专利名称：运算放大器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种运算放大器，尤其涉及一种用于驱动诸如液晶显示装置的电容行负载的运算放大器。
背景技术：
传统上，在大多数情况下已经使用双极晶体管构造运算放大器。但是，由于对于 MOS电路和双极晶体管的共存以及对于低功率运行的不断的要求，与以前相比，使用MOS晶体管构造运算放大器更常见。当用MOS晶体管构造运算放大器时，存在下述情况，即通过利用MOS晶体管固有的模式特性采用不同于用双极晶体管构造的运算放大器的电路构造。此种运算放大器的示例包括使用电子切换功能的放大器。用MOS晶体管构造运算放大器的应用领域之一是TFT IXD (薄膜晶体管液晶显示) 驱动器LSI。该LCD驱动器LSI包括多个具有电压跟随器构造的运算放大器作为输出缓冲放大器和用于伽马校正的灰阶电源。要求LCD驱动器LSI在所述多个运算放大器种的偏移电压方面仅有小的差异。因此，在本领域中要求具有极其小的偏移电压的MOS运算放大器。在传统闭环结构的单位增益运算放大器中，两级单位增益运放电路主要通过在输出端上增加双采样电路、提高输入级MOS管的对称性以及使用斩波技术来消除运放的失调电压。参照图1所示，该运放电路包括偏置电路、输入级电路和输出级电路三部分。输入级使用了由MOS管Ml、M2、M5组成的差分输入结构。输出级电路由M6、M7以及电容Cc和CL 组成，作为运放的第二级来放大差分输出的信号，电容Cc为米勒电容，调节运放的稳定性。 该电路还包括一个由M3和M4构成的镜像电流镜。但是，增加双采样电路和使用斩波技术都增加了电路的复杂性；由于工艺的原因，输入对管的失配问题也无法完全消除；斩波技术需要额外的电路和一定频率的时钟信号来实现。鉴于以上弊端，却有必要提供一种新型的运算放大器来解决上述缺陷。
发明内容本发明的目的在于提供一种为了解决现有技术中由于工艺制造原因导致MOS管的失配对失调电压的影响。实现上述目的的技术方案是一种运算放大器，其包括输入级电路，其包括镜像电路、差分输入电路A、差分输入电路B、为差分输入电路 A提供偏置电流的偏置电路A以及为差分输入电路B提供偏置电流的偏置电路B ；输出级电路，其由镜像电路的输出端B提供输入电压并形成输出电压；以及差模反馈电路，其对输入电压和输出电压的差值进行检测，最终的反馈信号通过分别控制两个输入级电路的偏置电路来消除失调电压。可选地，所述差分输入电路A和差分输入电路B分别设置为提高反馈电压增益的不对称结构。可选地，所述差分输入电路A中的两个输入管的跨导是不对称的，其中与镜像电路中输出端A相连的MOS管的跨导比与镜像电路中输出端B相连的MOS管的跨导大。可选地，所述差分输入电路B中的两个输入管的跨导也是不对称的，其中与镜像电路中输出端B相连的MOS管的跨导比与镜像电路中输出端A相连的MOS管的跨导要大。可选地，所述差分输入电路A与差分输入电路B为并联的相同输入对管。可选地，所述输入对管中的两只MOS管的尺寸不同。可选地，所述差分输入电路A与差分输入电路B的输入对管与镜像电路的交叉互联。与现有技术相比，上述运算放大器的有益效果是本发明运算放大器在不增加电路复杂度的前提下，通过增加一个差模反馈电路来实现运放失调电压的消除，解决了运算放大器由于工作温度变化产生的静态工作点漂移问题。本发明的运算放大器在输入级电路中使用了不对称结构的输入管，提高反馈环路电压增益的同时避免了传统的对称结构的输入管所形成失配误差。
图1是现有技术的一种两级单位增益运放电路结构示意图；图2是本发明运算放大器的实施方式的原理框图；图3是本发明运算放大器中输入级电路的电路图；图4是本发明运算放大器中差模反馈电路及输出级电路的电路图。
