軌到軌運(yùn)算放大器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種軌到軌運(yùn)算放大器。包括：輸入級(jí)和輸出級(jí)，輸入級(jí)包括第一電流源、第一輸入級(jí)、第二電流源、第二輸入級(jí)、第三電流源、第四電流源和折疊級(jí)，其中：第一電流源生成第一恒定電流信號(hào)；第一輸入級(jí)將第一差分電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一差分電流信號(hào)輸入至折疊級(jí)；第二電流源生成第二恒定電流信號(hào)；第二輸入級(jí)將第一差分電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二差分電流信號(hào)輸入至輸出級(jí)；第三電流源生成第三恒定電流信號(hào)；第四電流源生成第四恒定電流信號(hào)；折疊級(jí)將第一差分電流信號(hào)輸入至輸出級(jí)。本發(fā)明提供的軌到軌運(yùn)算放大器，輸入級(jí)不對(duì)稱，導(dǎo)致輸入級(jí)輸出的共模電壓不為Vdd/2，輸出級(jí)的驅(qū)動(dòng)電壓較大，使得輸出級(jí)輸出的信號(hào)的帶寬較大。
【專利說(shuō)明】軌到軌運(yùn)算放大器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種軌到軌運(yùn)算放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著集成電路工藝特征尺寸的逐漸減小，芯片的尺寸也越來(lái)越小，芯片中電源的電壓Vdd也在逐漸減小。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的軌到軌運(yùn)算放大器的輸入級(jí)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，輸入級(jí)輸出的共模電壓為Vdd/2。圖1為現(xiàn)有的軌到軌運(yùn)算放大器的電路圖，如圖1所示，包括輸入級(jí)100和輸出級(jí)200，其中輸入級(jí)中:第一場(chǎng)效應(yīng)管1、第二場(chǎng)效應(yīng)管2為N型金屬氧化物半導(dǎo)體(N-Mental-Oxide-Semiconductor,簡(jiǎn)稱NMOS)輸入對(duì)管，包括第三NMOS場(chǎng)效應(yīng)管3的電流源為其提供電流；第四場(chǎng)效應(yīng)管4、第五場(chǎng)效應(yīng)管5為P型金屬氧化物半導(dǎo)體(P-Mental-Oxide-Semiconductor,簡(jiǎn)稱PM0S)輸入對(duì)管，包括第六PMOS場(chǎng)效應(yīng)管6的電流源為其提供電流；第七場(chǎng)效應(yīng)管7、第八場(chǎng)效應(yīng)管8為NMOS輸入對(duì)管的PMOS折疊級(jí)，包括第九PMOS場(chǎng)效應(yīng)管9、第十PMOS場(chǎng)效應(yīng)管10的電流源為其提供電流；第十三場(chǎng)效應(yīng)管13、第十四場(chǎng)效應(yīng)管14為PMOS輸入對(duì)管的NMOS折疊級(jí)，包括第十一 NMOS場(chǎng)效應(yīng)管11、第十二 NMOS場(chǎng)效應(yīng)管12的電流源為其提供電流。其工作原理為:輸入電壓通過(guò)兩條路徑進(jìn)行放大，一方面NMOS輸入對(duì)管將輸入電壓轉(zhuǎn)換為電流,并經(jīng)過(guò)PMOS折疊級(jí)后輸出，另一方面PMOS輸入對(duì)管將輸入電壓轉(zhuǎn)換為電流，并經(jīng)過(guò)NMOS折疊級(jí)后輸出，兩路輸出信號(hào)疊加后作為最終的輸出電壓輸入至軌到軌運(yùn)算放大器的輸出級(jí)。
[0004]但現(xiàn)有技術(shù)存在如下缺陷:由于輸入級(jí)輸出的共模電壓為Vdd/2，在電源電壓Vdd較小時(shí)，輸出級(jí)的驅(qū)動(dòng)電壓較小，導(dǎo)致輸出級(jí)輸出的信號(hào)的帶寬較小。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明提供一種軌到軌運(yùn)算放大器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的在電源電壓Vdd較小時(shí)，輸出級(jí)輸出的信號(hào)的帶寬較小的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明提供了一種軌到軌運(yùn)算放大器，包括:輸入級(jí)和輸出級(jí)，所述輸入級(jí)包括第一電流源、第一輸入級(jí)、第二電流源、第二輸入級(jí)、第三電流源、第四電流源和折疊級(jí)，其中:
[0007]所述第一電流源，用于生成第一恒定電流信號(hào)；
[0008]所述第一輸入級(jí)，用于接收第一差分電壓信號(hào)和所述第一恒定電流信號(hào)，并將所述第一差分電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一差分電流信號(hào)輸入至所述折疊級(jí)；
[0009]所述第二電流源，用于生成第二恒定電流信號(hào)；[0010]所述第二輸入級(jí)，用于接收所述第一差分電壓信號(hào)和所述第二恒定電流信號(hào)，并將所述第一差分電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二差分電流信號(hào)輸入至所述輸出級(jí)；
[0011]所述第三電流源，用于生成第三恒定電流信號(hào)；
[0012]所述第四電流源，用于生成第四恒定電流信號(hào)；[0013]所述折疊級(jí)，用于接收所述第一差分電流信號(hào)、所述第四恒定電流信號(hào)和所述第三恒定電流信號(hào)，并將所述第一差分電流信號(hào)輸入至所述輸出級(jí)。
[0014]本發(fā)明提供的軌到軌運(yùn)算放大器，由于第二輸入級(jí)后沒(méi)有折疊級(jí)，即本實(shí)施例的軌到軌運(yùn)算放大電路的輸入級(jí)為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使輸入級(jí)接收的第一差分電壓信號(hào)，一路經(jīng)第一輸入級(jí)和折疊級(jí)后輸出，一路經(jīng)第二輸入級(jí)后直接輸出，進(jìn)而使輸入級(jí)輸出的共模電壓不為Vdd/2，在電源電壓Vdd較小時(shí)，輸出級(jí)的驅(qū)動(dòng)電壓較大，從而使得輸出級(jí)輸出的信號(hào)的帶寬較大。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為現(xiàn)有的軌到軌運(yùn)算放大器的電路圖；
[0016]圖2為本發(fā)明提供的軌到軌運(yùn)算放大器一個(gè)實(shí)施例的電路圖；
[0017]圖3為本發(fā)明提供的軌到軌運(yùn)算放大器又一個(gè)實(shí)施例的電路圖；
[0018]圖4為本發(fā)明提供的軌到軌運(yùn)算放大器又一個(gè)實(shí)施例的電路圖；
[0019]圖5為本發(fā)明提供的軌到軌運(yùn)算放大器的輸出級(jí)一個(gè)實(shí)施例的電路圖；
[0020]圖6為本發(fā)明提供的軌到軌運(yùn)算放大器的輸出級(jí)又一個(gè)實(shí)施例的電路圖；
[0021]圖7為本發(fā)明提供的軌到軌運(yùn)算放大器的輸出級(jí)又一個(gè)實(shí)施例的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過(guò)具體的實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0023]圖2為本發(fā)明提供的軌到軌運(yùn)算放大器一個(gè)實(shí)施例的電路圖。如圖2所示，該軌到軌運(yùn)算放大器包括:輸入級(jí)21和輸出級(jí)22，輸入級(jí)21包括第一電流源23、第一輸入級(jí)24、第二電流源25、第二輸入級(jí)26、第三電流源27、第四電流源28和折疊級(jí)29，其中:
[0024]第一電流源23,用于生成第一;〖亙定電流信號(hào)；
[0025]第一輸入級(jí)24，用于接收第一差分電壓信號(hào)和第一恒定電流信號(hào)，并將第一差分電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一差分電流信號(hào)輸入至折疊級(jí)29 ；
[0026]第二電流源25，用于生成第二恒定電流信號(hào)；
[0027]第二輸入級(jí)26，用于接收第一差分電壓信號(hào)和第二恒定電流信號(hào)，并將第一差分電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二差分電流信號(hào)輸入至輸出級(jí)22 ；
[0028]第三電流源27，用于生成第三恒定電流信號(hào)；
[0029]第四電流源28，用于生成第四恒定電流信號(hào)；
[0030]折疊級(jí)29，用于接收第一差分電流信號(hào)、第四恒定電流信號(hào)和第三恒定電流信號(hào)，并將第一差分電流信號(hào)輸入至輸出級(jí)22。
