运算放大器及其驱动电路制造技术

本发明专利技术提供一种运算放大器及其驱动电路，其中，运算放大器包括输入级电路、输出级电路及定转导电路。输入级电路依据输入电压而提供驱动电压。输出级电路的输入端接收驱动电压，并依据驱动电压以在输出级电路的输出端提供输出电压。定转导电路包括定转导开关电路、电流镜电路及电流镜开关电路。定转导开关电路控制定转导电路的操作。定转导开关电路依据输出级电路所接收的驱动电压，以在驱动电压发生转态时使电流镜电路在转态期间内运作，以对输入级电路提供补偿电流。驱动电压为非转态期间时，电流镜开关电路关闭电流镜电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种运算放大器及其驱动电路，且特别是有关于一种可提升反应速度的运算放大器及其驱动电路。
技术介绍
运算放大器在集成电路设计中扮演着相当重要的角色，并可用以实现多种不同运作功能。例如，运算放大器可以用来增强输出信号的驱动能力，以驱动负载或者下一级电路。一般而言，运算放大器可为负反馈组态并具有单增益(unity gain)。在此组态下，运算放大器的输出电压会依照所接收到的输入电压的变化而随之变动，并且，输出电压理想上会与输入电压的电压电平相同。然而，当输入电压发生转态(在此指输入电压由低电压电平转变为高电压电平，或由高电压电平转为低电压电平)时，若其电压电平变得过高或过低，将可能造成运算放大器中的部分晶体管被关闭。若发生上述情况，则会减少运算放大器的电流量，导致运算放大器的反应速度降低，并会增加运算放大器的转态期间。此处的转态期间是指反应于输入电压的转态，运算放大器的输出电压随之改变直至稳定输出所需的时间。为了改善上述问题，现有的运算放大器是利用定转导(constant gm)电路，并采用稳定的偏压来控制电流源，藉以对运算放大器的输入级电路进行电流补偿。然而，当运算放大器处于稳态(也即，运算放大器将输出电压稳定输出)时，此种架构将会造成额外的直流耗电。
技术实现思路
本专利技术提供一种运算放大器及其驱动电路，可提升运算放大器的反应速度，并改善稳态时的直流耗电问题。本专利技术提出的运算放大器电路包括输入级电路、输出级电路以及定转导电路。其中，输入级电路依据输入电压而提供至少一个驱动电压。输出级电路耦接于输入级电路，具有至少一个输入端及输出端。所述输入端接收所述驱动电压，并依据所述驱动电压以在输出端提供输出电压，且输出端耦接于输入级电路的反相输入端。定转导电路包括定转导开关电路、至少一个电流镜电路以及电流镜开关电路。定转导开关电路I禹接输入级电路，以控制定转导电路的操作。所述电流镜电路耦接于定转导开关电路。电流镜开关电路耦接于定转导开关电路及所述电流镜电路之间。定转导开关电路依据输出级电路所接收的所述驱动电压以在所述驱动电压发生转态时使所述电流镜电路在转态期间内运作，以对输入级电路提供补偿电流。其中，所述驱动电压为非转态期间时，电流镜开关电路关闭所述电流镜电路。在本专利技术一实施例中，上述驱动电压依据输入电压发生转态而相应地转态。在本专利技术一实施例中，上述输出级电路的所述输入端包括第一输入端及第二输入端，且该输入级电路包括第一晶体管差动对以及第二晶体管差动对。第一晶体管差动对包括第一晶体管以及第二晶体管。第一晶体管具有第一端、第二端及控制端。第一晶体管的第一端耦接于输出级电路的第一输入端，第一晶体管的控制端接收输入电压。第二晶体管具有第一端、第二端及控制端。第二晶体管的控制端接收输出电压。其中，第一晶体管的第二端与第二晶体管的第二端共同耦接至第一共同节点，第一共同节点的电压电平依据第一偏压而决定。第二晶体管差动对包括第三晶体管以及第四晶体管。第三晶体管，具有第一端、第二端及控制端。第三晶体管的第一端耦接于输出级电路的第二输入端，第三晶体管的控制端接收输入电压。第四晶体管具有第一端、第二端及控制端，第四晶体管的控制端接收输出电压。其中，第三晶体管的第二端与第四晶体管的第二端共同耦接至第二共同节点，第二共同节点的电压电平依据第二偏压而决定。在本专利技术一实施例中，当第一晶体管差动对和第二晶体管差动对的其中之一反应于所述驱动电压发生转态而关闭时，上述定转导开关电路依据输出级电路所接收的所述驱动电压以在转态期间内对第一晶体管差动对和第二晶体管差动对的其中之另一提供补偿电流。在本专利技术一实施例中，上述输出级电路包括第五晶体管以及第六晶体管。第五晶体管具有第一端、第二端及控制端。第五晶体管的第一端耦接于电源电压，第五晶体管的第二端耦接于输出端，且第五晶体管的控制端作为输出级电路的第一输入端并接收所述驱动电压。