流经导通的第二晶体管Q2。

在图1所示的已知应用中，第一与第二偏置电流IBa与IBb必须由信号驱动电路11所提供。由于偏置电流IBa与IBb的需求通常不会同时发生，因此信号驱动电路11可能在第一与第二输入端INa与INb之间引起电压误差。特别地，在差动输入级10的反应速率越来越增快的发展趋势中，信号驱动电路11必须提供越来越高的偏置电流IBa与IBb。然而，为了提供大量的偏置电流IBa与IBb，信号驱动电路11势必会造成更大的误差与非线性效应，导致差动输入级10无法实现精确的操作。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种用于差动输入级的偏置电流补偿电路，用于向差动输入级的输入端提供补偿电流，作为所需要的偏置电流，使得信号驱动电路免除提供偏置电流的负担，借此实现精确的操作。

根据本发明的第一方面，一种用于差动输入级的偏置电流补偿电路包含：补偿电流供应电路，用于产生补偿电流；以及补偿选择电路，耦合在该补偿电流供应电路以及该差动输入级的第一与第二输入端之间，其特征在于：当该第一输入端的第一电压信号高于该第二输入端的第二电压信号时，该补偿选择电路决定允许该补偿电流施加到该第一输入端，并且当该第二电压信号高于该第一电压信号时，该补偿选择电路决定允许该补偿电流施加到该第二输入端。

根据本发明的第二方面，一种用于差动输入级的偏置电流补偿电路包含：补偿电流供应电路，用于产生补偿电流；以及补偿选择电路，耦合在该补偿电流供应电路以及该差动输入级的第一与第二输入端之间，其特征在于：该补偿选择电路包含：第一开关，耦合在该补偿电流供应电路与该第一输入端之间，使得当该第一开关导通时，允许该补偿电流供应到该第一输入端；第二开关，耦合在该补偿电流供应电路与该第二输入端之间，使得当该第二开关导通时，允许该补偿电流供应到该第二输入端；以及比较控制单元，用于基于该第一输入端的第一电压信号与该第二输入端的第二电压信号之间的比较而控制该第一与该第二开关，使得该第一与该第二开关不会同时导通。