[发明专利]全差分运算放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种运算放大器，特别是涉及一种全差分运算放大器。

背景技术

传统的全差分运算放大器的输入级接收差分输入信号，输出级输出差分输出信号，输入级和输出级通常由同一电源供电。如果传统的全差分运算放大器的同相输入端和反相输入端的共模输入电平比较高时，则需要较高的电源电压为全差分运算放大器的输入级和输出级供电。如果输入级和输出级的晶体管的漏极与源极之间不能承受较高的电压，比如不能承受60V的电源电压，则输入级和输出级均需要由能够耐高压的高压晶体管组成。由于高压晶体管通常具有较大的尺寸和较大的电容寄生参数。因此，传统的全差分运算放大器通常具有较大的体积以及较差的性能。此外，传统的全差分运算放大器还需要在输出级使用额外的箝位电路来箝位输出电压，以保护输出级的晶体管。因此，额外的箝位电路进一步增大了全差分运算放大器的体积，并增加了成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种可降低体积、成本并提高性能的全差分运算放大器。

本发明提供一种全差分运算放大器，包括：

输入级包括：

第一电流源，用于产生第一偏置电流；以及

差分输入电路，用于接收第一偏置电流以及差分输入信号，并将差分输入信号转换为差分输出电流，其中，输入级由第一电源电压供电；以及

输出级包括：

第二电流源，用于产生第二偏置电流，以及

负载电路，与第二电流源相连以接收第二偏置电流，并与差分输入电路相连以接收差分输出电流并输出差分输出信号，其中，输入级由第二电源电压供电，其中，第二电源电压小于第一电源电压。

本发明还提供一种全差分运算放大器，包括：

第一电流源，用于提供第一偏置电流，其中，第一电流源包括第一若干晶体管；

差分输入电路，与第一电流源相连用于接收第一偏置电流，并用于接收差分输入信号，并将差分输入信号转换为差分输出电流，其中，差分输入电路包括第二若干晶体管；

第二电流源，用于提供第二偏置电流，第二电流源包括第三若干晶体管；以及

负载电路，与第二电流源相连以接收第二偏置电流，并与差分输入电路相连以接收差分输出电流，并输出差分输出信号，其中，负载电路包括第四若干晶体管；

其中，第三若干晶体管以及第四若干晶体管的工作电压极限值小于第一若干晶体管和第二若干晶体管的工作电压极限值。

本发明还提供一种电压测量系统，包括：

差分信号产生电路，用于产生指示待测电压的差分输入信号；

全差分放大器，与差分信号产生电路相连，用于接收和放大差分输入信号，并输出差分输出信号，全差分放大器包括全差分运算放大器，全差分运算放大器包括通过第一电源电压供电的输入级以及通过第二电源电压供电的输出级，其中，第二电源电压小于第一电源电压；以及

处理电路，与全差分放大器相连，用于接收差分输出信号并根据差分输出信号确定待测电压。

与现有技术相比，本发明全差分运算放大器通过采用不同的电源电压为输入级和输出级供电，且输入级和输出级采用不同的晶体管，因此，全差分运算放大器的体积得到了降低，且性能得到提高，同时无需额外的箝位电路来箝位输出级的输出电压，因此，全差分运算放大器的体积和成本进一步得到降低。

以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发明的特性和优点更为明显。

附图说明

图1所示为根据本发明一个实施例的全差分运算放大器的电路示意图；

图2所示为根据本发明另一实施例的全差分运算放大器的电路示意图；及

图3所示为根据本发明一个实施例的电压测量系统的方框图。

具体实施方式

以下将对本发明的实施例给出详细的说明。尽管本发明将结合一些具体实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。