[实用新型]一种频率补偿差分输入放大电路

说明书

技术领域：

本发明涉及一种经过改进的频率补偿模拟集成电路，该集成电路器件特别用于稳压电路和需要纹波抑制的负反馈电路。 

背景技术：

众所周知，一个串联型稳压电路的基本结构中包含一个旁路元件(例如，一个三极管)，该旁路元件串联连接在一个负载和一根不受限制的供应线之间，用一个差分放大器来控制该旁路元件，参考电压发生器与差分放大器的一个输入端子相连接，负反馈网络电路连接在差动放大器的另一个输入端子和调节电路的输出端子之间。这种类型的稳压电路已经被许多商用的集成电路所使用。 

大多数被应用的稳压电路要求电路要稳定，而像负反馈电路和串联型稳压电路通常在工作的时候都趋向于不稳定(即进入振荡)。如果在特定的频率下，电路的总相移接近180°，那么，在相同的频率下，模拟电路的增益将接近于同一个值。在一个理想化的电压调节电路中，由于总相移被限制在90°之内，单相的总增益以每倍频6分贝减小，且在一定频率下，直流开环的增益减小到一个较低的3分贝带宽w_o。 

然而，在实际电压调节器电路中有有源器件和杂散电容的存在，使得有多余的相移存在。在所设定的频率范围内，这种电路的总相移通常超过180°。因此，它通常需要必要的补偿调节器电路来使得在实际工作下电路的稳定。这种补偿通常需要运算放大器。 

通常，电容被用于电压调节器电路和运算放大器电路中，以提供频率的补偿。然而，可以连接一个外部电容来使得电压调节器电路或运算放大器电路的集成电路的频率补偿得到限制，同时可以限制内部电容的大小。 

一种已知的电容，被用在与电压调节装置相关的频率补偿技术的电路的内部，以减小在高频情况下调节器的差分输入放大级的增益。例如，来自不同的制造商所生产的LM120负电压调节装置集成电路。LM120的差分输入放大级包括一个差动放大器耦合到一个镜像电流负载上。镜像电流负载作为一个增益级， 进行差分到单端之间的信号转换。经过镜像电流负载上输出三极管的基极和集电极之间结点的耦合旁路电容使得差分输入放大级的增益减小。然而，这种方法的不足之处在于限制了电路的工作特性。 

例如，不管内部电容的值多大，LM120的差分输入放大级只要具有NPN-PNP复合三极管的输入，则它的增益至少为0.25。在标准的电路中，例如LM120中，在每一个输入端是用单一的三极管来代替复合三极管，而它的最小增益为0.5。由于设备的输出级引入了调节增益的系统回路，使得电路仍不稳定。此外，稳压电路中，尤其是应用于供应电源的电路中，通常需要一个外部电容耦合到负载上以调节瞬变的电压。在自动调节的系统回路中运用外部电容的这一点性质，结合所产生的内部电容，可导致相位移，以加剧电路的不稳定性问题。 

在大多数运算放大器电路中，输出级的内部电容或者外部电容可以使得输入级的电压增益减小，从而提供了简单的频率补偿。然而，该电容往往通过电源线直接输出以进行传递信号。在稳压电路中，其输入信号为一个交流电压，电容将在其输出级产生纹波。因此，这种补偿技术不适合调节电路，即使是具有抑制电压信号波动的电源线的运算放大器电路(即纹波抑制)。 

这将为电压调节器或者其他电路提供一个差分输入级放大器，从而不需要一个大电容来实现频率补偿，因此可以完成集成电路的一部分，同时，这也将在不降低纹波抑制的情况下，可以提供一个差分输入级放大器以得到补偿。 

此外，这还可以提供一个增益远低于0.25(一个复合NPN-PNP三极管类型)或者0.5(单个三极管类型)的差分输入级放大器，在超过一定的频率范围内，将得到补偿，而在引入外部负载，使得相位移接近90°时，不会造成稳定性的问题。 

发明内容：

本发明的第一个目的是提供一个差分输入放大器，使得在一个集成电路上不需要大值电容器。 

本发明的第二个目的是提供一个差分输入放大器的频率补偿电路，使得在不降低纹波抑制的情况下调节电路的电压。 

本发明的第三个目的是提供一个差分输入放大器，在超过频率范围的情况下，使得其增益远小于常规条件下相同类型的差分放大器的增益。 

本发明的第四个目的是提供一个差分输入放大器，它的增益与其相位移相互独立。 

本发明的技术解决方案：