[发明专利]轨至轨AB类放大器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请在35U.S.C§119下要求于2006年8月9日在韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请第2006-75291号的优先权，通过引用将其全部公开合并于此。

技术领域

本发明涉及一种运算放大器，更具体地，涉及一种轨至轨(rail-to-rail)AB类(class)放大器。

背景技术

放大器放大从转换器或输入源所接收的信号，然后向输出装置或另一放大级输出放大过的信号。当输入信号电平很低时，通常要求充分地放大输入信号，以操作输出装置。通常，广泛地使用通过CMOS晶体管实现的推挽式放大器电路。广泛地用于音频放大器的放大器电路分为两类：模拟放大器电路和数字放大器电路。

A类放大器、B类放大器和AB类放大器是模拟放大器。D类放大器是数字放大器。对于音频应用，因为模拟放大器的高线性比数字放大器的高效率更重要，所以模拟放大器被更广泛地使用。

最近，具有高线性的A类放大器、B类放大器和AB类放大器已被用于音频放大器。然而，当将那些模拟放大器实现为高功率输出放大器时，可能增加功率损耗。

即，模拟放大器具有高线性，但是效率差。具有那些特性的代表模拟放大器是A类放大器。A类放大器具有大于最大输出的功率损耗，因此，A类放大器的效率不高于大约20％。

为了消除这个问题，通过为了减少功率损耗而耦接两个晶体管作为射级跟随器(emitter follower)来使用推挽式B类放大器。但是，即使推挽式B类放大器具有相对高的效率，它也生成交迭失真。

此外，在B类放大器中的两个晶体管交替地导通/关断。当小电流流过晶体管时，可迅速地切换开/关状态。但是，当大电流流过晶体管时，难以迅速地切换开/关状态。因此，由于难以获得迅速切换操作，所以流过晶体管的大电流可能引起例如整个谐波失真的噪声。

具有A类放大器和B类放大器两者的特性的AB类放大器具有一些流过晶体管的电流量。流动电流量小于在A类放大器中流过的电流量并且大于在B类放大器中流过的电流量。

因此，由于增加了偏置电流，AB类放大器的特性变为与A类放大器的特性相似。另一方面，较小的偏置电流引起AB类放大器的特性与B类放大器的特性更相似。

美国专利第5311145号公开了为AB类输出提供偏置电流的浮动电流源。因为浮动电流源和AB放大器中的偏置电路具有相同的结构，所以通过浮动电流源最大补偿电源电压的相依性(dependency)。但是，因为半导体处理的电平收缩，由于放大器中的每个晶体管的较差阻抗特性而难以获得足够的增益。更具体地，当作为缓冲器操作放大器时，在高分辨率系统中可能发生错误。

美国专利第6150883号公开了使用增益增强电路的放大器，使得通过使用增强电路可放大输出阻抗，以获得高增益。但是，因为渥尔曼放大器(cascode)结构使用流过额外放大器的每个支路的电流，所以总增益难以控制。也就是，由于采用渥尔曼放大器结构的放大器不具有额外的电流源，所以难以控制总增益。

发明内容

因此，提供本发明的示例性实施例以基本消除由于现有技术的局限和缺点所造成的一个或多个问题。

本发明的示例性实施例提供了能够有效地控制总增益并且提高输出阻抗的轨至轨AB类放大器。