[发明专利]动态补偿电流的运算放大器、集成电路以及方法

说明书

技术领域

本发明是关于电流补偿的电路及方法，更是关于动态电流补偿的电路及方法。

背景技术

运算放大器(Operation Amplifiers，op-amps)是最为广泛运用的电子装置之一。运算放大器常见于各种商用、消费者用或科学用装置等电子产品中。举例而言，运算放大器可用以执行逻辑运算像是电压补偿，或是用以执行数学计算。

传统上，运算放大器以直流电(Direct Current，DC)耦接至具有多个输入端及输出端的电子电压放大器，其中只有一输出端是用以驱动负载。如图1所示，一运算放大器104标示加号“+”的输入端100和标示减号“-”的输入端102可分别接收一第一交流电压输入S1(有一已知振幅)及一第二交流电压输入S2，其中该第二交流电压输入S2为该第一交流电压输入S1的反相信号。理想情况下，该运算放大器的输出为该两信号电压差的放大信号。在此，输出一般指“输入电压差”的放大。

图1中，运算放大器104的减号端输出106和加号端输出108分别具有与减号端输入102的S2及加号端输入100的S1相同极性的输出信号。

在传统运用中，由将该输出的一部分反馈至其输入的一反相端(负反馈)来控制运算放大器的输出。此外一运算放大器由多个部分(多级)所组成，其中，运算放大器的级数随不同运用而变。例如，运算放大器可由输入级、频率锐化级及输出级所组成，反之，亦可仅仅具有输入级及输出级。

运算放大器依照其输入电压与输出电流之间的关系可分为多种等级，如A级、B级和AB级等等。A级运算放大器具有一固定的静态负载电流，造成相对高功耗及相对高的小信号线性度。相反地，B级运算放大器在一般负载下具有零静态负载电流，造成相对低功耗及相对低的小信号线性度。AB级运算放大器在功耗及小信号线性度上则介于A级与B级之间。然而，AB级放大器无法于其输出级适当地控制静态电流，造成其易受各种因素影响，例如制程、操作电压，及(或)温度。此外，因为其固定的偏压电流，AB级运算放大器的平均电流消耗量无法明确定义，使得估计其平均功耗变得相当困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的一范例是提供一种在运算放大器中动态补偿电流的方法，其中该运算放大器包括一第一级和一第二级，该第一级用以接收两输入信号，而该第二级耦接至该第一级，其中该第二级包括含有该运算放大器的一第一输出的一第一部分，以及含有该运算放大器的一第二输出的一第二部分，该方法包括提供一第一电流至该第二级的该第一部分、提供一第二电流至该第二级的该第二部分、依照第二级的该第一部分的电流消耗量调整该第一电流、及依照第二级的该第二部分的电流消耗量调整该第二电流，其中该第一及第二电流的和大致为定值。

本发明的另一范例提供一种可动态补偿电流的运算放大器，包括一第一级、一第二级、一第一电流源及一第二电流源。其中该第一级用以接收至少两输入信号，该第二级耦接至该第一级，其中该第二级包括含有该运算放大器的一第一输出的一第一部分，以及含有该运算放大器的一第二输出的一第二部分，而该第一电流源用以提供一第一偏压电流以偏压该第二级的该第一部分，而该第二电流源用以提供一第二偏压电流以偏压该第二级的该第二部分。

本发明的另一范例提供一种用以动态补偿电流的集成电路，包括一第一级、一第二级、一第一组晶体管、一第二组晶体管。其中该第一级用以接收至少两输入信号，该第二级耦接至该第一级，其中该第二级包括含有该运算放大器的一第一输出的一第一部分，以及含有该运算放大器的一第二输出的一第二部分，而该第一组晶体管用以从一第一电流源提供一第一偏压电流以偏压该第二级的该第一部分，而该第二组晶体管用以从一第一电流源提供一第二偏压电流以偏压该第二级的该第二部分，其中当该运算放大器的该第一输出具有正在增加的一信号时，则该第一电流源用以增加该第一偏压电流，而当该运算放大器的该第二输出具有正在增加的一信号时，则该第二电流源用以增加该第二偏压电流，而其中该第一偏压电流与该第二偏压电流的总和大致为常数。

附图说明

为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合附图做详细说明如下，其中：

图1为本发明运算放大器的示意图；

图2为本发明的运算放大器使用动态电流补偿的示意图；以及

图3为本发明图2的运算放大器的示意图。

具体实施方式