[发明专利]具有大信号输出升压级的小信号放大器

说明书

相关申请

本申请涉及于2005年1月25日提交的、申请号为60/647,299，申请人为 Brokaw的临时专利申请，以及涉及于2005年11月30日提交的、申请号为 60/741,142，申请人为Brokaw的临时专利申请，并要求它们的优先权利。

技术领域

本发明涉及放大器领域，更具体地说，涉及能够提供所需的大负载电流的放 大电路。

背景技术

在一些应用中，当需要将一电荷输送到一负载时，可能会呼叫一放大器。例 如，一典型由像素构成的LCD显示器，其每一像素的光传输由储存在像素电容中的 一电压控制。当许多储存电压同时进行转变时，必须以大量电荷驱动该显示板以使 该转变成像。一提供这电荷的放大器可配置成提供一所要求的小信号响应。然而， 当大量电荷被呼叫时，该所要求的小信号响应可能使输出过载，因此不能输送负载 所需的电流。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明提供了一放大器电路，其包括一具有一大信号 输出升压级的小信号放大器，其中它提供了一所要求的小信号响应以及负载可能所 需的大电流。

本发明的放大器电路包括在第一与第二供电轨之间连接的一小信号放大器以 及一大信号输出升压级。该小信号放大器接收在各自输入节点的第一和第二输入信 号以及在与一负载连接的输出节点提供一输出信号。当输入信号之间的电压差小于 一预定阈值(即小信号)时，该输出信号随所述电压差以接近线性地变化。然而，当 该电压差大于该预定阈值(即大信号)时，由于需要提供负载所需的电流，应将一与 该输出节点连接的轨至轨大信号输出升压级设置成驱动与该第一或第二供电轨接近 的该输出节点。在小信号状态下，该大信号输出升压级断开，简化其偏置并且当只 有小信号存在时容许以低功率工作。但在大信号状态下，该输出级迅速接入并且将 最大电荷传送到负载。在这情况下，本发明的放大器电路提供负载电流，该电流在 其它情况下可能使该小信号放大器过载。

通过以下的附图和对一些实施例的详细描述，本发明的进一步特征和优点对 本领域的普通技术人员将是显而易见。

附图说明

图1为本发明的具有一大信号输出升压级的一小信号放大器的一可能的实施 例的示意图；

图2为本发明的具有一大信号输出升压级的一小信号放大器的另一可能的实 施例的示意图；以及

图3为本发明的具有一大信号输出升压级的一小信号放大器的又一可能实施 例的示意图。

具体实施方式

本发明为一放大器电路，其能够提供准确的小信号响应，以及当被驱动的负 载对一大信号响应进行呼叫时提供大电流。这由结合一小信号放大器与一大信号输 出升压级来达到。

图1所示为本发明的放大器电路的一示例性的实施例。该放大器电路包括一 小信号放大器，其包括一第一级10以及一驱动一输出节点14的输出级12，以及还 与驱动输出节点14连接的大信号输出升压级16。该放大器电路在第一供电轨与第 二供电轨(图1中分别以VIN及GND表示)之间连接，虽然这两供电轨可处于非零电 位。

该小信号放大器适合构成一电流反馈放大器。这时，第一级10包括极性相 反的第一和第二晶体管(Q1、Q2)；如图1所示，Q1和Q2为双极晶体管，虽然也可 使用FETs。Q1和Q2具有与第一输入节点INP耦合的基极以作为该小信号放大器的 非反相输入，并且偏置成以发射极跟随器工作：Q1和Q2将一输入信号的电平分别 向上及向下移动；并分别在节点18和20出现电平移动结果。极性相反的晶体管 Q3和Q4分别由节点18和20驱动，并且将该输入信号的电平Q3向下移动到以及 将Q4向上移动到一节点22，其作为该小信号放大器的反相输入INM。

第一级10最好这样设置，以致于Q1-Q4以几乎相等的电流工作。一提供一 偏流I1的电流源24；在流过Q1之后，大部分I1通过一电流镜26反射到Q2以及 Q4的基极。Q1-Q4依一定大小制作，以致于当传导相等的电流时，它们各自的基 极-发射极电压大致相等。因此，流过Q3和Q4的电流应当与Q1和Q2的电流乘积 的平方根近似，即与I1几乎一样。