[发明专利]一种可驱动大负载电容的低功耗三级运算放大器

说明书

本发明公开了一种可驱动大负载电容的低功耗三级运算放大器，包括偏置电路、输入级电路、中间级电路、输出级电路和补偿电容，其中，偏置电路连接输入级电路，用于为输入级电路提供基准电压；输入级电路连接中间级电路，用于接收基准信号并放大；中间级电路连接输出级电路，用于接收输入级电路输出的信号并放大；输出级电路用于放大中间级电路输出的信号并驱动外部负载电路；补偿电容连接在输入级电路的输出与输出级电路的输出之间，用于对所述运算放大器进行频率补偿。该运算放大器为差分输入单端输出的三级运算放大器，利用MOS管在亚阈值区的工作特性实现低功耗，并解决了在亚阈值区工作的运放增益低的问题。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，具体涉及一种可驱动大负载电容的低功耗三级运算放大器。

背景技术

随着便携式设备的广泛普及和迅速发展，在单位体积电池容量的提高较为困难的背景下，提高设备的续航能力就需要降低电路的功耗。而运算放大器作为模拟电路的最重要最基本的单元，广泛的应用于模拟系统和混合信号系统之中，模拟集成电路中的低功耗也就很大程度上取决于运算放大器的功耗。常用的运算放大器包括单级运算放大器、两级运算放大器和三级运算放大器。三级运算放大器因为其高增益和宽输出摆幅而得到了广泛的应用。

随着便携式设备的广泛普及和迅速发展，在单位体积电池容量的提高较为困难的背景下，提高设备的续航能力就需要降低电路的功耗。而运算放大器作为模拟电路的最重要最基本的单元，模拟集成电路中的低功耗也就很大程度上取决于运算放大器的功耗。而对于DC/DC转换器(直流/直流转换器)和LDO(low dropout regulator，低压差线性稳压器)等电源管理电路，运算放大器的性能直接决定了电源管理电路的性能。因此，如何在降低功耗的前提下保证误差放大器的增益成为电源管理电路中亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种可驱动大负载电容的低功耗三级运算放大器。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种可驱动大负载电容的低功耗三级运算放大器，包括偏置电路、输入级电路、中间级电路、输出级电路和补偿电容，其中，

所述偏置电路连接输入级电路，用于为所述输入级电路提供基准电压；

所述输入级电路连接所述中间级电路，用于接收所述基准信号并放大；

所述中间级电路连接所述输出级电路，用于接收所述输入级电路输出的信号并放大；

所述输出级电路用于放大所述中间级电路输出的信号并驱动外部负载电路；

所述补偿电容连接在所述输入级电路的输出与所述输出级电路的输出之间，用于提高所述运算放大器的直流增益。

在本发明的一个实施例中，所述偏置电路包括电流源、第一PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管，其中，

所述电流源连接在电源端与所述第一NMOS管的漏极之间；

所述第一PMOS管的源极连接所述电源端，漏极同时连接所述第三NMOS管的漏极和所述第一PMOS管的栅极，所述第一PMOS管的栅极还连接所述输入级电路；

所述第一NMOS管的栅极同时连接所述第三NMOS管的栅极和所述第一NMOS管的漏极，所述第一NMOS管的源极同时连接所述第二NMOS管的漏极和所述第二NMOS管的栅极；

所述第二NMOS管的栅极连接所述第四NMOS管的栅极，所述第三NMOS管的源极连接所述第四NMOS管的漏极；

所述第二NMOS管的源极和所述第四NMOS管的源极均连接接地端。