[0031]具體的，輸入至輸入級(jí)21的第一差分電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)兩個(gè)不同的路徑被放大，一路經(jīng)過(guò)第一輸入級(jí)24后被轉(zhuǎn)換為第一差分電流信號(hào)，并經(jīng)過(guò)折疊級(jí)29后輸入至輸出級(jí)22，另一路經(jīng)過(guò)第二輸入級(jí)26后被轉(zhuǎn)換為第二差分電流信號(hào)并直接輸入至輸出級(jí)22，第一差分電流信號(hào)和第二差分電流信號(hào)疊加后輸入至輸出級(jí)22。輸出級(jí)22具體可以為現(xiàn)有的各種軌到軌運(yùn)算放大器的輸出級(jí)。
[0032]本實(shí)施例提供的軌到軌運(yùn)算放大器，由于第二輸入級(jí)后沒(méi)有折疊級(jí)，即本實(shí)施例的軌到軌運(yùn)算放大電路的輸入級(jí)為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使輸入級(jí)接收的第一差分電壓信號(hào)，一路經(jīng)第一輸入級(jí)和折疊級(jí)后輸出，一路經(jīng)第二輸入級(jí)后直接輸出，進(jìn)而使輸入級(jí)輸出的共模電壓不為Vdd/2，在電源電壓Vdd較小時(shí)，可以供給輸出級(jí)較大的過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓，使得輸出級(jí)輸出的信號(hào)的帶寬較大。
[0033]圖3為本發(fā)明提供的軌到軌運(yùn)算放大器又一個(gè)實(shí)施例的電路圖。如圖3所示，本實(shí)施例在圖2所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步描述了輸入級(jí)21的一種具體結(jié)構(gòu)，該輸入級(jí)21包括多個(gè)NMOS管和多個(gè)PMOS管，具體的:
[0034]第一輸入級(jí)24包括第一場(chǎng)效應(yīng)管I和第二場(chǎng)效應(yīng)管2，第一電流源23包括第三場(chǎng)效應(yīng)管3，第二輸入級(jí)26包括第四場(chǎng)效應(yīng)管4和第五場(chǎng)效應(yīng)管5，第二電流源25包括第六場(chǎng)效應(yīng)管6，折疊級(jí)29包括第七場(chǎng)效應(yīng)管7和第八場(chǎng)效應(yīng)管8，第三電流源27包括第九場(chǎng)效應(yīng)管9和第十場(chǎng)效應(yīng)管10，第四電流源28包括第十一場(chǎng)效應(yīng)管11和第十二場(chǎng)效應(yīng)管12 ；
[0035]第一場(chǎng)效應(yīng)管I的源極和第二場(chǎng)效應(yīng)管2的源極分別與第三場(chǎng)效應(yīng)管3的漏極電連接，第一場(chǎng)效應(yīng)管I的漏極與第七場(chǎng)效應(yīng)管7的源極電連接，第一場(chǎng)效應(yīng)管I的柵極與第四場(chǎng)效應(yīng)管4的柵極電連接，第二場(chǎng)效應(yīng)管2的漏極與第八場(chǎng)效應(yīng)管8的源極電連接，第二場(chǎng)效應(yīng)管2的柵極與第五場(chǎng)效應(yīng)管5的柵極電連接；
[0036]第三場(chǎng)效應(yīng)管3的柵極分別與第十一場(chǎng)效應(yīng)管11的柵極和第十二場(chǎng)效應(yīng)管12的柵極電連接；
[0037]第四場(chǎng)效應(yīng)管4的源極和第五場(chǎng)效應(yīng)管5的源極分別與第六場(chǎng)效應(yīng)管6的漏極電連接，第四場(chǎng)效應(yīng)管4的漏極與第七場(chǎng)效應(yīng)管7的漏極電連接，第五場(chǎng)效應(yīng)管5的漏極與第八場(chǎng)效應(yīng)管8的漏極電連接；
[0038]第六場(chǎng)效應(yīng)管6的柵極分別與第九場(chǎng)效應(yīng)管9的柵極和第十場(chǎng)效應(yīng)管10的柵極電連接；
[0039]第七場(chǎng)效應(yīng)管7的柵極與第八場(chǎng)效應(yīng)管8的柵極電連接，第七場(chǎng)效應(yīng)管7的源極與第九場(chǎng)效應(yīng)管9的漏極電連接，第七場(chǎng)效應(yīng)管7的漏極分別與第十一場(chǎng)效應(yīng)管11的漏極和輸出級(jí)22電連接，第八場(chǎng)效應(yīng)管8的源極與第十場(chǎng)效應(yīng)管10的漏極電連接，第八場(chǎng)效應(yīng)管8的漏極分別與第十二場(chǎng)效應(yīng)管12的漏極和輸出級(jí)22電連接。
[0040]其中，第一場(chǎng)效應(yīng)管1、第二場(chǎng)效應(yīng)管2、第三場(chǎng)效應(yīng)管3、第十一場(chǎng)效應(yīng)管11和第十二場(chǎng)效應(yīng)管12為N型金屬氧化物半導(dǎo)體匪OS場(chǎng)效應(yīng)管；
[0041]第四場(chǎng)效應(yīng)管4、第五場(chǎng)效應(yīng)管5、第六場(chǎng)效應(yīng)管6、第七場(chǎng)效應(yīng)管7、第八場(chǎng)效應(yīng)管
8、第九場(chǎng)效應(yīng)管9和第十場(chǎng)效應(yīng)管10為P型金屬氧化物半導(dǎo)體PMOS場(chǎng)效應(yīng)管；
[0042]第三場(chǎng)效應(yīng)管3的源極、第十一場(chǎng)效應(yīng)管11的源極和第十二場(chǎng)效應(yīng)管12的源極分別接地，第六場(chǎng)效應(yīng)管6的源極、第九場(chǎng)效應(yīng)管9的源極和第十場(chǎng)效應(yīng)管10的源極分別與電源電連接。
[0043]具體的，輸入級(jí)21通過(guò)輸入端口 INI+、INl-接收輸入的第一差分電壓信號(hào),第一差分電壓信號(hào)中的正信號(hào)通過(guò)輸入端口 INl+分別輸入至第一場(chǎng)效應(yīng)管I的柵極和第四場(chǎng)效應(yīng)管4的柵極,第一差分電壓信號(hào)中的負(fù)信號(hào)通過(guò)輸入端口 INl-分別輸入至第二場(chǎng)效應(yīng)管2的柵極和第五場(chǎng)效應(yīng)管5的柵極。
[0044]第一場(chǎng)效應(yīng)管I通過(guò)柵極接收第一差分電壓信號(hào)中的正信號(hào)，并通過(guò)漏極輸出第一差分電流信號(hào)中的正信號(hào)至第七場(chǎng)效應(yīng)管7的源極，第七場(chǎng)效應(yīng)管7通過(guò)漏極輸出第一差分電流信號(hào)中的正信號(hào)。第四場(chǎng)效應(yīng)管4通過(guò)柵極接收第一差分電壓信號(hào)中的正信號(hào)，并通過(guò)漏極輸出第二差分電流信號(hào)中的正信號(hào)。第七場(chǎng)效應(yīng)管7漏極輸出的第一差分電流信號(hào)中的正信號(hào)和第四場(chǎng)效應(yīng)管4漏極輸出的第二差分電流信號(hào)中的正信號(hào)疊加后輸入至輸出級(jí)22。
[0045]第二場(chǎng)效應(yīng)管2通過(guò)柵極接收第一差分電壓信號(hào)中的負(fù)信號(hào)，并通過(guò)漏極輸出第一差分電流信號(hào)中的負(fù)信號(hào)至第八場(chǎng)效應(yīng)管8的源極，第八場(chǎng)效應(yīng)管8通過(guò)漏極輸出第一差分電流信號(hào)中的負(fù)信號(hào)。第五場(chǎng)效應(yīng)管5通過(guò)柵極接收第一差分電壓信號(hào)中的負(fù)信號(hào)，并通過(guò)漏極輸出第二差分電流信號(hào)中的負(fù)信號(hào)。第八場(chǎng)效應(yīng)管8漏極輸出的第一差分電流信號(hào)中的負(fù)信號(hào)和第五場(chǎng)效應(yīng)管5漏極輸出的第二差分電流信號(hào)中的負(fù)信號(hào)疊加后輸入至輸出級(jí)22。
[0046]本實(shí)施例提供的軌到軌運(yùn)算放大器，由于第二輸入級(jí)后沒(méi)有折疊級(jí)，即本實(shí)施例的軌到軌運(yùn)算放大電路的輸入級(jí)為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使輸入級(jí)接收的第一差分電壓信號(hào)，一路經(jīng)第一輸入級(jí)和折疊級(jí)后輸出，一路經(jīng)第二輸入級(jí)后直接輸出，進(jìn)而使輸入級(jí)輸出的共模電壓不為Vdd/2, —般小于Vdd/2,在電源電壓Vdd較小時(shí),可以供給輸出級(jí)較大的過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓，從而使得輸出級(jí)輸出的信號(hào)的帶寬較大。
[0047]圖4為本發(fā)明提供的軌到軌運(yùn)算放大器又一個(gè)實(shí)施例的電路圖。如圖4所示，本實(shí)施例在圖2所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步描述了輸入級(jí)21的另一種具體結(jié)構(gòu)，該輸入級(jí)21與圖3所示實(shí)施例中的輸入級(jí)21對(duì)稱，也包括多個(gè)NMOS管和多個(gè)PMOS管，具體的:
[0048]第一輸入級(jí)24包括第一場(chǎng)效應(yīng)管I和第二場(chǎng)效應(yīng)管2，第一電流源23包括第三場(chǎng)效應(yīng)管3，第二輸入級(jí)26包括第四場(chǎng)效應(yīng)管4和第五場(chǎng)效應(yīng)管5，第二電流源25包括第六場(chǎng)效應(yīng)管6，折疊級(jí)29包括第七場(chǎng)效應(yīng)管7和第八場(chǎng)效應(yīng)管8，第三電流源27包括第九場(chǎng)效應(yīng)管9和第十場(chǎng)效應(yīng)管10，第四電流源28包括第十一場(chǎng)效應(yīng)管11和第十二場(chǎng)效應(yīng)管12 ；
