專(zhuān)利名稱(chēng)：放大器電路及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電子學(xué)，并且更具體地，涉及半導(dǎo)體器件的形成方法和結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在過(guò)去，半導(dǎo)體工業(yè)利用各種方法和電路來(lái)形成音頻放大器。這些音頻放大器一 般接收輸入信號(hào)并差動(dòng)(differentially)地驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器以形成聲音。在于1999年8月 17日授予Kalb等人的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5，939，938和于2002年2月12日授予Christopher B. Heitoffl的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6， 346， 854中公開(kāi)了這樣的音頻放大器的實(shí)例。這些現(xiàn)有的音頻 放大器的一個(gè)問(wèn)題在于在啟動(dòng)和斷開(kāi)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生噪聲的啟動(dòng)和斷開(kāi)瞬變(transient)。啟 動(dòng)和斷開(kāi)瞬變產(chǎn)生的噪聲一般稱(chēng)為爆破(pop)或喀喇(click)噪聲，爆破或喀喇噪聲降低 音頻放大器的可用性。 因此，期望具有一種降低啟動(dòng)和斷開(kāi)瞬變以及爆破和喀喇噪聲的放大器。


圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的具有放大器電路的示例性實(shí)施方案的系統(tǒng)的一 部分的實(shí)施方案； 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的由圖1的放大器電路形成的信號(hào)中的一些的狀態(tài)的圖 形； 圖3-圖5示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的圖1的放大器電路的不同狀態(tài)；
圖6示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的圖1的放大器電路的部分的可選實(shí)施方案；
圖7示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的圖1的放大器電路的部分的另一可選實(shí)施方案；
圖8示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的另一系統(tǒng)的部分的實(shí)施方案，該另一系統(tǒng)將圖1 的放大器電路用在不同結(jié)構(gòu)中；以及 圖9示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的具有另一放大器的示例性實(shí)施方案的另一系統(tǒng) 的部分的實(shí)施方案； 圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的包括圖1的放大器電路的半導(dǎo)體器件的放大的平面視 圖。
具體實(shí)施例方式
為了說(shuō)明的簡(jiǎn)單和明了，圖中的元件不一定按照比例，并且在不同的圖中相同的 參考號(hào)代表相同的元件。此外，為了說(shuō)明的簡(jiǎn)單，省略了眾所周知的步驟和元件的說(shuō)明和細(xì) 節(jié)。這里使用的載流電極是指器件的元件，例如MOS晶體管的源極或漏極、或雙極晶體管的 發(fā)射極或集電極、或二極管的正極或負(fù)極，其承載通過(guò)該器件的電流，并且控制電極是指器 件的元件，例如MOS晶體管的柵極或者雙極晶體管的基極，其控制通過(guò)該器件的電流。雖然 這里把器件解釋為確定的N-通道或P-通道器件，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，根據(jù)本 發(fā)明，互補(bǔ)器件也是可能的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，這里使用的詞匯"在...期間"、"在...的時(shí)候"、以及"當(dāng)...時(shí)"不是表示一旦開(kāi)始操作馬上就會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)的準(zhǔn)確術(shù)語(yǔ)， 而是可能會(huì)在被初始操作激起的反應(yīng)之間有一些微小但合理的延遲，例如傳播延遲。