第六晶体管具有第一端、第二端及控制端。第六晶体管的第一端耦接于接地电压，第六晶体管的第二端耦接于输出端，且第六晶体管的控制端作为输出级电路的第一输入端并接收所述驱动电压。在本专利技术一实施例中，上述输入级电路还包括第七晶体管以及第八晶体管。第七晶体管具有第一端、第二端及控制端。第七晶体管的第一端及第二端耦接于第一共同节点及接地电压之间，且第七晶体管的控制端接收第一偏压。第八晶体管具有第一端、第二端及控制端。第八晶体管的第一端及第二端耦接于第二共同节点及电源电压之间，且第八晶体管的控制端接收第二偏压。在本专利技术一实施例中，所述电流镜电路包括第一电流镜电路以及第二电流镜电路，且上述定转导开关电路包括第一开关以及第二开关。第一开关具有第一端、第二端及控制端。第一开关的第一端耦接于第二共同节点及第二电流镜电路，且第一开关的控制端接收第二偏压。第二开关具有第一端、第二端及控制端。第二开关的第一端耦接于第一共同节点及第一电流镜电路，且第二开关的控制端接收第一偏压。在本专利技术一实施例中，上述电流镜开关电路包括第三开关以及第四开关。第三开关具有第一端、第二端及控制端。第三开关的第一端耦接于第一开关的第二端，第三开关的第二端耦接于第一电流镜电路，且第三开关的控制端耦接于输出级电路的第一输入端。第四开关具有第一端、第二端及控制端。第四开关的第一端耦接于第二开关的第二端，第四开关的第二端耦接于第二电流镜电路，且第四开关的控制端耦接于输出级电路的第二输入端。在本专利技术一实施例中，上述电流镜开关电路包括第五开关、第六开关、第七开关及第八开关，第一电流镜电路包括第一参考晶体管，且第二电流镜电路包括第二参考晶体管。其中，第一参考晶体管具有第一端、第二端及控制端。第一参考晶体管的第一端通过第五开关与第一参考晶体管的控制端相耦接，并共同连接至第一开关的第二端，且第一参考晶体管的控制端通过第六开关耦接至接地电压。其中，第五开关依据输出级电路的第一输入端的电压电平以导通或断开，且第六开关依据相反于输出级电路的第一输入端的电压电平以导通或断开。第二参考晶体管具有第一端、第二端及控制端。第二参考晶体管的第一端通过第七开关与第二参考晶体管的控制端相耦接，并共同连接至第二开关的第二端，且第二参考晶体管的控制端通过第八开关耦接至电源电压。其中，第七开关依据输出级电路的第二输入端的电压电平以导通或断开，且第八开关依据相反于输出级电路的第二输入端的电压电平以导通或断开。在本专利技术一实施例中，上述输入级电路还包括第三电流镜、第四电流镜以及第五电流镜。第三电流镜耦接于第一晶体管差动对中第一晶体管的第一端、第二晶体管的第一端以及电源电压之间。第四电流镜耦接于第二晶体管差动对中第三晶体管的第一端、第四晶体管的第一端以及接地电压之间。第五电流镜耦接于第一晶体管差动对中第一晶体管的第一端、第二晶体管的第一端、第二晶体管差动对中第三晶体管的第一端以及第四晶体管的第一端之间。在本专利技术一实施例中，上述输出级电路还包括补偿电容电路，耦接于第五电流镜及输出级电路之间，并用以稳定输出电压。在本专利技术一实施例中，上述运算放大器电路为轨对轨运算放大器电路，且第一晶体管差动对为N型晶体管差动对，第二晶体管差动对为P型晶体管差动对。本专利技术另提出的运算放大器的驱动电路，其中运算放大器包括输入级电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运算放大器电路，其特征在于，包括：一输入级电路，依据一输入电压而提供至少一驱动电压；一输出级电路，耦接于该输入级电路，具有至少一输入端及一输出端，该至少一输入端接收该至少一驱动电压，依据该至少一驱动电压以在该输出端提供一输出电压，且该输出端耦接于该输入级电路的一反相输入端；以及一定转导电路，包括：一定转导开关电路，耦接该输入级电路，以控制该定转导电路的操作；至少一电流镜电路，耦接于该定转导开关电路：以及一电流镜开关电路，耦接于该定转导开关电路及该至少一电流镜电路之间，该定转导开关电路依据该输出级电路所接收的该至少一驱动电压，以在该至少一驱动电压发生转态时使该至少一电流镜电路在一转态期间内运作，以对该输入级电路提供一补偿电流，其中该至少一驱动电压为非转态期间时，该电流镜开关电路关闭该至少一电流镜电路。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈季廷，
申请(专利权)人：联咏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71