[发明专利]适于宽输入范围应用的跨导运算放大器

说明书

本发明公开一种适于宽输入范围应用的跨导运算放大器，其包括输入级电路、电流镜电路与电压闩锁对。输入级电路包括输入晶体管对与偏压晶体管对，输入晶体管对通过输入级电路内部的两端点电连接偏压晶体管对。电流镜电路的第一偏压端与第二偏压端分别电连接两端点。电压闩锁对具有第一闩锁电路与第二闩锁电路，第一闩锁电路与所述第二闩锁电路电连接至一接地端或一系统电压端，电连接偏压晶体管对，与分别电连接两端点。第一闩锁电路与第二闩锁电路用以将两端点上的电压闩锁在特定电压，或使两端点上的电压彼此相同。

技术领域

本发明涉及一种跨导运算放大器(Operational Transconductance Amplifier，OTA)，且特别是涉及一种适于宽输入范围应用的跨导运算放大器，其中宽输入范围应用例如包括发光二极管驱动器的应用。

背景技术

针对切换式发光二极管设备来说，其需要发光二极管驱动器产生脉波宽度调变信号来驱动。用以产生脉波宽度调变信号的脉波宽度调变器会具有一个跨导运算放大器，并且跨导运算放大器放大参考电压与依据发光二极管回授电流产生的回授电压之间的误差信号，从而使脉波宽度调变器调整脉波宽度调变信号的责任区间的时间(period of dutycycle)。

请参照图1，图1是传统的跨导运算放大器的电路示意图。如图1所示，跨导运算放大器1包括输入级电路10与电流镜电路12，其中输入级电路10电连接电流镜电路12。输入级电路10通过输入晶体管对接收第一输入电压CS(例如，由依发光二极管回授电流产生的回授电压)与第二输入电压VREF(例如为参考电压)，以根据第二输入电压VREF与第一输入电压CS之间的电压差异改变其施加于电流镜电路12上的偏压，也就是端点aa、bb上的电压作为偏压提供给电流镜电路12，从而使得电流镜电路12的输出信号COMP(例如，参考电压与依据发光二极管回授电流产生的回授电压之间的误差信号)。

进一步地说，输入级电路10包括电流源S、输入晶体管对与偏压晶体管对，其中输入晶体管对由两个P型晶体管MP1、MP2组成，以及偏压晶体管对由两个N型晶体管MN1、MN2组成。电流源S的输出端电连接P型晶体管MP1、MP2的源极端，P型晶体管MP1、MP2的栅极端分别接收第一输入电压CS与第二输入电压VREF，P型晶体管MP1、MP2的漏极端分别电性输入级电路10的两个内部的端点aa与bb。N型晶体管MN1的漏极端电连接N型晶体管MN1的栅极端与电流镜电路12的第一偏压端，并通过端点aa电连接P型晶体管MP1的漏极端。N型晶体管MN2的漏极端电连接N型晶体管MN2的栅极端与电流镜电路12的第二偏压端，并通过端点bb电连接P型晶体管MP2的漏极端。N型晶体管MN1、MN2的源极端则电连接至接地端GND。

电流镜电路12包括P型晶体管MP3、MP4与N型晶体管MN5、MN6。P型晶体管MP3、MP4的栅极端彼此电连接，且P型晶体管MP3、MP4的源极端电连接系统电压端VDD。P型晶体管MP3的漏极端电连接P型晶体管MP3的栅极端与N型晶体管MN5的漏极端，P型晶体管MP4的漏极端电连接N型晶体管MN6的漏极端。N型晶体管MN5、MN6的栅极端分别电连接N型晶体管MN1、MN2的栅极端，以分别作为电流镜电路12的第一偏压端与第二偏压端。N型晶体管MN5、MN6的源极端则电连接至接地端GND。