[0049]第一場(chǎng)效應(yīng)管I的源極和第二場(chǎng)效應(yīng)管2的源極分別與第三場(chǎng)效應(yīng)管3的漏極電連接，第一場(chǎng)效應(yīng)管I的漏極與第七場(chǎng)效應(yīng)管7的源極電連接，第一場(chǎng)效應(yīng)管I的柵極與第四場(chǎng)效應(yīng)管4的柵極電連接，第二場(chǎng)效應(yīng)管2的漏極與第八場(chǎng)效應(yīng)管8的源極電連接，第二場(chǎng)效應(yīng)管2的柵極與第五場(chǎng)效應(yīng)管5的柵極電連接；
[0050]第三場(chǎng)效應(yīng)管3的柵極分別與第十一場(chǎng)效應(yīng)管11的柵極和第十二場(chǎng)效應(yīng)管12的柵極電連接；
[0051]第四場(chǎng)效應(yīng)管4的源極和第五場(chǎng)效應(yīng)管5的源極分別與第六場(chǎng)效應(yīng)管6的漏極電連接，第四場(chǎng)效應(yīng)管4的漏極與第七場(chǎng)效應(yīng)管7的漏極電連接，第五場(chǎng)效應(yīng)管5的漏極與第八場(chǎng)效應(yīng)管8的漏極電連接；
[0052]第六場(chǎng)效應(yīng)管6的柵極分別與第九場(chǎng)效應(yīng)管9的柵極和第十場(chǎng)效應(yīng)管10的柵極電連接；
[0053]第七場(chǎng)效應(yīng)管7的柵極與第八場(chǎng)效應(yīng)管8的柵極電連接，第七場(chǎng)效應(yīng)管7的源極與第九場(chǎng)效應(yīng)管9的漏極電連接，第七場(chǎng)效應(yīng)管7的漏極分別與第十一場(chǎng)效應(yīng)管11的漏極和輸出級(jí)22電連接，第八場(chǎng)效應(yīng)管8的源極與第十場(chǎng)效應(yīng)管10的漏極電連接，第八場(chǎng)效應(yīng)管8的漏極分別與第十二場(chǎng)效應(yīng)管12的漏極和輸出級(jí)22電連接。
[0054]與圖3所不實(shí)施例不同,其中,第一場(chǎng)效應(yīng)管1、第二場(chǎng)效應(yīng)管2、第三場(chǎng)效應(yīng)管3、第i 場(chǎng)效應(yīng)管11和第十二場(chǎng)效應(yīng)管12為P型金屬氧化物半導(dǎo)體PMOS場(chǎng)效應(yīng)管；
[0055]第四場(chǎng)效應(yīng)管4、第五場(chǎng)效應(yīng)管5、第六場(chǎng)效應(yīng)管6、第七場(chǎng)效應(yīng)管7、第八場(chǎng)效應(yīng)管
8、第九場(chǎng)效應(yīng)管9和第十場(chǎng)效應(yīng)管10為N型金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS場(chǎng)效應(yīng)管；
[0056]第三場(chǎng)效應(yīng)管3的源極、第十一場(chǎng)效應(yīng)管11的源極和第十二場(chǎng)效應(yīng)管12的源極分別與電源電連接，第六場(chǎng)效應(yīng)管6的源極、第九場(chǎng)效應(yīng)管9的源極和第十場(chǎng)效應(yīng)管10的源極分別接地。
[0057]具體的，輸入級(jí)21通過(guò)輸入端口 INI+、INl-接收輸入的第一差分電壓信號(hào),第一差分電壓信號(hào)中的正信號(hào)通過(guò)輸入端口 INl+分別輸入至第一場(chǎng)效應(yīng)管I的柵極和第四場(chǎng)效應(yīng)管4的柵極,第一差分電壓信號(hào)中的負(fù)信號(hào)通過(guò)輸入端口 INl-分別輸入至第二場(chǎng)效應(yīng)管2的柵極和第五場(chǎng)效應(yīng)管5的柵極。
[0058]第一場(chǎng)效應(yīng)管I通過(guò)柵極接收第一差分電壓信號(hào)中的正信號(hào)，并通過(guò)漏極輸出第一差分電流信號(hào)中的正信號(hào)至第七場(chǎng)效應(yīng)管7的源極，第七場(chǎng)效應(yīng)管7通過(guò)漏極輸出第一差分電流信號(hào)中的正信號(hào)。第四場(chǎng)效應(yīng)管4通過(guò)柵極接收第一差分電壓信號(hào)中的正信號(hào)，并通過(guò)漏極輸出第二差分電流信號(hào)中的正信號(hào)。第七場(chǎng)效應(yīng)管7漏極輸出的第一差分電流信號(hào)中的正信號(hào)和第四場(chǎng)效應(yīng)管4漏極輸出的第二差分電流信號(hào)中的正信號(hào)疊加后輸入至輸出級(jí)22。
[0059]第二場(chǎng)效應(yīng)管2通過(guò)柵極接收第一差分電壓信號(hào)中的負(fù)信號(hào)，并通過(guò)漏極輸出第一差分電流信號(hào)中的負(fù)信號(hào)至第八場(chǎng)效應(yīng)管8的源極，第八場(chǎng)效應(yīng)管8通過(guò)漏極輸出第一差分電流信號(hào)中的負(fù)信號(hào)。第五場(chǎng)效應(yīng)管5通過(guò)柵極接收第一差分電壓信號(hào)中的負(fù)信號(hào)，并通過(guò)漏極輸出第二差分電流信號(hào)中的負(fù)信號(hào)。第八場(chǎng)效應(yīng)管8漏極輸出的第一差分電流信號(hào)中的負(fù)信號(hào)和第五場(chǎng)效應(yīng)管5漏極輸出的第二差分電流信號(hào)中的負(fù)信號(hào)疊加后輸入至輸出級(jí)22。
[0060]本實(shí)施例提供的軌到軌運(yùn)算放大器，由于第二輸入級(jí)后沒(méi)有折疊級(jí)，即本實(shí)施例的軌到軌運(yùn)算放大電路的輸入級(jí)為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使輸入級(jí)接收的第一差分電壓信號(hào)，一路經(jīng)第一輸入級(jí)和折疊級(jí)后輸出，一路經(jīng)第二輸入級(jí)后直接輸出，進(jìn)而使輸入級(jí)輸出的共模電壓不為Vdd/2, —般大于Vdd/2,在電源電壓Vdd較小時(shí),可以供給輸出級(jí)較大的過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓，從而使得輸出級(jí)輸出的信號(hào)的帶寬較大。
[0061]圖5為本發(fā)明提供的軌到軌運(yùn)算放大器的輸出級(jí)一個(gè)實(shí)施例的電路圖。如圖5所示，本實(shí)施例進(jìn)一步描述了圖2、圖3以及圖4所示實(shí)施例中輸出級(jí)22的電路結(jié)構(gòu)，該輸出級(jí)包括:第五電流源51、第三輸入級(jí)52、第一鏡像電路53、第六電流源54、第四輸入級(jí)55、第二鏡像電路56、第七電流源57、第一偏置電路58、第三鏡像電路59、第八電流源60、第二偏置電路61、第四鏡像電路62，其中:
[0062]第五電流源51，用于生成第五恒定電流信號(hào)；
[0063]第三輸入級(jí)52,用于接收輸入級(jí)21輸入的第二差分電壓信號(hào)和第五恒定電流信號(hào)，并將第二差分電壓信號(hào)中的負(fù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電流信號(hào)分別輸入至第一鏡像電路53和第四鏡像電路62;
[0064]第一鏡像電路53,用于將第一電流信號(hào)輸入至軌到軌運(yùn)算放大器的輸出正端；
[0065]第六電流源54，用于生成第六恒定電流信號(hào)；
[0066]第四輸入級(jí)55,用于接收輸入級(jí)21輸入的第二差分電壓信號(hào)和第六恒定電流信號(hào)，并將第二差分電壓信號(hào)中的正信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電流信號(hào)分別輸入至第二鏡像電路56和第三鏡像電路59 ；
[0067]第二鏡像電路56，用于將第二電流信號(hào)輸入至軌到軌運(yùn)算放大器的輸出負(fù)端；
[0068]第七電流源57，用于生成第七恒定電流信號(hào)；
[0069]第一偏置電路58,用于將第七恒定電流信號(hào)輸入至第三鏡像電路59 ；
[0070]第二鏡像電路59,用于接收第二電流信號(hào)和第七恒定電流信號(hào)，并將第二電流fg號(hào)輸入至軌到軌運(yùn)算放大器的輸出正端；[0071]第八電流源60，用于生成第八恒定電流信號(hào)；
[0072]第二偏置電路61，用于將第八恒定電流信號(hào)輸入至第四鏡像電路62 ；
[0073]第四鏡像電路62，用于接收第一電流信號(hào)和第八恒定電流信號(hào)，并將第一電流信號(hào)輸入至軌到軌運(yùn)算放大器的輸出負(fù)端。
[0074]具體的，本實(shí)施例提供的輸出級(jí)采用全差分低壓AB類放大電路。輸入級(jí)21輸出的第二差分電壓信號(hào)中的負(fù)信號(hào)經(jīng)過(guò)第三輸入級(jí)52后被轉(zhuǎn)化為第一電流信號(hào)，并經(jīng)過(guò)第一鏡像電路53后輸入至軌到軌運(yùn)算放大器的輸出正端，以及經(jīng)過(guò)第四鏡像電路62后輸入至軌到軌運(yùn)算放大器的輸出負(fù)端。輸入級(jí)21輸出的第二差分電壓信號(hào)中的正信號(hào)經(jīng)過(guò)第四輸入級(jí)55后被轉(zhuǎn)化為第二電流信號(hào)，并經(jīng)過(guò)第二鏡像電路56后輸入至軌到軌運(yùn)算放大器的輸出負(fù)端，以及經(jīng)過(guò)第三鏡像電路59后輸入至軌到軌運(yùn)算放大器的輸出正端。輸入至軌到軌運(yùn)算放大器的輸出正端的第一電流信號(hào)和第二電流信號(hào)疊加后輸出，輸入至軌到軌運(yùn)算放大器的輸出負(fù)端的第一電流信號(hào)和第二電流信號(hào)疊加后輸出。
