一种准互补乙类输出级电路结构制造技术

本发明专利技术涉及集成电路设计领域，具体为一种准互补乙类输出级电路结构，在三极管Q1的集电极C与输出功率上拉管内的三极管Q2的基极B之间加入三极管QP，其与三极管Q1共射结构可形成渥尔曼电路，其高频特性更好，可以弥补双极工艺中pnp管频率特性差对运算放大器工作频率带来的影响。三极管QP的基极B输入可自由偏置。该结构可兼容含JFET工艺双极工艺，三极管Q3可用JFET管代替，同时将二极管Q5或二极管Q6替换为一个二极管连接方式的JFET管，减小温度影响，得到与温度无关的旁路电流，三极管Q4的发射极与基极间加入反馈电阻可提高高频下开关速度。与基极间加入反馈电阻可提高高频下开关速度。与基极间加入反馈电阻可提高高频下开关速度。

【技术实现步骤摘要】
一种准互补乙类输出级电路结构


[0001]本专利技术涉及集成电路设计领域，具体为一种准互补乙类输出级电路结构。

技术介绍

[0002]运算放大器输出级既需要为负载提供指定的信号功率、足够的驱动电流，还应隔离低电阻负载，减小输出阻抗避免小电阻负载引起运算放大器的电压增益下降。除以上，还应满足低功耗、避免输出信号失真，高带宽，降低对运算放大器频率响应影响等性能。
[0003]由于pnp晶体管受工艺限制，无法和电路中的npn晶体管达到相同的掺杂水平，其高电流和频率响应性能都略差一些。乙类互补式输出级电路可以满足几百个毫瓦以内的负载功率应用，如果有更大输出需要，因为pnp晶体管的载流能力有限，则无法满足使用需求。一款性能优良的输出级电路，需具备良好的信号缓冲作用，可以为电路系统提供稳定的模拟信号频率响应。但是当前技术中双极工艺中pnp管频率特性差，对运算放大器工作频率带来影响。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种准互补乙类输出级电路结构，以解决现有技术中双极工艺中pnp管频率特性差的技术问题。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种准互补乙类输出级电路结构，包括电源电压VCC、模拟地信号GND、输出信号Vout、偏置电路、渥尔曼电路、电压偏置电路、共源放大级电路、输出功率上拉管和输出复合pnp功率下拉管；所述偏置电路的一端连接电源电压VCC，另一端接地；所述渥尔曼电路的一端连接电源电压VCC，另一端与电压偏置电路的一端串联，电压偏置电路的另一端与共源放大级电路的一端串联，共源放大级电路的另一端连接至模拟地信号GND；所述输出功率上拉管的一端连接至电源电压VCC；输出功率上拉管的另一端串联至输出复合pnp功率下拉管的一端，复合pnp功率下拉管的另一端连接至模拟地信号GND，所述渥尔曼电路的一端连接至偏置电路上，输出功率上拉管连接至渥尔曼电路和电压偏置电路之间。
[0007]优选的，偏置电路1包括二极管D0和电阻R；所述二极管D0的阳极连接至电源电压VCC，二极管D0的阴极分别连接至电阻R的正端和渥尔曼电路，所述电阻R的负端接地。
[0008]进一步的，渥尔曼电路包括三极管Q1和三极管QP；所述三极管Q1的发射极E连接电源电压VCC，三极管Q1的集电极C连接三极管QP的发射极E；三极管Q1的基极B连接至二极管D0的阴极；所述三极管QP的集电极C连接分别连接输出功率上拉管和电压偏置电路；三极管QP的基极B连接Vf输入信号。
[0009]更进一步的，三极管QP的基极B可根据运放前级结构接入偏置信号或自偏置，根据输出饱和高电平指标，三极管QP的基极B电位可偏置至适用电位点。
[0010]更进一步的，输出功率上拉管包括三极管Q2，所述三极管Q2的基极B连接至三极管QP的集电极C，三极管Q2的集电极C连接至电源电压VCC，三极管Q2的发射极E连接至输出信
号Vout。
[0011]更进一步的，电压偏置电路包括二极管Q5和二极管Q6；所述二极管Q5的阳极连接至三极管QP的集电极C，二极管Q5的阴极连接至二极管Q6的阳极；所述二极管Q6的阴极分别连接至共源放大级电路和输出复合pnp功率下拉管。
[0012]进一步的，共源放大级电路包括三极管Q7；所述三极管Q7的基极B连接Vb输入信号，三极管Q7的集电极C连接二极管Q6的阴极；三极管Q7的发射极E连接模拟地信号GND。