圖1示意性示出了放大器系統(tǒng)10的部分的實(shí)施方案，放大器系統(tǒng)10使用放大器 電路25的示例性實(shí)施方案來(lái)放大由電路25接收的信號(hào)并利用放大的信號(hào)驅(qū)動(dòng)負(fù)載。 一般， 電路25接收音頻信號(hào)并驅(qū)動(dòng)諸如音頻揚(yáng)聲器23的音頻負(fù)載。放大器電路25在電壓輸入 26和電壓返回27之間接收諸如來(lái)自DC電壓源21的功率。因此，電路25自單個(gè)電壓電源 運(yùn)行。旁路電容器20—般被用于幫助形成用于電路25的運(yùn)行的穩(wěn)定參考電壓。在圖l中 所示的示例性實(shí)施方案中，系統(tǒng)IO提供將被差動(dòng)信號(hào)源11和12如所示的那樣放大的差動(dòng) 輸入信號(hào)。源11和12 —般是音頻信號(hào)源。隔直電容器14和16使各個(gè)源11和12的DC 電壓從電路25的輸入去耦(decouple)。輸入電阻器15和17被連接在各自的電容器14和 16以及電路25的輸入之間。 電路25在信號(hào)輸入33和34上接收輸入信號(hào)。電路25還包括旁路輸入29、啟動(dòng) 輸入30以及差動(dòng)輸出31和32。電路25還包括旁路緩沖器35、第一多級(jí)放大器60、第二多 級(jí)放大器50以及時(shí)鐘控制電路或控制47。旁路緩沖器35包括利用電阻器36和38形成為 電阻分壓器的參考電壓源、放大器40、輸出電阻器41、諸如開(kāi)關(guān)晶體管42的開(kāi)關(guān)、諸如開(kāi)關(guān) 晶體管43的另一開(kāi)關(guān)、以及逆變器(inverter) 44，所述電阻器36和38在節(jié)點(diǎn)37上形成參 考電壓。第一多級(jí)放大器60包括與反饋元件串聯(lián)連接在一起的多個(gè)放大級(jí)，以提供充分的 增益并驅(qū)動(dòng)以放大輸入信號(hào)并驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器23的負(fù)載。放大器60包括諸如跨導(dǎo)放大器的第 一放大器61、諸如跨導(dǎo)放大器的輸出級(jí)放大器62、以及輸出電阻器66。外電阻器18被連接 在輸出32和輸入34之間，并起到針對(duì)放大器60的反饋電阻器的作用。放大器50包括諸 如跨導(dǎo)放大器的第一放大器51、諸如跨導(dǎo)放大器的輸出級(jí)放大器52、以及反饋電阻器57。 雖然放大器50和60被示出具有兩級(jí)放大器51和52以及61和62，但是除了放大器51和 52以及放大器61和62之外，放大器50和60還可以包括任何數(shù)量的中間放大級(jí)。輸出級(jí) 放大器52和62可以具有包括差動(dòng)放大器或簡(jiǎn)單的一般的增益級(jí)的各種結(jié)構(gòu)。另外，輸出 級(jí)放大器52和62每個(gè)利用使能(enable)控制輸入而形成，所述使能控制輸入被用于控制 各自的放大器52和62的輸出晶體管。當(dāng)使能控制輸入被無(wú)效(negate)時(shí)，放大器52和 62的輸出晶體管被禁止，這樣使得放大器52和62的輸出處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，從而放大器52 和62不驅(qū)動(dòng)輸出31和32。當(dāng)使能控制信號(hào)被確證(assert)時(shí)，放大器52和62的輸出 晶體管被使能，從而放大器52和62響應(yīng)于至放大器52和62的輸入上的信號(hào)驅(qū)動(dòng)輸出31 和32?？刂?7產(chǎn)生多個(gè)控制信號(hào)，在這里用于控制電路25的啟動(dòng)序列?？刂菩盘?hào)形成三 個(gè)運(yùn)行狀態(tài)，用于安排電路25的一些元件的運(yùn)行序列，以使輸出31和32上的爆破和喀喇 噪聲最小化?？刂?7 —般包括時(shí)鐘電路和數(shù)字邏輯，所述時(shí)鐘電路形成定時(shí)參考信號(hào)，所 述數(shù)字邏輯使用定時(shí)參考信號(hào)來(lái)形成不同運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)間間隔。電路25還包括實(shí)現(xiàn)為開(kāi) 關(guān)晶體管49、55、56、64和65的開(kāi)關(guān)，其還幫助電路25的啟動(dòng)的先后順序。雖然在圖1的 示意性實(shí)施方案中未示出，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該同意，電路25的元件中的大部分(例如 控制47和放大器50和60)經(jīng)連接以在輸入26和返回27之間接收功率。