[0075]本實(shí)施例提供的軌到軌運(yùn)算放大器的輸出級(jí)，在輸入級(jí)輸出的共模電壓不在Vdd/2時(shí)，可以輸出帶寬較大的信號(hào)。
[0076]圖6為本發(fā)明提供的軌到軌運(yùn)算放大器的輸出級(jí)又一個(gè)實(shí)施例的電路圖。如圖6所示，本實(shí)施例在圖5所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步描述了輸出級(jí)22的一種具體結(jié)構(gòu)，該輸出級(jí)22包括多個(gè)NMOS管和多個(gè)PMOS管，具體的:
[0077]第三輸入級(jí)52包括第十五場(chǎng)效應(yīng)管71和第十六場(chǎng)效應(yīng)管72，第五電流源51包括第十七場(chǎng)效應(yīng)管73，第一鏡像電路53包括第十八場(chǎng)效應(yīng)管74和第十九場(chǎng)效應(yīng)管75，第四輸入級(jí)55包括第二十場(chǎng)效應(yīng)管76和第二十一 場(chǎng)效應(yīng)管77,第六電流源54包括第二十二場(chǎng)效應(yīng)管78，第二鏡像電路56包括第二十三場(chǎng)效應(yīng)管79和第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80，第七電流源57包括第二十五場(chǎng)效應(yīng)管81,第一偏置電路58包括第二十六場(chǎng)效應(yīng)管82,第三鏡像電路59包括第二十七場(chǎng)效應(yīng)管83和第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84，第八電流源60包括第二十九場(chǎng)效應(yīng)管85，第二偏置電路61包括第三十場(chǎng)效應(yīng)管86，第四鏡像電路62包括第三十一場(chǎng)效應(yīng)管87和第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88。
[0078]第十五場(chǎng)效應(yīng)管71的源極和第十六場(chǎng)效應(yīng)管72的源極分別與第十八場(chǎng)效應(yīng)管74的漏極電連接，第十五場(chǎng)效應(yīng)管71的柵極與第二十一場(chǎng)效應(yīng)管77的柵極電連接，第十五場(chǎng)效應(yīng)管71的漏極分別與第十八場(chǎng)效應(yīng)管74的柵極、第十九場(chǎng)效應(yīng)管75的柵極和第十七場(chǎng)效應(yīng)管73的漏極電連接，第十六場(chǎng)效應(yīng)管72的柵極與第二十二場(chǎng)效應(yīng)管78的柵極電連接，第十六場(chǎng)效應(yīng)管72的漏極分別與第三十場(chǎng)效應(yīng)管86的源極和第三十一場(chǎng)效應(yīng)管87的漏極電連接。
[0079]第十九場(chǎng)效應(yīng)管75的源極分別與第十八場(chǎng)效應(yīng)管74的源極、第二十三場(chǎng)效應(yīng)管79的源極和第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80的源極電連接，第十九場(chǎng)效應(yīng)管75的漏極與第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84的漏極電連接，第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80的漏極與第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88的漏極電連接。
[0080]第二十場(chǎng)效應(yīng)管76的源極和第二十一場(chǎng)效應(yīng)管77的源極分別與第二十三場(chǎng)效應(yīng)管79的漏極電連接，第二十場(chǎng)效應(yīng)管76的漏極分別與第二十六場(chǎng)效應(yīng)管82的源極和第二十七場(chǎng)效應(yīng)管83的漏極電連接，第二十一場(chǎng)效應(yīng)管77的漏極分別與第二十三場(chǎng)效應(yīng)管79的柵極、第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80的柵極和第二十二場(chǎng)效應(yīng)管78的漏極電連接。
[0081]第十七場(chǎng)效應(yīng)管73的源極與第二十二場(chǎng)效應(yīng)管78的源極電連接；
[0082]第二十五場(chǎng)效應(yīng)管81的源極與第二十九場(chǎng)效應(yīng)管85的源極電連接，第二十五場(chǎng)效應(yīng)管81的漏極分別與第二十六場(chǎng)效應(yīng)管82的漏極、第二十七場(chǎng)效應(yīng)管83的柵極和第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84的柵極電連接,第二十九場(chǎng)效應(yīng)管85的漏極分別與第三十場(chǎng)效應(yīng)管86的漏極、第三十一場(chǎng)效應(yīng)管87的柵極和第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88的柵極電連接；
[0083]第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84的源極分別與第二十七場(chǎng)效應(yīng)管83的源極、第三十一場(chǎng)效應(yīng)管87的源極和第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88的源極電連接。
[0084]其中,第十五場(chǎng)效應(yīng)管71、第十六場(chǎng)效應(yīng)管72、第十八場(chǎng)效應(yīng)管74、第十九晶體75管、第二十場(chǎng)效應(yīng)管76、第二^ 場(chǎng)效應(yīng)管77、第二十三場(chǎng)效應(yīng)管79、第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80、第二十五場(chǎng)效應(yīng)管81和第二十九場(chǎng)效應(yīng)管85為P型金屬氧化物半導(dǎo)體PMOS場(chǎng)效應(yīng)管；
[0085]第十七場(chǎng)效應(yīng)管73、第二十二場(chǎng)效應(yīng)管78、第二十六場(chǎng)效應(yīng)管82、第二十七場(chǎng)效應(yīng)管83、第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84、第三十場(chǎng)效應(yīng)管86和第三十一場(chǎng)效應(yīng)管87和第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88為N型金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS場(chǎng)效應(yīng)管；
[0086]第十八場(chǎng)效應(yīng)管74的源極、第十九場(chǎng)效應(yīng)管75的源極、第二十三場(chǎng)效應(yīng)管79的源極、第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80的源極、第二十五場(chǎng)效應(yīng)管81的源極和第二十九場(chǎng)效應(yīng)管85的源極分別與電源電連接，第十七場(chǎng)效應(yīng)管73的源極、第二十二場(chǎng)效應(yīng)管78的源極、第二十七場(chǎng)效應(yīng)管83的源極、第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84的源極、第三十一場(chǎng)效應(yīng)管87的源極和第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88的源極分別接地。
[0087]具體的，本實(shí)施例提供的輸出級(jí)22和圖3所示實(shí)施例中的輸入級(jí)21配合使用，以輸出帶寬較大的信號(hào)。輸出級(jí)22通過(guò)輸入端口 IN2+、IN2-接收輸入級(jí)21輸出的第二差分電壓信號(hào)，第二差分電壓信號(hào)中的正信號(hào)通過(guò)輸入端口 IN2+分別輸入至第十五場(chǎng)效應(yīng)管71的柵極和第二十場(chǎng)效應(yīng)管76的柵極，第二差分電壓信號(hào)中的負(fù)信號(hào)通過(guò)輸入端口IN2-分別輸入至第十六場(chǎng)效應(yīng)管72的柵極和第二十一場(chǎng)效應(yīng)管77的柵極。
