Ab类运算放大器的静态电流控制电路的利记博彩app
【专利摘要】本申请公开了一种AB类运算放大器的静态电流控制电路，包括驱动级、静态电流控制级和输出级。在静态电流控制级中增加了五个MOS管以取代两个运算放大器。这五个MOS管满足特定的关系，即：PMOS管五和PMOS管一具有相同参数，NMOS管五和NMOS管一具有相同参数，PMOS管五与NMOS管六的栅极-源极电压相同，NMOS管五与PMOS管六的栅极-源极电压相同。由此本申请可以达到现有的静态电流控制电路的相同效果，并具有电路结构简单、功耗低、面积小、工艺实现简便、无需考虑运算放大器的输出电压摆幅等优点。
【专利说明】AB类运算放大器的静态电流控制电路
【技术领域】
[0001] 本申请涉及模拟集成电路领域，特别是涉及一种AB类运算放大器。
【背景技术】
[0002] 专利号为US7304538B2、授权日为2007年12月4日的美国专利公开了一种AB类 运算放大器的静态电流控制电路，用于减少因制程、供电、温度变化而导致的静态电流波 动。该专利给出了四个实施例，其中实施例三在实际应用中的静态电流控制效果最好，可将 静态电流波动降低至1%?1. 5%。该专利的实施例三如图1所示，静态电流控制电路包括 驱动级302、静态电流控制级304和输出级306。
[0003] 所述驱动级302包括PMOS管一 308和NMOS管一 310。PMOS管一 308的源极连接 NMOS管一 310的漏极并作为节点pdrv，PMOS管一 308的漏极连接NMOS管一 310的源极并 作为节点ndrv。输入电流Isig从节点pdrv进入驱动级302,又从节点ndrv离开驱动级 302。公共节点一（例如电源）连接电流源I后连接节点pdrv。节点ndrv连接电流源I后 连接公共节点二（例如地）。
[0004] 所述静态电流控制级304包括PMOS管二312、NM0S管二314、PM0S管三316、NM0S 管三318、运算放大器一 502和运算放大器二504。其中，PMOS管二312和PMOS管一 308 具有相同参数，NMOS管二314和NMOS管一 310具有相同参数，PMOS管三316和PMOS管四 320具有相同参数，NMOS管三318和NMOS管四322具有相同参数。具体而言：
[0005] --PMOS管二312的栅极连接PMOS管一 308的栅极，NMOS管二314的栅极连接 NMOS管一 310的栅极。公共节点一通过电流源I后连接PMOS管二312的源极和NMOS管二 314的漏极。PMOS管二312的漏极连接公共节点二，NMOS管二314的源极连接电流源1/2 后连接公共节点二。
[0006] --PMOS管三316的栅极连接PMOS管二312的源极和NMOS管二314的漏极。 NMOS管三318的栅极连接NMOS管二314的源极。PMOS管三316的源极连接公共节点一， 其漏极作为节点330连接电流源Iq后连接公共节点二。公共节点一连接电流源Iq后连接 NMOS管三318的漏极即节点332,其源极连接公共节点二。由于PMOS管三316、NMOS管三 318各自连接一个电流源Iq，因此流经PMOS管三316、NMOS管三318的电流值均被限定为 Iq0
[0007] -运算放大器一 502的两个输入端分别连接共模电压源Vcomm(未图示）和节 点330, 一个输出端连接PMOS管二312的栅极。运算放大器二504的两个输入端分别连接 共模电压源Vcomm和节点332, 一个输出端连接NMOS管二314的栅极。这两个运算放大器 用来使PMOS管四320和PMOS管三316的栅极-源极电压（Vgs)保持相同、NMOS管四322 和NMOS管三318的栅极-源极电压保持相同。这是考虑到PMOS管四320和PMOS管三316 的漏极-源极电压（Vds)可能不同、NMOS管四322和NMOS管三318的漏极-源极电压也 可能不同的情况而特别设计的。
[0008] 所述输出级306包括PMOS管四320和NMOS管四322。PMOS管四320的栅极连接 节点pdrv，NMOS管四322的栅极连接节点ndrv。PMOS管四320和NMOS管四322的漏极 相连接作为输出端out。PMOS管四320的源极连接公共节点一，NMOS管四322的源极连接 公共节点二。流经PMOS管四320的电流与流经PMOS管三316的电流值相同，为Iq ;流经 NMOS管四322的电流与流经NMOS管三318的电流值相同，也为Iq。
