本發(fā)明涉及ab類驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)，具體涉及一種帶瞬態(tài)保護功能的ab類驅(qū)動電路。

背景技術(shù)：

1、運算放大器在電路系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用，尤其在小信號采集領(lǐng)域，需要將傳感器等輸出的微小信號進行放大以便處理。放大器的特性將直接影響整體系統(tǒng)的精度。對于低電壓低功耗等應(yīng)用，通常需要放大器具有軌至軌輸出，且在不降低最大輸出驅(qū)動能力的同時減小靜態(tài)電流消耗。對于音頻處理應(yīng)用，又需要放大器具有非常小的失真。

2、放大器通常由輸入級、中間級以及輸出級構(gòu)成，輸出級的設(shè)計對于滿足軌至軌輸出、良好的失真度以及減小靜態(tài)功耗至關(guān)重要。在輸出級結(jié)構(gòu)中，ab類驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)可滿足軌至軌輸出特性，且具有高效率、低失真以及小的靜態(tài)電流消耗的特點，因此被廣泛使用。

3、現(xiàn)有的前饋式ab類輸出級電路，如圖1所示，包括由pmos管mp4和nmos管mn4構(gòu)成的推挽輸出級電路，由電流源ib2、nmos管mn1和nmos管mn2構(gòu)成的mn3管柵端偏置，由電流源ib4、pmos管mp1和pmos管mp2構(gòu)成的mp3管柵端偏置，由mn3管和mp3管構(gòu)成浮動電壓控制電路。電流源ib1為vp節(jié)點的上拉偏置恒流源，電流源ib3為vn節(jié)點的下拉偏置恒流源，節(jié)點vn、vp為前級驅(qū)動電路提供的差分信號輸入。

4、現(xiàn)有的ab類結(jié)構(gòu)輸出驅(qū)動電路需要前一級電路進行差分信號驅(qū)動，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且對前級電路的設(shè)計要求較高，使用具有局限性。當采用單端信號驅(qū)動時，不管是上節(jié)點驅(qū)動還是下節(jié)點驅(qū)動，由于ab類輸出級下管和上管柵端驅(qū)動信號的傳輸路徑不同、節(jié)點驅(qū)動能力也不同，在大信號階躍響應(yīng)時，存在上下管同一時間強導(dǎo)通的情況，造成電源到地產(chǎn)生低阻通路，極大地影響了電路工作可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種帶瞬態(tài)保護功能的ab類驅(qū)動電路。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種帶瞬態(tài)保護功能的ab類驅(qū)動電路，包括推挽輸出電路單元、驅(qū)動電路單元和瞬態(tài)保護電路單元；

4、所述推挽輸出電路單元的上管采用pmos管，下管采用nmos管；所述推挽輸出電路單元接收驅(qū)動電路單元輸出的控制信號，調(diào)整上管和下管導(dǎo)通特性實現(xiàn)輸出電壓的控制，并與瞬態(tài)保護電路單元連接，為瞬態(tài)保護電路單元提供采樣信號；所述驅(qū)動電路單元接收瞬態(tài)保護電路單元輸出的電壓，并產(chǎn)生控制電壓分別控制推挽輸出電路單元的上管和下管，使其工作狀態(tài)受輸入電壓控制；所述瞬態(tài)保護電路單元接收推挽輸出電路單元和驅(qū)動電路單元的信號，并產(chǎn)生控制電流用于調(diào)整驅(qū)動電路單元輸入信號的狀態(tài)，使得推挽輸出電路單元始終工作在可靠狀態(tài)，防止同時導(dǎo)通的狀態(tài)發(fā)生。

5、進一步地，所述推挽輸出電路單元包括pmos管mp6和nmos管mn6，pmos管mp6和nmos管mn6構(gòu)成推挽輸出結(jié)構(gòu)，所述pmos管mp6的源端與系統(tǒng)電源vcc連接，pmos管mp6的漏端與nmos管mn6的漏端均連接于輸出節(jié)點vout，輸出節(jié)點vout與瞬態(tài)增強電路單元連接，pmos管mp6的柵端與節(jié)點vp連接，節(jié)點vp分別連接于驅(qū)動電路單元以及瞬態(tài)保護電路單元，nmos管mn6的柵端與節(jié)點vn連接，節(jié)點vn連接于驅(qū)動電路單元以及瞬態(tài)保護電路單元，nmos管mn6的源端與系統(tǒng)電源地gnd連接。