[0088]第十六場(chǎng)效應(yīng)管72通過(guò)柵極接收第二差分電壓信號(hào)中的負(fù)信號(hào)，并通過(guò)源極輸出第一電流信號(hào)至第十八場(chǎng)效應(yīng)管74的漏極，第十八場(chǎng)效應(yīng)管74通過(guò)柵極將第一電流信號(hào)輸入至第十九場(chǎng)效應(yīng)管75的柵極,第十九場(chǎng)效應(yīng)管75通過(guò)漏極輸出該第一電流信號(hào)，以及通過(guò)漏極輸出第一電流信號(hào)至第三十一場(chǎng)效應(yīng)管87的漏極， 第三十一場(chǎng)效應(yīng)管87通過(guò)柵極將第一電流信號(hào)輸入至第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88的柵極，第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88通過(guò)漏極輸出該第一電流信號(hào)。
[0089]第二十場(chǎng)效應(yīng)管76通過(guò)柵極接收第二差分電壓信號(hào)中的正信號(hào)，并通過(guò)源極輸出第二電流信號(hào)至第二十三場(chǎng)效應(yīng)管79的漏極，以及通過(guò)漏極輸出第二電流信號(hào)至第二十七場(chǎng)效應(yīng)管83的漏極，第二十三場(chǎng)效應(yīng)管79通過(guò)柵極將第二電流信號(hào)輸入至第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80的柵極，第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80通過(guò)漏極輸出該第二電流信號(hào)，第二十七場(chǎng)效應(yīng)管83通過(guò)柵極將第二電流信號(hào)輸入至第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84的柵極，第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84通過(guò)漏極輸出該第二電流信號(hào)。
[0090]第十九場(chǎng)效應(yīng)管75的漏極輸出的第一電流信號(hào)和第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84的漏極輸出的第二電流信號(hào)疊加后通過(guò)軌到軌運(yùn)算放大器的輸出正端輸出。
[0091]第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80的漏極輸出的第二電流信號(hào)和第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88的漏極輸出的第一電流信號(hào)疊加后通過(guò)軌到軌運(yùn)算放大器的輸出負(fù)端輸出。
[0092]本實(shí)施例提供的軌到軌運(yùn)算放大器的輸出級(jí)，在輸入級(jí)輸出的共模電壓小于Vdd/2時(shí)，可以輸出帶寬較大的信號(hào)。
[0093]圖7為本發(fā)明提供的軌到軌運(yùn)算放大器的輸出級(jí)又一個(gè)實(shí)施例的電路圖。如圖7所示，本實(shí)施例在圖5所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步描述了輸出級(jí)22的另一種具體結(jié)構(gòu)，該輸出級(jí)22與圖6所示實(shí)施例中的輸出級(jí)22對(duì)稱，也包括多個(gè)NMOS管和多個(gè)PMOS管，具體的:
[0094]第三輸入級(jí)52包括第十五場(chǎng)效應(yīng)管71和第十六場(chǎng)效應(yīng)管72，第五電流源51包括第十七場(chǎng)效應(yīng)管73，第一鏡像電路53包括第十八場(chǎng)效應(yīng)管74和第十九場(chǎng)效應(yīng)管75，第四輸入級(jí)55包括第二十場(chǎng)效應(yīng)管76和第二 場(chǎng)效應(yīng)管77,第六電流源54包括第二十二場(chǎng)效應(yīng)管78，第二鏡像電路56包括第二十三場(chǎng)效應(yīng)管79和第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80，第七電流源57包括第二十五場(chǎng)效應(yīng)管81,第一偏置電路58包括第二十六場(chǎng)效應(yīng)管82,第三鏡像電路59包括第二十七場(chǎng)效應(yīng)管83和第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84，第八電流源60包括第二十九場(chǎng)效應(yīng)管85，第二偏置電路61包括第三十場(chǎng)效應(yīng)管86，第四鏡像電路62包括第三i 一場(chǎng)效應(yīng)管87和第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88 ；
[0095]第十五場(chǎng)效應(yīng)管71的源極和第十六場(chǎng)效應(yīng)管72的源極分別與第十八場(chǎng)效應(yīng)管74的漏極電連接，第十五場(chǎng)效應(yīng)管71的柵極與第二十一場(chǎng)效應(yīng)管77的柵極電連接，第十五場(chǎng)效應(yīng)管71的漏極分別與第十八場(chǎng)效應(yīng)管74的柵極、第十九場(chǎng)效應(yīng)管75的柵極和第十七場(chǎng)效應(yīng)管73的漏極電連接，第十六場(chǎng)效應(yīng)管72的柵極與第二十二場(chǎng)效應(yīng)管78的柵極電連接，第十六場(chǎng)效應(yīng)管72的漏極分別與第三十場(chǎng)效應(yīng)管86的源極和第三十一場(chǎng)效應(yīng)管87的漏極電連接；
[0096]第十九場(chǎng)效應(yīng)管75的源極分別與第十八場(chǎng)效應(yīng)管74的源極、第二十三場(chǎng)效應(yīng)管79的源極和第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80的源極電連接，第十九場(chǎng)效應(yīng)管75的漏極與第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84的漏極電連接，第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80的漏極與第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88的漏極電連接;
[0097]第二十場(chǎng)效應(yīng)管76的源極和第二十一場(chǎng)效應(yīng)管77的源極分別與第二十三場(chǎng)效應(yīng)管79的漏極電連接，第二十場(chǎng)效應(yīng)管76的漏極分別與第二十六場(chǎng)效應(yīng)管82的源極和第二十七場(chǎng)效應(yīng)管83的漏極電連接，第二十一場(chǎng)效應(yīng)管77的漏極分別與第二十三場(chǎng)效應(yīng)管79的柵極、第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80的柵極和第二十二場(chǎng)效應(yīng)管78的漏極電連接；
[0098]第十七場(chǎng)效應(yīng)管73的源極與第二十二場(chǎng)效應(yīng)管78的源極電連接；
[0099]第二十五場(chǎng)效應(yīng)管81的源極與第二十九場(chǎng)效應(yīng)管85的源極電連接，第二十五場(chǎng)效應(yīng)管81的漏極分別與第二十六場(chǎng)效應(yīng)管82的漏極、第二十七場(chǎng)效應(yīng)管83的柵極和第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84的柵極電連接,第二十九場(chǎng)效應(yīng)管85的漏極分別與第三十場(chǎng)效應(yīng)管86的漏極、第三十一場(chǎng)效應(yīng)管87的柵極和第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88的柵極電連接；
[0100]第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84的源極分別與第二十七場(chǎng)效應(yīng)管83的源極、第三十一場(chǎng)效應(yīng)管87的源極和第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88的源極電連接。
[0101]與圖6所示實(shí)施例不同，其中，第十五場(chǎng)效應(yīng)管71、第十六場(chǎng)效應(yīng)管72、第十八場(chǎng)效應(yīng)管74、第十九晶體75管、第二十場(chǎng)效應(yīng)管76、第二十一場(chǎng)效應(yīng)管77、第二十三場(chǎng)效應(yīng)管79、第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80、第二十五場(chǎng)效應(yīng)管81和第二十九場(chǎng)效應(yīng)管85為N型金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS場(chǎng)效應(yīng)管；