圖2是具有曲線的圖，其示出了由電路25形成的一些信號(hào)的一些狀態(tài)。橫坐標(biāo)表 示時(shí)間，而縱坐標(biāo)表示所示信號(hào)的增加幅度。曲線70示出了電路25的輸入30上的啟動(dòng)輸 入信號(hào)(0N)。曲線71、72、73和74示出了在控制47的輸出上形成的各個(gè)控制信號(hào)C1、C2、
6C3和C4。此說(shuō)明參考圖1和圖2。在電路25從輸入26和返回27之間的源21接收功率之 前，旁路電容器20被放電，并且輸入電容器14和16也被放電。電路25被配置成在啟動(dòng)序 列期間形成多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)。這些不同的運(yùn)行狀態(tài)被形成以使得由揚(yáng)聲器23形成的爆破和 喀喇噪聲最小化。 圖3示意性示出了在電路25的第一運(yùn)行狀態(tài)期間的系統(tǒng)10。在圖3中，晶體管 42、43、49、55、56、64和65以開(kāi)關(guān)示出，所述開(kāi)關(guān)響應(yīng)于控制47的控制信號(hào)展示各個(gè)晶體 管的狀態(tài)(使能或禁止)。參考圖2和圖3，在T0時(shí)刻，源21開(kāi)始向電路25施加功率，并 且輸入30被驅(qū)動(dòng)為高以用信號(hào)通知電路25來(lái)啟動(dòng)并開(kāi)始啟動(dòng)序列。因?yàn)殡娙萜?4、 16和 20被放電，所以電路25必須使電容器充電，并且同時(shí)阻止在輸出31和32上形成驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲 器23的輸出信號(hào)。0N信號(hào)的低到高的轉(zhuǎn)換使得控制47將信號(hào)Cl、 C2、 C3和C4置于如圖 2中在T0和Tl時(shí)刻之間所示的第一狀態(tài)，并使得控制電路25運(yùn)行在第一運(yùn)行狀態(tài)。高ON 信號(hào)還使得緩沖器40開(kāi)始運(yùn)行。在此第一狀態(tài)中，信號(hào)Cl和C2為低，而信號(hào)C3和C4為 高。低Cl信號(hào)禁止放大器52和62的輸出，并使放大器52和62的輸出處于高阻抗?fàn)顟B(tài)， 從而放大器52和62不提供電流并且不驅(qū)動(dòng)輸出31和32。因此，輸出31和32不被驅(qū)動(dòng)并 且電路25不產(chǎn)生通過(guò)揚(yáng)聲器23的任何噪聲。放大器52和62以虛線示出，以表示輸出在 高阻抗?fàn)顟B(tài)并且不驅(qū)動(dòng)輸出31和32。低C2信號(hào)禁止晶體管56和65。高C3信號(hào)使能晶 體管55和64，其使各自的放大器51和61的輸出分別連接至放大器51和61的反向輸入。 高C4信號(hào)使能晶體管42并禁止晶體管43，其連接單位增益(unity gain)結(jié)構(gòu)中的放大器 40。高C4信號(hào)還使能晶體管49，晶體管49將放大器51的非反向輸入連接至放大器61的 非反向輸入。因此，放大器51和61被連接在閉環(huán)跟隨器結(jié)構(gòu)中。在這樣的結(jié)構(gòu)中，放大器 51和61的輸出遵循輸入29上的電壓。 當(dāng)電壓源21的電壓增加時(shí)，電阻器36和38的分壓器在節(jié)點(diǎn)37上形成了增加的 電壓。放大器40自節(jié)點(diǎn)37接收電壓，并驅(qū)動(dòng)輸入29和電容器20。放大器40具有充分的 電流驅(qū)動(dòng)能力來(lái)驅(qū)動(dòng)電容器20，從而輸入29上的電壓以一種速率增加，所述速率足夠使輸 入29上的電壓達(dá)到節(jié)點(diǎn)37的電壓并在T0和T1時(shí)刻之間的時(shí)間間隔的一部分內(nèi)保持穩(wěn)定。 因?yàn)榉糯笃?1和61的跟隨器結(jié)構(gòu)并且因?yàn)榫w管49被使能，電容器14和16也被充電至 緩沖器35在輸入29上形成的電壓。因此，所有電容器在相同的時(shí)間間隔內(nèi)被充電至相同 的電壓。在優(yōu)選實(shí)施方案中，電阻器36和38具有大致相等的值，因此，節(jié)點(diǎn)37上的電壓大 約是源21提供的電壓的二分之一。 在這樣的結(jié)構(gòu)中，由放大器51和61的輸出上的電壓的不均衡產(chǎn)生的任何差動(dòng)信 號(hào)對(duì)于通過(guò)揚(yáng)聲器23形成的信號(hào)的增益由電阻器66以及18和揚(yáng)聲器23的電阻設(shè)置，如 下等式所示V31-V32 = (V51-V61)(R23/(R66+2R18))