6、進一步地，所述驅(qū)動電路單元包括pmos管mp1和mp3構(gòu)成的恒流偏置，nmos管mn1和mn2構(gòu)成的偏置電壓產(chǎn)生電路，nmos管mn4和mn5構(gòu)成的恒流偏置，pmos管mp2和mp4構(gòu)成的偏置電壓產(chǎn)生電路，以及nmos管mn3和pmos管mp5構(gòu)成的互補偏置電路；所述pmos管mp1的柵端與偏置電壓vb1連接，pmos管mp1的源端與系統(tǒng)電源vcc連接，pmos管mp1的漏端分別與nmos管mn1的漏端、nmos管mn1的柵端和nmos管mn3的柵端連接，nmos管mn1的源端分別與nmos管mn2的漏端和nmos管mn2的柵端連接，nmos管mn2的源端與系統(tǒng)電源地gnd連接，nmos管mn3的漏端分別與pmos管mp3的漏端連接、pmos管mp5的源端和節(jié)點vp連接，節(jié)點vp與推挽輸出電路單元和瞬態(tài)保護電路單元連接，nmos管mn3的源端通過節(jié)點vn與pmos管mp5的漏端和nmos管mn4的漏端連接，節(jié)點vn與推挽輸出電路單元和瞬態(tài)保護電路單元連接，pmos管mp2和mp3的源端均與系統(tǒng)電源vcc連接，pmos管mp3的柵端與pmos管mp4的源端連接并與pmos管mp2的柵端和漏端連接，pmos管mp5的柵端與nmos管mn5的漏端連接并與pmos管mp4的柵端和漏端連接，nmos管mn4和mn5的源端均與系統(tǒng)電源地gnd連接，nmos管mn4和mn5的柵端均與偏置電壓vb2連接。

7、進一步地，所述瞬態(tài)保護電路單元包括pmos管mp7構(gòu)成的第一采樣管，nmos管mn8和mn9構(gòu)成的電流鏡電路，nmos管mn7構(gòu)成的第二采樣管以及npn管q1構(gòu)成的射級跟隨器結(jié)構(gòu)；pmos管mp7的源端連接輸出節(jié)點vout，pmos管mp7的柵端連接節(jié)點vp，節(jié)點vp與驅(qū)動電路單元和推挽輸出電路單元連接，pmos管mp7的漏端分別與nmos管mn9的漏端和柵端連接并與nmos管mn8的柵端連接，nmos管mn8和mn9的源端與系統(tǒng)電源地gnd連接，nmos管mn8的漏端與nmos管mn7的源端連接，nmos管mn7的柵端與npn管q1的發(fā)射極連接并與節(jié)點vn連接，節(jié)點vn連接驅(qū)動電路單元和推挽輸出電路單元，輸入節(jié)點vin分別與npn管q1的基極和nmos管mn7的漏端連接，npn管q1的集電極與系統(tǒng)電源vcc連接。

8、進一步地，通過調(diào)整所述nmos管mn2和mn6的尺寸比例以及pmos管mp2和mp6的尺寸比例調(diào)整推挽輸出級的靜態(tài)電流，使得輸出級靜態(tài)電流可控制在較小的水平，并且不影響工作時的負載電流。

9、進一步地，通過調(diào)整nmos管mn7、mn6的尺寸比例以及nmos管mn8、mn9的尺寸比例調(diào)整瞬態(tài)保護電路限制的推挽輸出級最大電流。

10、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明在傳統(tǒng)的前饋式ab類推挽輸出驅(qū)動基礎(chǔ)上，優(yōu)化了驅(qū)動結(jié)構(gòu)，使其可以直接由單端信號控制，并增加了瞬態(tài)保護電路，使其由單端信號進行驅(qū)動時更加可靠穩(wěn)定的工作，提高了電路適用性，簡化了前級電路的設(shè)計難度。