[0102]第十七場(chǎng)效應(yīng) 管73、第二十二場(chǎng)效應(yīng)管78、第二十六場(chǎng)效應(yīng)管82、第二十七場(chǎng)效應(yīng)管83、第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84、第三十場(chǎng)效應(yīng)管86和第三十一場(chǎng)效應(yīng)管87和第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88為P型金屬氧化物半導(dǎo)體PMOS場(chǎng)效應(yīng)管；
[0103]第十八場(chǎng)效應(yīng)管74的源極、第十九場(chǎng)效應(yīng)管75的源極、第二十三場(chǎng)效應(yīng)管79的源極、第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80的源極、第二十五場(chǎng)效應(yīng)管81的源極和第二十九場(chǎng)效應(yīng)管85的源極分別接地，第十七場(chǎng)效應(yīng)管73的源極、第二十二場(chǎng)效應(yīng)管78的源極、第二十七場(chǎng)效應(yīng)管83的源極、第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84的源極、第三十一場(chǎng)效應(yīng)管87的源極和第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88的源極分別與電源電連接。
[0104]具體的，本實(shí)施例提供的輸出級(jí)22和圖4所示實(shí)施例中的輸入級(jí)21配合使用，以輸出帶寬較大的信號(hào)。輸出級(jí)22通過(guò)輸入端口 IN2+、IN2-接收輸入級(jí)21輸出的第二差分電壓信號(hào)，第二差分電壓信號(hào)中的正信號(hào)通過(guò)輸入端口 IN2+分別輸入至第十五場(chǎng)效應(yīng)管71的柵極和第二十場(chǎng)效應(yīng)管76的柵極，第二差分電壓信號(hào)中的負(fù)信號(hào)通過(guò)輸入端口IN2-分別輸入至第十六場(chǎng)效應(yīng)管72的柵極和第二十一場(chǎng)效應(yīng)管77的柵極。
[0105]第十六場(chǎng)效應(yīng)管72通過(guò)柵極接收第二差分電壓信號(hào)中的負(fù)信號(hào)，并通過(guò)源極輸出第一電流信號(hào)至第十八場(chǎng)效應(yīng)管74的漏極，第十八場(chǎng)效應(yīng)管74通過(guò)柵極將第一電流信號(hào)輸入至第十九場(chǎng)效應(yīng)管75的柵極,第十九場(chǎng)效應(yīng)管75通過(guò)漏極輸出該第一電流信號(hào)，以及通過(guò)漏極輸出第一電流信號(hào)至第三十一場(chǎng)效應(yīng)管87的漏極，第三十一場(chǎng)效應(yīng)管87通過(guò)柵極將第一電流信號(hào)輸入至第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88的柵極，第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88通過(guò)漏極輸出該第一電流信號(hào)。
[0106]第二十場(chǎng)效應(yīng)管76通過(guò)柵極接收第二差分電壓信號(hào)中的正信號(hào)，并通過(guò)源極輸出第二電流信號(hào)至第二十三場(chǎng)效應(yīng)管79的漏極，以及通過(guò)漏極輸出第二電流信號(hào)至第二十七場(chǎng)效應(yīng)管83的漏極，第二十三場(chǎng)效應(yīng)管79通過(guò)柵極將第二電流信號(hào)輸入至第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80的柵極，第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80通過(guò)漏極輸出該第二電流信號(hào)，第二十七場(chǎng)效應(yīng)管83通過(guò)柵極將第二電流信號(hào)輸入至第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84的柵極，第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84通過(guò)漏極輸出該第二電流信號(hào)。
[0107]第十九場(chǎng)效應(yīng)管75的漏極輸出的第一電流信號(hào)和第二十八場(chǎng)效應(yīng)管84的漏極輸出的第二電流信號(hào)疊加后通過(guò)軌到軌運(yùn)算放大器的輸出正端輸出。
[0108]第二十四場(chǎng)效應(yīng)管80的漏極輸出的第二電流信號(hào)和第三十二場(chǎng)效應(yīng)管88的漏極輸出的第一電流信號(hào)疊加后通過(guò)軌到軌運(yùn)算放大器的輸出負(fù)端輸出。
[0109]本實(shí)施例提供的軌到軌運(yùn)算放大器的輸出級(jí)，在輸入級(jí)輸出的共模電壓大于Vdd/2時(shí)，可以輸出帶寬較大的信號(hào)。[0110]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種軌到軌運(yùn)算放大器，其特征在于，包括:輸入級(jí)和輸出級(jí)，所述輸入級(jí)包括第一電流源、第一輸入級(jí)、第二電流源、第二輸入級(jí)、第三電流源、第四電流源和折疊級(jí)，其中: 所述第一電流源，用于生成第一;〖亙定電流信號(hào)； 所述第一輸入級(jí)，用于接收第一差分電壓信號(hào)和所述第一恒定電流信號(hào)，并將所述第一差分電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一差分電流信號(hào)輸入至所述折疊級(jí)； 所述第二電流源，用于生成第二恒定電流信號(hào)； 所述第二輸入級(jí)，用于接收所述第一差分電壓信號(hào)和所述第二恒定電流信號(hào)，并將所述第一差分電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二差分電流信號(hào)輸入至所述輸出級(jí)； 所述第三電流源，用于生成第三恒定電流信號(hào)； 所述第四電流源，用于生成第四恒定電流信號(hào)； 所述折疊級(jí)，用于接收所述第一差分電流信號(hào)、所述第四恒定電流信號(hào)和所述第三恒定電流信號(hào)，并將所述第一差分電流信號(hào)輸入至所述輸出級(jí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌到軌運(yùn)算放大器，其特征在于， 所述第一輸入級(jí)包括第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管，所述第一電流源包括第三場(chǎng)效應(yīng)管，所述第二輸入級(jí)包括第四場(chǎng)效應(yīng)管和第五場(chǎng)效應(yīng)管，所述第二電流源包括第六場(chǎng)效應(yīng)管，所述折疊級(jí)包括第七場(chǎng)效應(yīng)管和第八場(chǎng)效應(yīng)管，所述第三電流源包括第九場(chǎng)效應(yīng)管和第十場(chǎng)效應(yīng)管，所述第四電流源包括第十一場(chǎng)效應(yīng)管和第十二場(chǎng)效應(yīng)管； 所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極和所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的源極分別與所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電連接，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的源極電連接，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電連接； 所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的源極電連接，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電連接； 所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極分別與所述第十一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和所述第十二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電連接； 所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的源極和所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的源極分別與所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電連接，所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電連接； 所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電連接； 所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的柵極分別與所述第九場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和所述第十場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電連接； 