[0009] 上述现有的AB类运算放大器的静态电流控制电路由于使用了两个运算放大器， 因此功耗高，作成集成电路后的面积大，成本高。此外，该专利还记载了两个运算放大器用 单级运放放大器即可，那么必然在增益和通频带等方面受限。
【发明内容】
[0010] 本申请所要解决的技术问题是对美国专利US7304538B2的实施例三进行改进。
[0011] 为解决上述技术问题，本申请AB类运算放大器的静态电流控制电路包括驱动级、 静态电流控制级和输出级；所述驱动级包括PMOS管一和NMOS管一；PMOS管一的源极连接 NMOS管一的漏极，PMOS管一的漏极连接NMOS管一的源极；所述静态电流控制级包括PMOS 管二、NMOS管二、PMOS管三和NMOS管三；PMOS管二和PMOS管一具有相同参数，NMOS管二 和NMOS管一具有相同参数；PMOS管二的栅极连接PMOS管一的栅极，NMOS管二的栅极连接 NMOS管一的栅极；PMOS管三的栅极连接PMOS管二的源极和NMOS管二的漏极；NMOS管三的 栅极连接NMOS管二的源极；所述输出级包括PMOS管四和NMOS管四；PMOS管四的栅极连接 PMOS管一的源极，NMOS管四的栅极连接NMOS管一的源极；PMOS管四的漏极与NMOS管四的 漏极相连接作为输出端；
[0012] 所述静态电流控制级还包括PMOS管五、NMOS管五、PMOS管六、NMOS管六和PMOS 管七；PMOS管五和PMOS管一具有相同参数，NMOS管五和NMOS管一具有相同参数；PMOS管 五的栅极连接NMOS管五的栅极，并连接输入的共模电压；PMOS管五的源极连接NMOS管六 的栅极；PMOS管五的漏极连接NMOS管五的源极和PMOS管六的栅极；PMOS管六的源极连接 PMOS管三的漏极，PMOS管六的漏极连接PMOS管一的栅极；NMOS管六的源极连接NMOS管三 的漏极，NMOS管六的漏极连接NMOS管一的栅极；PMOS管五与NMOS管六的栅极-源极电压 相同，NMOS管五与PMOS管六的栅极-源极电压相同；PMOS管七的栅极和漏极相连接，并连 接NMOS管五的漏极。
[0013] 本申请AB类运算放大器的静态电流控制电路具有电路结构简单、功耗低、面积 小、工艺实现简便、无需考虑输出电压摆幅等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1是一种现有的AB类运算放大器的静态电流控制电路的示意图；
[0015] 图2是本申请的AB类运算放大器的静态电流控制电路的实施例一的示意图；
[0016] 图3是本申请的AB类运算放大器的静态电流控制电路的实施例二的示意图。
[0017] 图中附图标记说明：
[0018] 302为驱动级；304为静态电流控制器；306为输出级；308为PMOS管一；310为 NMOS 管一；312 为 PMOS 管二；314 为 NMOS 管二；316 为 PMOS 管三；318 为 NMOS 管三；320 为 PMOS管四；322为NMOS管四；502为运算放大器一；504为运算放大器二；512为PMOS管五； 514为NMOS管五；516为PMOS管六；518为NMOS管六；520为PMOS管七；522为NMOS管七。
【具体实施方式】
[0019] 请参阅图2,本申请AB类运算放大器的静态电流控制电路的实施例一包括驱动级 302、静态电流控制级304和输出级306。
[0020] 所述驱动级302包括PMOS管一 308和NMOS管一 310。PMOS管一 308的源极连接 NMOS管一 310的漏极并作为节点pdrv，PMOS管一 308的漏极连接NMOS管一 310的源极并 作为节点ndrv。输入电流Isig从节点pdrv进入驱动级302,又从节点ndrv离开驱动级 302。公共节点一（例如电源）连接电流源I后连接节点pdrv。节点ndrv连接电流源I后 连接公共节点二（例如地）。
[0021] 所述静态电流控制级304包括PMOS管二312、NM0S管二314、PM0S管三316、NM0S 管三 318、PM0S 管五 512、NM0S 管五 514、PM0S 管六 516、NM0S 管六 518 和 PMOS 管七 520。其 中，PMOS管二312、PMOS管五512和PMOS管一 308具有相同参数且PMOS管二312和PMOS 管五512流过相同大小的电流，NMOS管二314、NM0S管五514和NMOS管一 310具有相同参 数且NMOS管二314和NMOS管五514流过相同大小的电流。具体而言：