其中； V51-V61 =放大器51的輸出和放大器61的輸出之間的差動(dòng)電壓；
V31-V32 =輸出31和32之間的差動(dòng)電壓；
R23 =揚(yáng)聲器23的電阻；
R18 =電阻器18的電阻；以及
R66 =電阻器66的電阻
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該同意，以上所示的增益是來(lái)自輸入33和34的差動(dòng)輸入信 號(hào)與輸出31和32之間的差動(dòng)輸出信號(hào)之間的增益。 在一個(gè)示例的實(shí)施方案中，電阻器66是二萬(wàn)(20000)歐姆，電阻器18是一萬(wàn) (10000)歐姆，并且揚(yáng)聲器23的電阻為大約八(8)歐姆。因此，等式歸納為
V31-V32 = (V51-V61)(8/(20000+20000))
= (V51-V61)/5000 因此，即使在放大器51和61的輸出之間存在差動(dòng)信號(hào)，增益也很小，使得這樣的 信號(hào)不會(huì)被聽(tīng)到。 控制47使電路25維持在第一運(yùn)行狀態(tài)中一段時(shí)間間隔，所述時(shí)間間隔足以使輸 入29上的電壓達(dá)到期望的運(yùn)行值并使電路25將電容器14、16和20充電至等于節(jié)點(diǎn)37上 的電壓?？刂?7確定時(shí)間間隔是時(shí)間的函數(shù)而不是任何電壓值的函數(shù)?？刂?7隨后改變 控制信號(hào)的狀態(tài)以使電路25處于啟動(dòng)序列的第二運(yùn)行狀態(tài)中。 圖4示意性示出了在電路25的啟動(dòng)序列的第二運(yùn)行狀態(tài)期間的系統(tǒng)10。在圖4 中，晶體管42、43、49、55、56、64和65以開(kāi)關(guān)示出，所述開(kāi)關(guān)響應(yīng)于控制47的控制信號(hào)展示 了各個(gè)晶體管的狀態(tài)(使能或禁止)。參考圖2和圖4，在Tl時(shí)刻，控制47迫使Cl、 C2和 C4控制信號(hào)為高，并且C3控制信號(hào)為低，以將電路25置于第二運(yùn)行狀態(tài)中。高Cl控制信 號(hào)使能放大器52和62的輸出并使輸出脫離高阻抗?fàn)顟B(tài)，從而放大器52和62可以驅(qū)動(dòng)各 自的輸出31和32。高C2控制信號(hào)使能晶體管56和65，而低C3控制信號(hào)禁止晶體管55 和64。高C4控制信號(hào)使晶體管42和49維持在使能狀態(tài)中，并使晶體管43維持在禁止?fàn)?態(tài)。這使放大器50和60處于單位增益結(jié)構(gòu)中。同樣，緩沖器35繼續(xù)在輸入29上形成電 壓以使電容器14、 16和20維持在節(jié)點(diǎn)37的電壓。因?yàn)殡娙萜?4、 16和20所有都被緩沖 器35和晶體管49和65保持在實(shí)質(zhì)相同的電壓，所以放大器50和60的輸出實(shí)質(zhì)上相等，并 且沒(méi)有電流被驅(qū)動(dòng)通過(guò)揚(yáng)聲器23。控制47使電流25維持在第二運(yùn)行狀態(tài)一段時(shí)間間隔， 所述時(shí)間間隔足以使能放大器52和62的輸出并保證放大器52和62能夠驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器23。 在第二運(yùn)行狀態(tài)的此結(jié)構(gòu)中，通過(guò)從輸入33或34至輸出31和32的路徑的任何差動(dòng)信號(hào) 的增益接近于一致。因?yàn)榉糯笃?0和60的輸入之間的電壓差別接近于零，所以揚(yáng)聲器23 沒(méi)有接收到差動(dòng)信號(hào)，因此，沒(méi)有聽(tīng)得見(jiàn)的噪聲可以從揚(yáng)聲器23聽(tīng)到。
在一個(gè)實(shí)施方案中，此第二時(shí)間間隔大約是四到五(4-5)微秒。之后，控制47改 變控制信號(hào)的狀態(tài)以使電路25處于第三運(yùn)行狀態(tài)。 圖5示意性示出了第三運(yùn)行狀態(tài)期間的系統(tǒng)10。在圖5中，晶體管42、43、49、55、 56、64和65以開(kāi)關(guān)示出，所述開(kāi)關(guān)響應(yīng)于控制47的控制信號(hào)展示了各自的晶體管的狀態(tài) (使能和禁止)。參考圖2和圖5，在T2時(shí)刻，控制47迫使Cl控制信號(hào)為高，而C2、 C3和 C4控制信號(hào)為低。低C4控制信號(hào)禁止晶體管42并使能晶體管43，其將放大器40周?chē)?節(jié)點(diǎn)37上的電壓通過(guò)電阻器41輸送至輸入29。