[发明专利]一种基于双极型工艺的轨到轨输入与输出运算放大器在审
申请号: | 202010000781.X | 申请日: | 2020-01-02 |
公开(公告)号: | CN110943705A | 公开(公告)日: | 2020-03-31 |
发明(设计)人: | 李威;胡林;王靖 | 申请(专利权)人: | 电子科技大学 |
主分类号: | H03F3/45 | 分类号: | H03F3/45 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 611731 四川省成*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 双极型 工艺 轨到轨 输入 输出 运算放大器 | ||
1.一种基于双极型工艺的轨到轨输入与输出运算放大器,其特征在于,运算放大器采用双极工艺,电路主要由偏置级、输入级、增益级、输出级和频率补偿网络构成。
2.根据权利要求2所述的一种基于双极型工艺的轨到轨输入与输出运算放大器,其特征在于,所述偏置电路包括:PNP管QB1、QB2与电阻RB1、RB4构成电流镜电路,其中,晶体管QB1的基极与集电极短接,发射极接正电源轨VCC,集电极接电阻RB1的正端,QB2的基极接QB1的基极,发射极接电阻RB4的负端,集电极接电阻RB2的正端与QB3的基极;NPN管QB3、QB4和电阻RB2构成双极型峰值电流源,其中,QB3的集电极接电阻RB2的负端和QB4的基极,发射极接负电源轨VSS,NPN管QB4的集电极接QB5的基极和QB6的集电极,发射极接电阻RB3的正端;QB6和QB4的基极电压VB1和VB2作为运算放大器输入级、增益级和输出级的偏置电压。
3.根据权利要求2所述的一种基于双极型工艺的轨到轨输入与输出运算放大器,其特征在于,所述输入级包括:输入级由两对相互匹配的PNP管和NPN管组成,分别是PNP管Q1和Q2、NPN管Q3和Q4;在输入管的基极分别串联适当阻值的限流电阻和方向相反的二极管,可以在承受较大的差分电压时保护输入晶体管,进一步保护运算放大器;电阻R14的正端接偏置电压VB1,与电阻R4、PNP管Q5构成输入级的偏置电流源;PNP管Q6、NPN管Q7、NPN管Q8、电阻R15、电阻R19和电阻R20在NPN差分管开启时为输入级提供偏置电流;PNP管Q1的集电极接电阻R21的正端和PNP管Q17的基极;PNP管Q2的集电极接电阻R22的正端和PNP管Q13的基极;NPN管Q3的集电极接电阻R3的负端和NPN管Q12的集电极;NPN管Q4的集电极接电阻R5的负端和NPN管Q16的集电极。
4.根据权利要求3所述的一种基于双极型工艺的轨到轨输入与输出运算放大器,其特征在于,所述增益级包括:PNP管Q20的发射极接NPN管Q4的集电极,集电极接NPN管Q22的集电极;PNP管Q21的发射极接NPN管Q3的集电极,集电极接NPN管Q23的发射极;晶体管Q20、Q21、Q22和Q23构成cascode结构;PNP管Q26和NPN管Q27、PNP管Q41和NPN管Q42构成两对源极跟随器,基极分别接Q21-Q23的集电极和Q21-Q23的集电极;NPN管Q32和Q33构成NPN型差分对,电阻R11、PNP管Q30和Q31构成该差分对的电流源负载;PNP管Q34和Q35构成PNP型差分对,电阻R28、NPN管Q36和Q37构成该差分对的电流源负载。
5.根据权利要求4所述的一种基于双极型工艺的轨到轨输入与输出运算放大器,其特征在于,所述输出级包括:PNP管Q43的发射极接正电源轨VCC,集电极接NPN管Q44的集电极,基极接Q33的集电极;Q44的发射极接负电源轨VSS,基极接Q35的集电极。
6.根据权利要求5所述的一种基于双极型工艺的轨到轨输入与输出运算放大器,其特征在于,所述频率补偿网络包括:电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和电阻R16,电容C1两端分别接PNP管Q43的基极和集电极,电容C2两端分别接NPN管Q44的基极和集电极,电容C4和电阻R16串联,两端分别接在PNP管Q20和Q21的集电极。
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