[发明专利]运算放大电路

说明书

本发明涉及一种运算放大电路，更具体地说，涉及能够驱动高负载并适用于放大话音的携带式电话等装置的一种运算放大电路。

通常，采用推挽型放大电路来构成能够驱动高负载的运算放大电路，然而，在这种运算放大电路中，输出波形发生失真，这种失真叫做交叉失真。因此，对于用于放大话音信号等要求精确波形放大的运算放大电路，给出了一种减小交叉失真的装置。

例如，1992年公开的No.4-310006的日本专利申请给出了一种这类结构的运算放大电路。如图3中所示，运算放大电路30由第一差分放大电路31、第二差分放大电路32和输出放大电路35组成。该运算放大器30还设有相位补偿电路33、34，各由电容C和电阻R组成。提供相位补偿电路33、34是为避免运算放大电路30出现振荡、而与放大作用没有关系，对于这些电路没有给出进一步说明。

第一差分放大电路31是由P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(以后称为PMOS)81、82和N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(以后称为NMOS)83-85组成的。

NMOS 83、84的栅极分别连接到运算放大电路30的输入端IN1和IN2上。NMOS 83、84的源极连接到NMOS 85的漏极，NMOS85的源极接地(GND)，其栅极加有为设置偏压的控制信号。NMOS83、84的漏极分别连接到PMOS 81、82的漏极。PMOS 81、82的源极接V_DD，其栅极连接PMOS 81的漏极。从PMOS 82的漏极和NMOS 84的漏极间的连接点(节点N8)获得输出。

即，差分放大电路31根据在节点N8上的IN1和IN2之间的电压差产生电压。例如，当IN1的电压比IN2的电压高时，从节N8输出的电压接近V_DD值，当IN2的电压比IN1的电压高时，从节点N8输出的电压接近地电平。

第二差分放大电路32是由NMOS89、90和PMOS  86-88组成的。PMOS87、88的栅极分别与IN1和IN2相连。PMOS87、88的源极与NMOS86的漏极相连。NMOS86的源极接V_DD，其栅极加有用于控制偏压的控制信号。PMOS87、88的漏极分别与NMOS89、90的漏极相连。NMOS89、90的源极与地相连，NMOS89、90的栅极与NMOS89的漏极相连。从NMOS90的漏极和PMOS88的漏极之间的连接点(节点N9)获得输出。

即，第二差分放大电路32的工作与第一差分放大电路31互补。在第二差分放大电路32中，当IN1的电压比IN2的电压高时，从节点N9输出的电压接近地电平。当IN1的电压比IN2的电压低时，从节点N9输出的电压接近V_DD值。

输出放大电路35是由PMOS91、NMOS92和电阻RX组成的。PMOS91的源极和NMOS92的源极分别连接到V_DD和GND。PMOS91的漏极与NMOS92的漏极相连，将它们之间的连接点与运算放大电路30的输出端(OUT)相连。PMOS91的栅极和NMOS92的栅极分别与第一差分放大电路31中的节点N8和第二差分放大电路32中的节点N9相连。

当输出放大电路35中的两个MOS在导通和截止之间同时转变时产生交叉失真。如上所述，在运算放大电路30中，信号是从独立的电路分别输入到输出放大电路35中的PMOS91的栅极和NMOS92的栅极的。于是，能很容易地设计该运算放大电路30，使之不发生交叉失真。

而且，在运算放大电路30中，将电阻RX设置在输出放大电路35的PMOS91和NMOS92的栅极之间。因此，当由于使用低电源电压使差分放大电路31、32之一停止工作时，工作的差分放大电路的输出加到输出放大电路35的两个MOS上。于是，运算放大电路30的这种情况下能正常地工作。

在运算放大电路30中设置电阻使其在低电源电压下正常地工作，然而出现的问题是，制造该放大电路30需要一个大的区域。而且，运算放大电路30在低电源电压下驱动高负载时，电流通过电阻RX，这时带来另一个问题是增加了功率损耗。

因此，本发明考虑了上述情况，其目的是要提供一种无交叉失真的运算放大电路，该电路能在低电源电压下驱动高负载。

为达到上述目的，按本发明的第一方面，运算放大电路装有：第一差分放大电路；第二差分放大电路；第一电平移动电路；第二电平移动电路；第一电流源；第二电流源，以及输出电路。