因此，輸入29被維持于節(jié)點(diǎn)37上的電壓 值，并且放大器40可以被禁止，而且不驅(qū)動(dòng)輸入29。低C4信號(hào)還禁止晶體管49并使電容 器14和16從輸入29去耦，因此，源11和12現(xiàn)在可以在各自的輸入33和34上形成輸入 信號(hào)。高C1控制信號(hào)使放大器52和62的輸出維持在使能狀態(tài)。低C2和C3控制信號(hào)禁 止晶體管55、56和64以及65。隨著晶體管55和56禁止，反饋電阻器57被在放大器50的 輸出和輸入之間作為增益電阻器連接。隨著晶體管64和65禁止，放大器60自輸入33和34接收差動(dòng)輸入信號(hào)并驅(qū)動(dòng)輸出32。放大器50接收通過(guò)電阻器57和66的增益的放大器60的輸出，并自輸入29接收參考電壓，且相應(yīng)地驅(qū)動(dòng)輸出31。在此結(jié)構(gòu)中，自源11和12接收的任何差動(dòng)輸入信號(hào)對(duì)于輸出31和32之間的差動(dòng)輸出信號(hào)的增益通過(guò)以下等式示出
V31-V32 = 2(Vll-V12)((R18)/(R15))
其中； Vll =來(lái)自源11的電壓；
V12 =來(lái)自源12的電壓；以及
R15二R15的電阻 為了促進(jìn)電路25的所述功能，輸入29 —般連接至電阻器41的第一端子、晶體管42的源極、晶體管49的漏極以及放大器51的非反向輸入。電阻器41的第二端子一般連接至放大器40的反向輸入、放大器40的輸出、晶體管42的漏極以及晶體管43的源極。晶體管43的漏極一般連接至放大器40的非反向輸入、節(jié)點(diǎn)37、電阻器38的第一端子以及電阻器36的第一端子。電阻器38的第二端子連接至返回27，而電阻器36的第二端子連接至輸入26。晶體管43的柵極連接至逆變器44的輸出。逆變器44的輸入連接至晶體管42的柵極、晶體管49的柵極以及控制47的C4輸出。晶體管49的源極連接至輸入33并連接至放大器61的非反向輸入。放大器61的反向輸入一般連接至輸入34、晶體管64的源極以及晶體管65的源極。放大器61的輸出連接至晶體管64的漏極，并連接至放大器62的非反向輸入。放大器62的輸出連接至晶體管65的漏極、至輸出32、并至電阻器66的第一端子。電阻器66的第二端子一般連接至電阻器57的第一端子、晶體管56的源極、晶體管55的源極、以及放大器51的反向輸入。放大器51的輸出連接至晶體管55的漏極、并至放大器52的非反向輸入。放大器52的輸出一般連接至輸出31、電阻器57的第二端子、以及晶體管56的源極。晶體管56的柵極一般連接至晶體管65的柵極以及控制47的C2輸出。晶體管55的柵極一般連接至晶體管64的柵極以及控制47的C3輸出?？刂?7的Cl輸出一般連接至放大器52的使能輸入以及放大器62的使能輸入?？刂?7的輸入連接至輸入30。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在圖3所示的第一運(yùn)行狀態(tài)期間，放大器50和60的輸出被禁止，從而放大器50和60不被連接在具有任何增益或增益控制元件的結(jié)構(gòu)中。在這樣的運(yùn)行狀態(tài)期間，放大器51和61的輸出被箝位(clamp)至用于各個(gè)隨后級(jí)52和62的參考電壓，因此放大器51和61的輸出不遵循緩沖器35的電壓。 圖6示意性示出了多級(jí)放大器150和多級(jí)放大器160的實(shí)施方案的一部分，其是在圖1所示的各個(gè)放大器50和60的可選實(shí)施方案。放大器150示出了可以串聯(lián)地位于放大器51和52之間的各種其他的放大級(jí)。晶體管55在圖6中被示為耦合至放大器51之后的第二放大級(jí)的輸出。然而，晶體管55可以連接至位于放大器51的輸出和放大器52的輸入之間的任何放大級(jí)的輸出。放大器160類(lèi)似地示出了可以串聯(lián)地位于放大器61和62之間的各種其他的放大級(jí)。 圖7示意性示出了多級(jí)放大器155和多級(jí)放大器165的實(shí)施方案的一部分，其是在圖1中所示的各個(gè)放大器50和60以及在圖6中所示的各個(gè)放大器150和160的可選實(shí)施方案。放大器155類(lèi)似于放大器150，但是放大器155具有放大器156的其他放大級(jí)，放大器156插入在串聯(lián)連接的放大器中的一個(gè)放大器的輸出和晶體管55之間。放大器156在串聯(lián)連接的放大器的輸出和晶體管55之間提供緩沖。類(lèi)似地，放大器165包括被定位并起到類(lèi)似于放大器156作用的放大器166。 圖8示意性示出了單端放大器系統(tǒng)90的部分的實(shí)施方案，其在單端結(jié)構(gòu)中使用放大器電路25以放大單端信號(hào)。放大器電路25起到與圖1的差動(dòng)放大器系統(tǒng)10的所述的相同的作用。 在這樣的結(jié)構(gòu)中，自源11和12接收的任何差動(dòng)信號(hào)對(duì)于輸出31和32之間的差