具体实施方式参照图2所示，本发明的运算放大器在不增加电路复杂程度的前提下，通过增加差模反馈电路来实现运放失调电压的消除，同时在输入级电路中输入管设置为不对称结构，避免了传统运放存在的失配误差。以下具体介绍本实施方式的的放大器结构本发明运算放大器包括输入级电路201，其包括镜像电路204、差分输入电路A210、差分输入电路B211、为差分输入电路A210提供偏置电流的偏置电路A212以及为差分输入电路B211提供偏置电流的偏置电路B213 ；输出级电路202，其由镜像电路的输出端B提供输入电压并形成输出电压；以及差模反馈电路203，其对输入电压和输出电压的差值进行检测，最终的反馈信号通过分别控制两个输入级电路的偏置电路212、213来实现消除失调电压的目的。其中，该差分输入电路A210与差分输入电路B211为并联的相同输入对管。该输入对管中的两只MOS管的尺寸不同。差分输入电路A210、差分输入电路B211与镜像电路204 的连接采用交叉互联的方法。所述差分输入电路A210中的两个输入管的跨导是不对称的， 其中与镜像电路204中输出端A214相连的MOS管的跨导比与镜像电路204中输出端B215 相连的MOS管的跨导大，同样，差分输入电路B211中的两个输入管的跨导也是不对称的，其中与镜像电路204中输出端B215相连的MOS管的跨导比与镜像电路204中输出端A214相连的MOS管的跨导要大。即，差分输入电路A210和差分输入电路B211都具有不对称结构。参照图3所示，其为本发明运算放大器中输入级电路201的电路图，其中，MOS管Ml连接电源VDD和结点314，MOS管M2连接电源VDD和结点313，MOS管M3连接结点316 和结点313，MOS管M4连接结点316和结点314，MOS管M5连接结点314和结点315，MOS 管M6连接结点315和结点313，MOS管M7连接结点316和地电平VSS，MOS管M8连接结点 315和地电平VSS。 MOS管M7禾口 MOS管M8组成一个镜像电路204，MOS管Ml、MOS管M4禾口 MOS管M5 组成差分输出电路A210，MOS管M2、MOS管M3和MOS管M6组成差分输出电路B211。其中 M3和M5的偏置电流相同，M4和M6的偏置电流相同，流经MOS管M3和M5的偏置电流比流经MOS管M4和M6的偏置电流小，同时MOS管M3和M5的宽长比MOS管M4和M6的宽长短， 艮口 MOS管M3禾口 M5的跨导比MOS管M4禾口 M6的小。参照图4所示，其为本发明运算放大器中差模反馈电路203及输出级电路202的电路图。参照图3结合图4所示，MOS管Ml的栅极与差模反馈电路203的一个差分输出311 相连。MOS管M2的栅极与差模反馈电路203的另一个差分输出312相连。MOS管M3和M4 的栅极与运算放大器的输出电压Vout相连。MOS管M5和M6的栅极与运算放大器的输入电压Vin相连。MOS管M7和MOS管M8的栅极与结点316相连.MOS管Ml和M2的栅极电压由差模反馈电路203的输出信号控制。结点315为MOS 管M7和M8组成镜像电路204的镜像输出端。两对差分输入管分别与镜像电路204交叉互联。参照图4所示，当输出电压Vout略大于输入电压Vin时，差模反馈电路203中FB2 的栅源电压变大，即流经MOS管FB2的电流IFB2变大，结点312的电压降低，根据差分对工作原理，流经FB3的电流变小，结点311的电压升高。结点311的电压为Ml的栅极电压，该点电压的升高导致流经Ml电流IMl变小；由于M4的跨导大于M5的跨导，故，流经M4的电流的减小量大于流经M5的电流的减小量。同理，结点312的电压为M2的栅极电压，该点电压的降低导致流经M2的电流IM2变大；由于M3的跨导小于M6的跨导，故，流经M6中电流的增加量大于流经M3中电流的增加量。