[发明专利]输出级电路和AB类放大器

说明书

本公开涉及集成电路技术领域，提供了一种输出级电路和AB类放大器，该输出级电路包括：输出端电路，其包括串联在供电端与地之间的第一晶体管和第二晶体管，且该第一晶体管和第二晶体管的中间节点用于提供输出电压；补偿电路，具有连接该第一晶体管的第一输出端和连接该第二晶体管的第二输出端，用于对该输出端电路提供进行高频极点补偿后的控制信号；电压偏置电路，用于根据第一偏置电压和第二偏置电压对前述补偿电路的电压产生偏置。由此可以提高应用有该输出级电路的AB类放大器的稳定性，且能满足其大静态电流的需求。

技术领域

本公开涉及集成电路技术领域，更具体地涉及一种输出级电路和AB类放大器。

背景技术

放大器是能把输入信号的电压或功率放大的器件。AB类功率放大器(Class AB)是依赖于偏置电流的大小和输出电平的A类和B类放大器的结合器件，可以使工作于推挽工作方式的两个晶体管的工作区间互有覆盖，弥补了A类放大器和B类放大器的缺点，所以AB类放大器具有效率高、失真较小、功放晶体管功耗较小、以及散热好等优点，成为目前放大器常用的类型。

通常，如果从各电路实现的功能来划分，传统的AB类放大器的输出级电路包括静态电流控制电路和输出端电路，静态电流控制电路用于控制输出端电路的静态电流的大小，并实现AB类的工作方式。

所述实现AB类的工作方式是指：在静态时具有较小的流经输出端电路的静态电流，以及在动态时能输出较大的电流至负载，并具有较高的输出效率、较小的交越失真。

现有的Class AB运放的输出级电路中晶体管(一般选取金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS管))尺寸都不太大，因为如果增加输出级MOS管尺寸，MOS管的栅极寄生电容也会随之增加，这就会给运放的补偿增加难度。

如图1所示，为通用的Class AB结构的输出极电路100，其包括：串联连接在供电端与地之间的晶体管M3和晶体管M4，串联连接在供电端与晶体管M3的控制端之间的电阻Rc和电容Cc，串联连接在晶体管M4的控制端与地之间的电容Cc和电阻Rc，以及连接在晶体管M3的控制端与晶体管M4的控制端之间的晶体管M1和晶体管M2，其中，晶体管M3和晶体管M4作为输出级的MOS管，Rc为补偿电阻，Cc为补偿电容，Cout为输出电容，Cp为晶体管M3和晶体管M4的寄生电容，Vbp和Vbn分别为晶体管M1和晶体管M2栅端接入的偏置电压，且晶体管M1和晶体管M3均为PMOS管，晶体管M2和晶体管M4均为NMOS管。由于Class AB结构是对称的，这里只以PMOS管的部分(晶体管M3)举例说明。

当晶体管M3尺寸较小时，寄生电容Cp很小，可以忽略不计。在图1所示结构中包含一个主极点fp1，一个非主极点fp2和一个零点fz1，fp1＝1/RA/Cc，fp2＝1/Cout/Rout，fz1＝1/Rc/Cc，其中RA为A点的阻抗，Rout为运放的输出阻抗。可以通过调整Rc的值，使fz1＝fp2。这样系统就只会剩下一个主极点fp1，因此Class AB结构的输出极电路100会具有很好的稳定性。

但当晶体管M3尺寸较大时，寄生电容Cp较大，此时补偿电阻Rc和补偿电容Cc产生的零点被消除，系统只剩一个主极点fp1和一个非主极点fp2，其中，fp1＝1/RA/(Cc+Cp)，fp2＝1/Cout/Rout。由于系统存在两个极点，所以Class AB结构的输出极电路100是不稳定的，同时对于一些应用场景中输出极需要选用很大的MOS管尺寸来满足大静态电流的需求也是无法实现的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种输出级电路和AB类放大器，可以提高运放的稳定性，且能满足大静态电流的需求。

一方面本公开提供了一种输出级电路，包括：

输出端电路，其包括串联在供电端与地之间的第一晶体管和第二晶体管，且该第一晶体管和第二晶体管的中间节点用于提供输出电压；