動(dòng)輸出信號(hào)的增益由以下等式示出 V31-V32 = 2(Vll—V12)((R18)/(R15)) 其中； R15二R15的電阻 圖9示意性示出了放大器系統(tǒng)170的部分的實(shí)施方案，其包括使用基于時(shí)間的算法來(lái)為旁路電容器20充電的另一放大器電路171的示例性實(shí)施方案。放大器電路171包括第一放大器174、第二放大器176以及時(shí)鐘控制電路或控制180?？刂?80是圖1的控制47的可選實(shí)施方案?？刂?80類(lèi)似于控制47，只是控制180可以被配置成形成比控制47更少的運(yùn)行狀態(tài)。放大器174和176 —般形成為差動(dòng)放大器，例如包括諸如反饋電阻器172和177和增益電阻器175U78和200的反饋和增益電阻器的可操作放大器。諸如晶體管173的開(kāi)關(guān)連接在電阻器172兩端以幫助對(duì)電容器16充電。對(duì)于在圖9中所示的示例性實(shí)施方案，控制信號(hào)Cl用于控制晶體管173，而控制信號(hào)C4用于控制晶體管49。在第一運(yùn)行狀態(tài)期間，控制180確證Cl和C4信號(hào)。信號(hào)Cl使能晶體管173，并且晶體管C4使能晶體管49，從而晶體管14、 16和20可以被充電至由電阻器36和38形成的參考電壓。旁路緩沖器35(圖1)還可以用于以較快的速率對(duì)電容器14、 16和20充電。選擇第一運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)間間隔足夠長(zhǎng)從而保證電容器14、16和20被充電至由電阻器36和38形成的電壓的期望值。在第一時(shí)間間隔結(jié)束后，控制47使Cl和C4控制信號(hào)無(wú)效，從而放大器174和176可以利用自電容器14和16接收的放大的信號(hào)驅(qū)動(dòng)輸出31和32。在其他實(shí)施方案中，除了如虛線所示的那樣將輸入33連接至輸入29之外，還通過(guò)省去電容器14、電阻器19和200以及信號(hào)11，系統(tǒng)170可以在單端結(jié)構(gòu)中被耦合。 圖10示意性示出了在半導(dǎo)體管芯(die) 101上形成的半導(dǎo)體器件或集成電路100的實(shí)施方案的部分的放大的平面視圖。電路25形成在管芯101上。管芯101還可以包括為了視圖的簡(jiǎn)化而未在圖8中示出的其他電路。電路25和器件或集成電路100通過(guò)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言公知的半導(dǎo)體制造技術(shù)而形成在管芯101上。 鑒于以上的所有內(nèi)容，顯然，公開(kāi)了一種新穎的器件和方法。連同其他特征，包括
的是配置一種放大器電路，以在放大器電路的中間增益級(jí)用于減低放大器電路的輸出上的
噪聲時(shí)，并且尤其在對(duì)放大器電路的參考和輸入電容充電時(shí)，禁止放大器的輸出級(jí)。同樣包
括的是配置一種放大器電路來(lái)形成還被用于穩(wěn)定元件的多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)。 雖然利用具體的優(yōu)選實(shí)施方案描述了本發(fā)明的主題內(nèi)容，但是顯然，對(duì)于半導(dǎo)體
領(lǐng)域的技術(shù)人員而言很多替換和變化是顯而易見(jiàn)的。另外，為了說(shuō)明的清晰，始終使用詞語(yǔ)
"連接(co皿ected)"，但是，其旨在與"耦合(coupled)"具有相同的含義。因此，"連接"應(yīng)
該被解釋為既包括直接連接也包括間接連接。
10
權(quán)利要求
一種放大器電路，包括第一多級(jí)放大器，具有第一放大器和第二放大器，所述第一放大器具有第一輸入、第二輸入和輸出，所述第二放大器具有第一輸入并具有耦合至所述放大器電路的第一輸出的輸出，其中所述第二放大器配置成響應(yīng)于第一控制信號(hào)而將所述第二放大器的輸出置于高阻抗?fàn)顟B(tài)；第二多級(jí)放大器，具有第三放大器和第四放大器，所述第三放大器具有第一輸入、第二輸入和輸出，所述第四放大器具有第一輸入并具有耦合至所述放大器電路的第二輸出的輸出，其中所述第四放大器配置成響應(yīng)于所述第一控制信號(hào)而將所述第四放大器的輸出置于高阻抗?fàn)顟B(tài)；所述第一放大器的第一輸入耦合成接收將被放大的第一信號(hào)，并且其中所述第一多級(jí)放大器配置成具有第一電阻器，所述第一電阻器自所述第二放大器的輸出耦合至所述第一放大器的第一輸入；第一開(kāi)關(guān)，與所述第一電阻器并聯(lián)耦合；第二電阻器，自所述第四放大器的輸出耦合至所述第三放大器的第一輸入；以及第二開(kāi)關(guān)，與所述第二電阻器并聯(lián)耦合。