技術(shù)特征：

1.一種帶瞬態(tài)保護功能的ab類驅(qū)動電路，其特征在于，包括推挽輸出電路單元、驅(qū)動電路單元和瞬態(tài)保護電路單元；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶瞬態(tài)保護功能的ab類驅(qū)動電路，其特征在于，所述推挽輸出電路單元包括pmos管mp6和nmos管mn6，pmos管mp6和nmos管mn6構(gòu)成推挽輸出結(jié)構(gòu)，所述pmos管mp6的源端與系統(tǒng)電源vcc連接，pmos管mp6的漏端與nmos管mn6的漏端均連接于輸出節(jié)點vout，輸出節(jié)點vout與瞬態(tài)增強電路單元連接，pmos管mp6的柵端與節(jié)點vp連接，節(jié)點vp分別連接于驅(qū)動電路單元以及瞬態(tài)保護電路單元，nmos管mn6的柵端與節(jié)點vn連接，節(jié)點vn連接于驅(qū)動電路單元以及瞬態(tài)保護電路單元，nmos管mn6的源端與系統(tǒng)電源地gnd連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶瞬態(tài)保護功能的ab類驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路單元包括pmos管mp1和mp3構(gòu)成的恒流偏置，nmos管mn1和mn2構(gòu)成的偏置電壓產(chǎn)生電路，nmos管mn4和mn5構(gòu)成的恒流偏置，pmos管mp2和mp4構(gòu)成的偏置電壓產(chǎn)生電路，以及nmos管mn3和pmos管mp5構(gòu)成的互補偏置電路；所述pmos管mp1的柵端與偏置電壓vb1連接，pmos管mp1的源端與系統(tǒng)電源vcc連接，pmos管mp1的漏端分別與nmos管mn1的漏端、nmos管mn1的柵端和nmos管mn3的柵端連接，nmos管mn1的源端分別與nmos管mn2的漏端和nmos管mn2的柵端連接，nmos管mn2的源端與系統(tǒng)電源地gnd連接，nmos管mn3的漏端分別與pmos管mp3的漏端連接、pmos管mp5的源端和節(jié)點vp連接，節(jié)點vp與推挽輸出電路單元和瞬態(tài)保護電路單元連接，nmos管mn3的源端通過節(jié)點vn與pmos管mp5的漏端和nmos管mn4的漏端連接，節(jié)點vn與推挽輸出電路單元和瞬態(tài)保護電路單元連接，pmos管mp2和mp3的源端均與系統(tǒng)電源vcc連接，pmos管mp3的柵端與pmos管mp4的源端連接并與pmos管mp2的柵端和漏端連接，pmos管mp5的柵端與nmos管mn5的漏端連接并與pmos管mp4的柵端和漏端連接，nmos管mn4和mn5的源端均與系統(tǒng)電源地gnd連接，nmos管mn4和mn5的柵端均與偏置電壓vb2連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶瞬態(tài)保護功能的ab類驅(qū)動電路，其特征在于，所述瞬態(tài)保護電路單元包括pmos管mp7構(gòu)成的第一采樣管，nmos管mn8和mn9構(gòu)成的電流鏡電路，nmos管mn7構(gòu)成的第二采樣管以及npn管q1構(gòu)成的射級跟隨器結(jié)構(gòu)；pmos管mp7的源端連接輸出節(jié)點vout，pmos管mp7的柵端連接節(jié)點vp，節(jié)點vp與驅(qū)動電路單元和推挽輸出電路單元連接，pmos管mp7的漏端分別與nmos管mn9的漏端和柵端連接并與nmos管mn8的柵端連接，nmos管mn8和mn9的源端與系統(tǒng)電源地gnd連接，nmos管mn8的漏端與nmos管mn7的源端連接，nmos管mn7的柵端與npn管q1的發(fā)射極連接并與節(jié)點vn連接，節(jié)點vn連接驅(qū)動電路單元和推挽輸出電路單元，輸入節(jié)點vin分別與npn管q1的基極和nmos管mn7的漏端連接，npn管q1的集電極與系統(tǒng)電源vcc連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶瞬態(tài)保護功能的ab類驅(qū)動電路，其特征在于，通過調(diào)整所述nmos管mn2和mn6的尺寸比例以及pmos管mp2和mp6的尺寸比例調(diào)整推挽輸出級的靜態(tài)電流，使得輸出級靜態(tài)電流可控制在較小的水平，并且不影響工作時的負載電流。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶瞬態(tài)保護功能的ab類驅(qū)動電路，其特征在于，通過調(diào)整nmos管mn7、mn6的尺寸比例以及nmos管mn8、mn9的尺寸比例調(diào)整瞬態(tài)保護電路限制的推挽輸出級最大電流。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種帶瞬態(tài)保護功能的AB類驅(qū)動電路，推挽輸出電路單元的上管采用PMOS管，下管采用NMOS管；推挽輸出電路單元接收驅(qū)動電路單元輸出的控制信號，調(diào)整上管和下管導(dǎo)通特性實現(xiàn)輸出電壓的控制，并與瞬態(tài)保護電路單元連接，為瞬態(tài)保護電路單元提供采樣信號；驅(qū)動電路單元接收瞬態(tài)保護電路單元輸出的電壓，并產(chǎn)生控制電壓分別控制推挽輸出電路單元的上管和下管，使其工作狀態(tài)受輸入電壓控制；瞬態(tài)保護電路單元接收推挽輸出電路單元和驅(qū)動電路單元的信號，并產(chǎn)生控制電流用于調(diào)整驅(qū)動電路單元輸入信號的狀態(tài)。本發(fā)明優(yōu)化了驅(qū)動結(jié)構(gòu)，使其可以直接由單端信號控制，并增加了瞬態(tài)保護電路，使其由單端信號進行驅(qū)動時更加可靠穩(wěn)定，提高了電路適用性。

技術(shù)研發(fā)人員：陳力,李永清,張劍飛,廖建新,高峰,顧東波
受保護的技術(shù)使用者：北京中盾安民分析技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/17