通过上述分析可知，流经M7的电流变小，即结点316 的电压降低；流经M8的电流变大，即结点315的电压升高。结点315电压作用于输出级电路202的M9，使得输出结点319的电压降低。从而减小失调误差电压。参照图4所示，当输出电压Vout略小于输入电压Vin时，差模反馈电路203中FB2 的栅源电压变小，即流经MOS管FB2的电流IFB2变小，结点312的电压升高，根据差分对工作原理，流经FB3的电流变大，结点311的电压降低。结点311的电压为Ml的栅极电压，该点电压的升高导致流经Ml电流IMl变大；由于M4的跨导大于M5的跨导，故，流经M4的电流的增加量大于M5管的电流的增加量。同理，结点312的电压为M2管的栅极电压，该点电压的升高导致流经M2的电流IM2变大；由于M3的跨导小于M6的跨导，故，流经M6中电流的减小量大于流经M3中电流的减小量。通过上述分析可知，流经M7的电流变大，即结点316 的电压升高；流经M8的电流变小，即结点315的电压降低。结点315电压作用于输出级电路202的M9，使得输出结点319电压升高。从而减小失调误差电压。综上所述，本发明运算放大器在不增加电路复杂度的前提下，通过增加一个差模反馈电路来实现运放失调电压的消除；在输入级电路中使用了不对称结构的输入管，从而避免了传统的对称结构的输入管形成失配误差。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1.一种运算放大器，其特征在于，其包括输入级电路，其包括镜像电路、差分输入电路A、差分输入电路B、为差分输入电路A提供偏置电流的偏置电路A以及为差分输入电路B提供偏置电流的偏置电路B ；输出级电路，其由镜像电路的输出端B提供输入电压并形成输出电压；以及差模反馈电路，其对输入电压和输出电压的差值进行检测，最终的反馈信号通过分别控制两个输入级电路的偏置电路来消除失调电压。
2.如权利要求1所述的运算放大器，其特征在于，所述差分输入电路A和差分输入电路 B分别设置为提高反馈电压增益的不对称结构。
3.如权利要求2所述的运算放大器，其特征在于，所述差分输入电路A中的两个输入管的跨导是不对称的，其中与镜像电路中输出端A相连的MOS管的跨导比与镜像电路中输出端B相连的MOS管的跨导大。
4.如权利要求3所述的运算放大器，其特征在于，所述差分输入电路B中的两个输入管的跨导也是不对称的，其中与镜像电路中输出端B相连的MOS管的跨导比与镜像电路中输出端A相连的MOS管的跨导要大。
5.如权利要求1至4任意一项所述的运算放大器，其特征在于，所述差分输入电路A与差分输入电路B为并联的相同输入对管。
6.如权利要求5所述的运算放大器，其特征在于，所述输入对管中的两只MOS管的尺寸不同。
7.如权利要求6所述的运算放大器，其特征在于，所述差分输入电路A与差分输入电路 B的输入对管与镜像电路的交叉互联。
全文摘要
一种运算放大器，其包括输入级电路，其包括镜像电路、差分输入电路A、差分输入电路B、为差分输入电路A提供偏置电流的偏置电路A以及为差分输入电路B提供偏置电流的偏置电路B；输出级电路，其由镜像电路的输出端B提供输入电压并形成输出电压；以及差模反馈电路，其对输入电压和输出电压的差值进行检测，最终的反馈信号通过分别控制两个输入级电路的偏置电路来消除失调电压。本发明运算放大器在不增加电路复杂度的前提下，通过增加一个差模反馈电路来实现运放失调电压的消除，解决了运算放大器由于工作温度变化产生的静态工作点漂移问题。
文档编号H03F3/45GK102571004SQ20101060535
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者程亮 申请人:无锡华润上华半导体有限公司, 无锡华润上华科技有限公司