2. 如權(quán)利要求1所述的放大器電路，還包括第三開(kāi)關(guān)，所述第三開(kāi)關(guān)耦合在所述第一放大器的第二輸入和所述第三放大器的第二輸入之間。
3. 如權(quán)利要求1所述的放大器電路，還包括第五放大器、第三開(kāi)關(guān)、第三電阻器以及第四開(kāi)關(guān)，所述第五放大器具有耦合成接收固定信號(hào)的第一輸入以及耦合至所述第五放大器的輸出的第二輸入；所述第三開(kāi)關(guān)自所述第一輸入耦合至所述第五放大器的輸出；所述第三電阻器自所述第五放大器的輸出耦合至所述第三放大器的第二輸入；所述第四開(kāi)關(guān)與所述第三電阻器并聯(lián)耦合。
4. 如權(quán)利要求1所述的放大器電路，其中所述第一放大器的第二輸入配置成接收將被放大的第二信號(hào)。
5. 如權(quán)利要求1所述的放大器電路，其中所述第三放大器的第二輸入配置成耦合至電容器。
6. 如權(quán)利要求5所述的放大器電路，還包括第三開(kāi)關(guān)，所述第三開(kāi)關(guān)自所述第三放大器的輸出耦合至所述第三放大器的第一輸入。
7. 如權(quán)利要求6所述的放大器電路，還包括控制電路，所述控制電路配置成形成多相控制信號(hào)，所述多相控制信號(hào)包括第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)以及第三控制信號(hào)，所述控制電路配置成確證所述第三控制信號(hào)以閉合所述第三開(kāi)關(guān)，同時(shí)使所述第二控制信號(hào)無(wú)效以打開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)，并且同時(shí)使所述第一控制信號(hào)無(wú)效以將所述第二放大器的輸出和所述第四放大器的輸出置于所述高阻抗?fàn)顟B(tài)。
8. 如權(quán)利要求7所述的放大器電路，其中所述控制電路配置成使所述第三控制信號(hào)無(wú)效以打開(kāi)第三開(kāi)關(guān)，同時(shí)確證所述第二控制信號(hào)以閉合所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)，并且同時(shí)確證所述第一控制信號(hào)以使所述第二放大器的輸出和所述第四放大器的輸出脫離所述高阻抗?fàn)顟B(tài)。
9. 如權(quán)利要求7所述的放大器電路，還包括第四開(kāi)關(guān)，所述第四開(kāi)關(guān)可操作地耦合在所述第一放大器的輸出和所述第一放大器的第一輸入之間以響應(yīng)于所述第三控制信號(hào)而被使能。
10. 如權(quán)利要求8所述的放大器電路，還包括第五開(kāi)關(guān)，所述第五開(kāi)關(guān)可操作地耦合在所述第一放大器的第一輸入和所述第三放大器的第一輸入之間以響應(yīng)于所述控制電路的第四控制信號(hào)而被使能。
11. 一種形成放大器電路的方法，包括以下步驟形成具有第一放大器和第二放大器的第一多級(jí)放大器，所述第一放大器具有第一輸入、第二輸入和輸出，所述第二放大器具有輸入和輸出，其中所述第一放大器的輸出耦合至所述第二放大器的輸入；形成具有第三放大器和第四放大器的第二多級(jí)放大器，所述第三放大器具有第一輸 入、第二輸入和輸出，所述第四放大器具有輸入和輸出，其中所述第三放大器的輸出耦合至所述第四放大器的輸入；將所述第二放大器的輸出耦合至所述放大器電路的第一輸出，并將所述第四放大器的輸出耦合至所述放大器電路的第二輸出；以及配置所述放大器電路以形成第一運(yùn)行狀態(tài)，以及選擇性地將所述第二放大器和所述第四放大器的輸出置于高阻抗?fàn)顟B(tài)，響應(yīng)于所述第一運(yùn)行狀態(tài)，將信號(hào)自所述第一放大器的輸出耦合至所述第一放大器的第一輸入，并將信號(hào)自所述第三放大器的輸出耦合至所述第三放大器的第一輸入。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中配置所述放大器電路以形成第一運(yùn)行狀態(tài)的步驟包括配置所述放大器電路以響應(yīng)于所述第一運(yùn)行狀態(tài)將所述第一放大器的第二輸入耦合至所述第三放大器的第二輸入。