[0022] --PMOS管二312的栅极连接PMOS管一 308的栅极并作为节点330, NMOS管二 314的栅极连接NMOS管一 310的栅极并作为节点332。公共节点一通过电流源I后连接 PMOS管二312的源极和NMOS管二314的漏极。PMOS管二312的漏极连接公共节点二，NMOS 管二314的源极连接电流源1/2后连接公共节点二。
[0023] --PMOS管三316的栅极连接PMOS管二312的源极和NMOS管二314的漏极。 NMOS管三318的栅极连接NMOS管二314的源极。PMOS管三316的源极连接公共节点一。 NMOS管三318的源极连接公共节点二。
[0024] --PMOS管五512的栅极连接NMOS管五514的栅极，并连接输入的共模电压值 Vcomm。PMOS管五512的源极连接NMOS管六518的栅极。公共节点一连接电流源1/2后 连接PMOS管五512的源极。PMOS管五512的漏极连接NMOS管五514的源极和PMOS管六 516的栅极，并连接电流源I后连接公共节点二。
[0025] --PMOS管六516的源极连接PMOS管三316的漏极，PMOS管六516的漏极连接 节点330。节点330连接电流源Ie后连接公共节点二。NMOS管六518的源极连接NMOS管 三318的漏极，NMOS管六518的漏极连接节点332。公共节点一连接电流源Ie后连接节点 332。
[0026] PMOS管五512、NM0S管五514、PM0S管六516、NM0S管六518通过选择合适的沟道 宽高比可以满足：PMOS管五512与NMOS管六518的栅极-源极电压相同，NMOS管五514与 PMOS 管六 516 的栅极-源极电压相同，SP Vgs (512) = Vgs (518)，Vgs (514) = Vgs (516)。
[0027] --PMOS管七520的栅极和漏极相连接，并连接NMOS管五514的漏极。PMOS管 七520的源极连接公共节点一。
[0028] 所述输出级306包括PMOS管四320和NMOS管四322。PMOS管四320的栅极连接 节点pdrv，NMOS管四322的栅极连接节点ndrv。PMOS管四320和NMOS管四322的漏极相 连接作为输出端out。PMOS管四320的源极连接公共节点一，NMOS管四322的源极连接公 共节点二。
[0029] 请参阅图3,这是本申请AB类运算放大器的静态电流控制电路的实施例二。实施 例二与实施例一的区别仅在于：实施例二中以NMOS管七522取代了实施例一中的PMOS管 七520,实施例二中PMOS管五512、NMOS管五514、PMOS管六516的栅极、NMOS管六518的 栅极、NMOS管七522的连接关系与实施例一中的PMOS管五512、NMOS管五514、PMOS管六 516的栅极、NMOS管六518的栅极、PMOS管七520的连接关系不同。
[0030] 具体而言，在实施例二中，PMOS管五512的栅极连接匪OS管五514的栅极，并连接 输入的共模电压值Vcomm。公共节点一连接电流源I后连接PMOS管五512的源极和NMOS 管五514的漏极，同时连接NMOS管六518的栅极。PMOS管五512的漏极连接NMOS管七522 的漏极。NMOS管五514源极既连接PMOS管六516的栅极，又连接电流源1/2后连接公共节 点二。NMOS管七522的栅极和漏极相连接，源极连接公共节点二。
[0031] 在以上两个实施例中，由于PMOS管三316和PMOS管六516组成的支路、NMOS管三 318和NMOS管六518组成的支路各自连接一个电流源Ie，因此流经这两个支路的四个MOS 管的电流值均被限定为Ie。由于电流源I与电流源1/2的存在，流经PMOS管二312、NMOS 管二314、PMOS管五512、NMOS管五514、PMOS管七520 (或NMOS管七522)的电流值均为 1/2。
[0032] 为了使Vgs(512) = Vgs(518)，Vgs(514) = Vgs(516)，可以通过计算机仿真得到各 个MOS管的沟道宽长比，也可以通过公式计算得到。公式计算方式以NMOS管五514和PMOS 管六516为例：对于NMOS管五514,有