所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電連接，所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的源極與所述第九場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電連接，所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的漏極分別與所述第十一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和所述輸出級(jí)電連接； 所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的源極與所述第十場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電連接，所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的漏極分別與所述第十二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和所述輸出級(jí)電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軌到軌運(yùn)算放大器，其特征在于，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二場(chǎng)效應(yīng)管、所述第三場(chǎng)效應(yīng)管、所述第十一場(chǎng)效應(yīng)管和所述第十二場(chǎng)效應(yīng)管為N型金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS場(chǎng)效應(yīng)管； 所述第四場(chǎng)效應(yīng)管、所述第五場(chǎng)效應(yīng)管、所述第六場(chǎng)效應(yīng)管、所述第七場(chǎng)效應(yīng)管、所述第八場(chǎng)效應(yīng)管、所述第九場(chǎng)效應(yīng)管和所述第十場(chǎng)效應(yīng)管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體PMOS場(chǎng)效應(yīng)管； 所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第十一場(chǎng)效應(yīng)管的源極和所述第十二場(chǎng)效應(yīng)管的源極分別接地； 所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第九場(chǎng)效應(yīng)管的源極和所述第十場(chǎng)效應(yīng)管的源極分別與電源電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軌到軌運(yùn)算放大器，其特征在于，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二場(chǎng)效應(yīng)管、所述第三場(chǎng)效應(yīng)管、所述第十一場(chǎng)效應(yīng)管和所述第十二場(chǎng)效應(yīng)管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體PMOS場(chǎng)效應(yīng)管； 所述第四場(chǎng)效應(yīng)管、所述第五場(chǎng)效應(yīng)管、所述第六場(chǎng)效應(yīng)管、所述第七場(chǎng)效應(yīng)管、所述第八場(chǎng)效應(yīng)管、所述第九場(chǎng)效應(yīng)管和所述第十場(chǎng)效應(yīng)管為N型金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS場(chǎng)效應(yīng)管； 所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第十一場(chǎng)效應(yīng)管的源極和所述第十二場(chǎng)效應(yīng)管的源極分別與電源電連接； 所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第九場(chǎng)效應(yīng)管的源極和所述第十場(chǎng)效應(yīng)管的源極分別接地。
5.根據(jù)權(quán)利要 求1-4所述的軌到軌運(yùn)算放大器，其特征在于，所述輸出級(jí)包括第五電流源、第三輸入級(jí)、第一鏡像電路、第六電流源、第四輸入級(jí)、第二鏡像電路、第七電流源、第一偏置電路、第三鏡像電路、第八電流源、第二偏置電路、第四鏡像電路，其中: 所述第五電流源，用于生成第五恒定電流信號(hào)； 所述第三輸入級(jí)，用于接收所述輸入級(jí)輸入的第二差分電壓信號(hào)和所述第五恒定電流信號(hào)，并將所述第二差分電壓信號(hào)中的負(fù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為第三差分電流信號(hào)分別輸入至所述第一鏡像電路和所述第四鏡像電路； 所述第一鏡像電路，用于將所述第三差分電流信號(hào)輸入至所述軌到軌運(yùn)算放大器的輸出正端； 所述第六電流源，用于生成第六恒定電流信號(hào)； 所述第四輸入級(jí)，用于接收所述輸入級(jí)輸入的第二差分電壓信號(hào)和所述第六恒定電流信號(hào)，并將所述第二差分電壓信號(hào)中的正信號(hào)轉(zhuǎn)換為第四差分電流信號(hào)分別輸入至所述第二鏡像電路和所述第三鏡像電路； 所述第二鏡像電路，用于將所述第四差分電流信號(hào)輸入至所述軌到軌運(yùn)算放大器的輸出負(fù)端； 所述第七電流源，用于生成第七恒定電流信號(hào)； 所述第一偏置電路，用于將所述第七恒定電流信號(hào)輸入至所述第三鏡像電路； 所述第三鏡像電路，用于接收所述第四差分電流信號(hào)和所述第七恒定電流信號(hào)，并將所述第四差分電流信號(hào)輸入至所述軌到軌運(yùn)算放大器的輸出正端； 所述第八電流源，用于生成第八恒定電流信號(hào)； 所述第二偏置電路，用于將所述第八恒定電流信號(hào)輸入至所述第四鏡像電路； 所述第四鏡像電路，用于接收所述第三差分電流信號(hào)和所述第八恒定電流信號(hào)，并將所述第三差分電流信號(hào)輸入至所述軌到軌運(yùn)算放大器的輸出負(fù)端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軌到軌運(yùn)算放大器，其特征在于，所述第三輸入級(jí)包括第十五場(chǎng)效應(yīng)管和第十六場(chǎng)效應(yīng)管，所述第五電流源包括第十七場(chǎng)效應(yīng)管，所述第一鏡像電路包括第十八場(chǎng)效應(yīng)管和第十九場(chǎng)效應(yīng)管，所述第四輸入級(jí)包括第二十場(chǎng)效應(yīng)管和第二十一場(chǎng)效應(yīng)管，所述第六電流源包括第二十二場(chǎng)效應(yīng)管，所述第二鏡像電路包括第二十三場(chǎng)效應(yīng)管和第二十四場(chǎng)效應(yīng)管，所述第七電流源包括第二十五場(chǎng)效應(yīng)管，所述第一偏置電路包括第二十六場(chǎng)效應(yīng)管，所述第三鏡像電路包括第二十七場(chǎng)效應(yīng)管和第二十八場(chǎng)效應(yīng)管，所述第八電流源包括第二十九場(chǎng)效應(yīng)管，所述第二偏置電路包括第三十場(chǎng)效應(yīng)管，所述第四鏡像電路包括第三十一場(chǎng)效應(yīng)管和第三十二場(chǎng)效應(yīng)管； 所述第十五場(chǎng)效應(yīng)管的源極和所述第十六場(chǎng)效應(yīng)管的源極分別與所述第十八場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電連接，所述第十五場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述第二十一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電連接，所述第十五場(chǎng)效應(yīng)管的漏極分別與所述第十八場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、第十九場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和所述第十七場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電連接； 所述第十六場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述第二十二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電連接，所述第十六場(chǎng)效應(yīng)管的漏極分別與所述第三十場(chǎng)效應(yīng)管的源極和所述第三十一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電連接；所述第十九場(chǎng)效應(yīng)管的源極分別與所述第十八場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第二十三場(chǎng)效應(yīng)管的源極和所述第二十四場(chǎng)效應(yīng)管的源極電連接，所述第十九場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第二十八場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電連接； 