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，還包括以下步驟配置所述放大器電路以形成第二運(yùn)行狀態(tài)，并相應(yīng)地使所述第二放大器和所述第四放大器的輸出從所述高電阻狀態(tài)去耦，以響應(yīng)地將信號(hào)自所述第二放大器的輸出耦合至所述第一放大器的第一輸入，并且響應(yīng)地將信號(hào)自所述第四放大器的輸出耦合至所述第三放大器的第一輸入。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，還包括以下步驟配置所述放大器電路以形成第三運(yùn)行狀態(tài)，并響應(yīng)地使來(lái)自所述第二放大器的輸出的信號(hào)自所述第一放大器的第一輸入去耦，以響應(yīng)地使來(lái)自所述第四放大器的輸出的信號(hào)自所述第三放大器的第一輸入去耦。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中配置所述放大器電路以形成第三運(yùn)行狀態(tài)的步驟包括配置所述放大器電路以響應(yīng)于所述第三運(yùn)行狀態(tài)而使所述第一放大器的第二輸入自所述第三放大器的第二輸入去耦。
16. —種形成放大器電路的方法，包括以下步驟形成第一放大器，所述第一放大器具有第一輸入、第二輸入并具有耦合至所述放大器電路的第一輸出的輸出； 形成第二放大器，所述第二放大器具有第一輸入、第二輸入并具有耦合至所述放大器電路的第二輸出的輸出；以及配置所述放大器電路以形成第一運(yùn)行狀態(tài)，并響應(yīng)于所述第一運(yùn)行狀態(tài)，將信號(hào)自所述第一放大器的輸出選擇性地耦合至所述第一放大器的第一輸入，并響應(yīng)于所述第一運(yùn)行狀態(tài)，將信號(hào)自所述第二放大器的輸出選擇性地耦合至所述第二放大器的第一輸入。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中配置所述放大器電路以形成第一運(yùn)行狀態(tài)的步驟包括配置所述放大器電路以響應(yīng)于所述第一運(yùn)行狀態(tài)而將所述第一放大器的第二輸入選 擇性地耦合至所述第二放大器的第二輸入。
18. 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括以下步驟配置所述放大器電路以形成第二運(yùn) 行狀態(tài)，并響應(yīng)地使來(lái)自所述第一放大器的輸出的信號(hào)自所述第一放大器的第一輸入去 耦，并響應(yīng)地使來(lái)自所述第二放大器的輸出的信號(hào)自所述第二放大器的第一輸入去耦。
19. 一種形成放大器電路的方法，包括以下步驟形成第一放大器，所述第一放大器具有第一輸入、第二輸入并具有耦合至所述放大器 電路的第一輸出的輸出；形成第二放大器，所述第二放大器具有第一輸入、第二輸入并具有耦合至所述放大器 電路的第二輸出的輸出；配置所述放大器電路以使輸入耦合至所述放大器電路外部的電容器；以及配置所述放大器電路以形成第一時(shí)間間隔，并在所述第一時(shí)間間隔期間選擇性地耦合 所述放大器電路以對(duì)所述電容器充電，并且隨后形成第二時(shí)間間隔，并選擇性地使所述放 大器電路從對(duì)所述電容器充電去耦，并且還耦合所述放大器電路以放大輸入信號(hào)。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中配置所述放大器電路以形成第一時(shí)間間隔的步驟 包括配置數(shù)字控制電路以數(shù)字地形成作為實(shí)質(zhì)上固定時(shí)間間隔的所述第一時(shí)間間隔；在所述第一時(shí)間間隔之后并且在形成所述第二時(shí)間間隔之前，配置所述數(shù)字控制電路 以形成第三時(shí)間間隔；以及配置所述放大器電路以響應(yīng)于所述第三時(shí)間間隔停止對(duì)所述電容器充電，并響應(yīng)于所 述第二時(shí)間間隔選擇性地放大所述輸入信號(hào)。
全文摘要
在一個(gè)實(shí)施方案中，放大器電路被形成為使得放大器電路的輸出上的爆破和喀喇噪聲最小。放大器電路被配置成將放大器電路的輸出級(jí)置于高阻抗?fàn)顟B(tài)以使得爆破和喀喇噪聲最小。在另一實(shí)施方案中，放大器電路被配置成使兩個(gè)放大器的輸入耦合在一起以最小化爆破和喀喇噪聲。
文檔編號(hào)H03F1/30GK101743688SQ200780053789
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2007年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月20日
發(fā)明者M·H·萊特 申請(qǐng)人:半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司