【权利要求】
1. 一种AB类运算放大器的静态电流控制电路，包括驱动级、静态电流控制级和输出 级；所述驱动级包括PMOS管一和NMOS管一；PMOS管一的源极连接NMOS管一的漏极，PMOS 管一的漏极连接NMOS管一的源极；所述静态电流控制级包括PMOS管二、NMOS管二、PMOS管 三和NMOS管三；PMOS管二和PMOS管一具有相同参数，NMOS管二和NMOS管一具有相同参数； PMOS管二的栅极连接PMOS管一的栅极，NMOS管二的栅极连接NMOS管一的栅极；PMOS管三 的栅极连接PMOS管二的源极和NMOS管二的漏极；NMOS管三的栅极连接NMOS管二的源极； 所述输出级包括PMOS管四和NMOS管四；PMOS管四的栅极连接PMOS管一的源极，NMOS管四 的栅极连接NMOS管一的源极；PMOS管四的漏极与NMOS管四的漏极相连接作为输出端； 其特征是，所述静态电流控制级还包括PMOS管五、NMOS管五、PMOS管六、NMOS管六和 PMOS管七；PMOS管五和PMOS管二具有相同参数且流经电流相同，NMOS管五和NMOS管二具 有相同参数且流经电流相同；PMOS管五的栅极连接NMOS管五的栅极，并连接输入的共模电 压；PMOS管五的源极连接NMOS管六的栅极；PMOS管五的漏极连接NMOS管五的源极和PMOS 管六的栅极；PMOS管六的源极连接PMOS管三的漏极，PMOS管六的漏极连接PMOS管一的栅 极；NMOS管六的源极连接NMOS管三的漏极，NMOS管六的漏极连接NMOS管一的栅极；PMOS 管五与NMOS管六的栅极-源极电压相同，NMOS管五与PMOS管六的栅极-源极电压相同； PMOS管七的栅极和漏极相连接，并连接NMOS管五的漏极。
2. 根据权利要求1所述的AB类运算放大器的静态电流控制电路，其特征是，将PMOS管 七改为NMOS管七； 将"PMOS管五的源极连接NMOS管六的栅极"改为"PMOS管五的源极连接NMOS管五的 漏极和NMOS管六的栅极"； 将"PMOS管五的漏极连接NMOS管五的源极和PMOS管六的栅极"改为"NMOS管五的源 极连接PMOS管六的栅极"； 将"PMOS管七的栅极和漏极相连接，并连接NMOS管五的漏极"改为"NMOS管七的栅极 和漏极相连接，并连接PMOS管五的漏极"。
3. 根据权利要求1或2所述的AB类运算放大器的静态电流控制电路，其特征是，流经 PMOS管三、NMOS管三、PMOS管六、NMOS管六的电流值相同；流经PMOS管二、NMOS管二、PMOS 管五、NMOS管五、PMOS管七或NMOS管七的电流值相同。
4. 根据权利要求1或2所述的AB类运算放大器的静态电流控制电路，其特征是，通过 计算机仿真或公式计算得到PMOS管五、NMOS管五、PMOS管六、NMOS管六的沟道宽高比，以 使PMOS管五与NMOS管六的栅极-源极电压相同，NMOS管五与PMOS管六的栅极-源极电 压相同。
5. 根据权利要求1或2所述的AB类运算放大器的静态电流控制电路，其特征是，所有 M0S管具有相同参数。
6. 根据权利要求1或2所述的AB类运算放大器的静态电流控制电路，其特征是，PMOS 管五与PMOS管六具有相同的沟道宽长比，NMOS管五与NMOS管六具有相同的沟道宽长比； 且PMOS管六的沟道宽度+PM0S管五的沟道宽度=流经PMOS管六的电流+输出静态电流， NMOS管六的沟道宽度+NM0S管五的沟道宽度=流经NMOS管六的电流+输出静态电流。
7. 根据权利要求1或2所述的AB类运算放大器的静态电流控制电路，其特征是，PMOS 管四的沟道宽长比+PM0S管三的沟道宽长比=流经PMOS管四的电流+流经PMOS管三的 电流，NMOS管四的沟道宽长比+NMOS管三的沟道宽长比=流经NMOS管四的电流+流经 NM0S管三的电流。
8.根据权利要求1或2所述的AB类运算放大器的静态电流控制电路，其特征是，PM0S 管三和NM0S管三的漏极电压均为共模电压。
【文档编号】H03F3/45GK104333337SQ201410628283
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】李霄昆 申请人:锐迪科微电子科技（上海）有限公司