所述第二十四場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第三十二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電連接； 所述第二十場(chǎng)效應(yīng)管的源極和所述第二十一場(chǎng)效應(yīng)管的源極分別與所述第二十三場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電連接，所 述第二十場(chǎng)效應(yīng)管的漏極分別與所述第二十六場(chǎng)效應(yīng)管的源極和所述第二十七場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電連接，所述第二十一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極分別與所述第二十三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、第二十四場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和所述第二十二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電連接； 所述第十七場(chǎng)效應(yīng)管的源極與所述第二十二場(chǎng)效應(yīng)管的源極電連接； 所述第二十五場(chǎng)效應(yīng)管的源極與所述第二十九場(chǎng)效應(yīng)管的源極電連接，所述第二十五場(chǎng)效應(yīng)管的漏極分別與所述第二十六場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、所述第二十七場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和所述第二十八場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電連接； 所述第二十九場(chǎng)效應(yīng)管的漏極分別與所述第三十場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、所述第三十一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和所述第三十二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電連接； 所述第二十八場(chǎng)效應(yīng)管的源極分別與所述第二十七場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第三十一場(chǎng)效應(yīng)管的源極和所述第三十二場(chǎng)效應(yīng)管的源極電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軌到軌運(yùn)算放大器，其特征在于，所述第十五場(chǎng)效應(yīng)管、所述第十六場(chǎng)效應(yīng)管、所述第十八場(chǎng)效應(yīng)管、所述第十九場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十一場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十三場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十四場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十五場(chǎng)效應(yīng)管和所述第二十九場(chǎng)效應(yīng)管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體PMOS場(chǎng)效應(yīng)管； 所述第十七場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十二場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十六場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十七場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十八場(chǎng)效應(yīng)管、所述第三十場(chǎng)效應(yīng)管和所述第三十一場(chǎng)效應(yīng)管和所述第三十二場(chǎng)效應(yīng)管為N型金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS場(chǎng)效應(yīng)管； 所述第十八場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第十九場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第二十三場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第二十四場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第二十五場(chǎng)效應(yīng)管的源極和所述第二十九場(chǎng)效應(yīng)管的源極分別與電源電連接；所述第十七場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第二十二場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第二十七場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第二十八場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第三十一場(chǎng)效應(yīng)管的源極和所述第三十二場(chǎng)效應(yīng)管的源極分別接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軌到軌運(yùn)算放大器，其特征在于，所述第十五場(chǎng)效應(yīng)管、所述第十六場(chǎng)效應(yīng)管、所述第十八場(chǎng)效應(yīng)管、所述第十九場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十一場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十三場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十四場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十五場(chǎng)效應(yīng)管和所述第二十九場(chǎng)效應(yīng)管為N型金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS場(chǎng)效應(yīng)管； 所述第十七場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十二場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十六場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十七場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二十八場(chǎng)效應(yīng)管、所述第三十場(chǎng)效應(yīng)管和所述第三十一場(chǎng)效應(yīng)管和所述第三十二場(chǎng)效應(yīng)管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體PMOS場(chǎng)效應(yīng)管； 所述第十八場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第十九場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第二十三場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第二十四場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第二十五場(chǎng)效應(yīng)管的源極和所述第二十九場(chǎng)效應(yīng)管的源極分別接地； 所述第十七場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第二十二場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第二十七場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第二十八場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第三十一場(chǎng)效應(yīng)管的源極和所述第三十二場(chǎng)效應(yīng)管的源極分別與電 源電連接。
【文檔編號(hào)】H03F1/42GK103457554SQ201310369432
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】孟時(shí)光, 張昊 申請(qǐng)人:龍芯中科技術(shù)有限公司