[0013]进一步的，输出复合pnp功率下拉管包括三极管Q3和三极管Q4；所述三极管Q3的基极B连接至二极管Q6的阴极；三极管Q3的集电极C连接三极管Q4的基极B；三极管Q3的发射极E连接至输出信号Vout；三极管Q4的集电极C连接输出信号Vout，三极管Q4的发射极E连接模拟地信号GND。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0015]本专利技术提供了一种准互补乙类输出级电路结构，在三极管Q1的集电极C与输出功率上拉管内的三极管Q2的基极B之间加入三极管QP，其与三极管Q1共射结构可形成渥尔曼电路，其高频特性更好，可以弥补双极工艺中pnp管频率特性差对运算放大器工作频率带来的影响。三极管QP的基极B输入可自由偏置。当运算放大器作为电流源使用时，若负载较重，负载电流较大时，流过三极管Q1的电流也会随之增大。若在流片时无法实现互补双极工艺的前提下，整体电路结构中npn管为纵向结构，而pnp管大多数会使用横向pnp管，从版图结构中可知，横向pnp管的发射极和基极在面对隔离墙和衬底时会产生两个寄生pnp管，若负载电流过大时，三极管Q1基区电流增大，会导致寄生pnp管导通，从而导致输出饱和高电平降低，以及该结构应用范围减小。共基极三极管QP结构加入后，根据输出饱和高电平指标，三极管QP基极电位可偏置至适用电位点，从而提高三极管Q1以及三极管QP电极电位，达到钳位输出饱和高电平。
[0016]进一步的，输出级采用互补型结构，工艺受限情况下，因与npn管冲突，pnp管基区、发射等掺杂水平得不到最佳化，常常导致pnp管的功率处理能力有限。故采用三极管Q3和三极管Q4组成的复合pnp管功率管作为输出结构中的下拉管，可以提高输出功率，且三极管Q4与三极管Q2为同类型晶体管，在版图设计中，可保持管子良好的对称性。
[0017]进一步的，该结构可兼容含JFET工艺双极工艺，三极管Q3可用JFET管代替，同时将二极管Q5或二极管Q6替换为一个二极管连接方式的JFET管，减小温度影响，得到与温度无关的旁路电流，三极管Q4的发射极与基极间加入反馈电阻可提高高频下开关速度。
附图说明
[0018]图1为本专利技术中准互补乙类输出级电路结构示意图。
[0019]1‑
偏置电路；2
‑
渥尔曼电路；3
‑
电压偏置电路；4
‑
共源放大级电路；5
‑
输出功率上拉管；6
‑
输出复合pnp功率下拉管。
具体实施方式
[0020]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0021]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种准互补乙类输出级电路结构，其特征在于，包括电源电压VCC、模拟地信号GND、输出信号Vout、偏置电路(1)、渥尔曼电路(2)、电压偏置电路(3)、共源放大级电路(4)、输出功率上拉管(5)和输出复合pnp功率下拉管(6)；所述偏置电路(1)的一端连接电源电压VCC，另一端接地；所述渥尔曼电路(2)的一端连接电源电压VCC，另一端与电压偏置电路(3)的一端串联，电压偏置电路(3)的另一端与共源放大级电路(4)的一端串联，共源放大级电路(4)的另一端连接至模拟地信号GND；所述输出功率上拉管(5)的一端连接至电源电压VCC；输出功率上拉管(5)的另一端串联至输出复合pnp功率下拉管(6)的一端，复合pnp功率下拉管(6)的另一端连接至模拟地信号GND，所述渥尔曼电路(2)的一端连接至偏置电路(1)上，输出功率上拉管(5)连接至渥尔曼电路(2)和电压偏置电路(3)之间。2.根据权利要求1所述的一种准互补乙类输出级电路结构，其特征在于，所述偏置电路1包括二极管D0和电阻R；所述二极管D0的阳极连接至电源电压VCC，二极管D0的阴极分别连接至电阻R的正端和渥尔曼电路(2)，所述电阻R的负端接地。3.根据权利要求2所述的一种准互补乙类输出级电路结构，其特征在于，所述渥尔曼电路(2)包括三极管Q1和三极管QP；所述三极管Q1的发射极E连接电源电压VCC，三极管Q1的集电极C连接三极管QP的发射极E；三极管Q1的基极B连接至二极管D0的阴极；所述三极管QP的集电极C连接分别连接输出功率上拉管(5)和电压偏置电路(3)；三极管Q...

【专利技术属性】
技术研发人员：员瑶，郭秦岭，尤路，肖筱，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：