[发明专利]升压运算放大器

说明书

本申请要求于2008年12月29日提交的韩国专利申请第10-2008-0135851号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种放大器，并且更具体地，涉及一种升压运算放大器(boost operational amplifier)。

背景技术

通常，升压运算放大器被频繁地用于驱动大尺寸电阻性或者电容性负载。

图1是一种根据相关技术的升压运算放大器的构造图，并且图2是图1中所示的升压运算放大器的死区(静区或不灵敏区，deadzone)的图示。

参照图1和图2，为了减小即时负载切换(瞬间加载切换，instantload switching)的纹波，将稳定用电容器(1nF～100uF)连接到要使用的升压运算放大器的输出节点N。

这种升压运算放大器的特征在于具有大尺寸的输出晶体管以使用简单的结构来驱动足够的输出电流。由于输出晶体管的尺寸相当大，因此死区(如图2中所示)在至少一侧提供以降低待机电流(静态电流，standby current)。

当升压运算放大器的输出形成死区时，升压运算放大器通常在升压运算放大器的上拉或者下拉过程中被驱动，但是在死区间隔中不被驱动。因此，在重负载状态下可以维持稳定，并且也可以降低电流消耗。

然而，由于向运算放大器提供两次输入，所以两次输入相互生成的偏置发生改变。因此，死区的特性可能不会精确地显现在受控区域中。

图3A是由于偏置差异导致的死区扩展的坐标图，并且图3B是由于偏置差异导致的负死区的坐标图。参照图3A，如果第一运算放大器A1具有正偏置而第二运算放大器A2具有负偏置，则可能增大DC电平和死区。

参照图3B，如果第一运算放大器A1具有负偏置并且第二运算放大器A2具有正偏置，则用于输出驱动的两个晶体管M1和M2同时接通。因此，可能产生短路电流。

在执行这些操作中，如果第一和第二运算放大器A1和A2的偏置被随意改变，则死区的尺寸和位置可以有变化。因此，需要补偿这些变化。

如果死区的尺寸变得相当小或消失，则当负载被切换时可以产生大的纹波。这就意味着外部连接的电容器(未在图示中示出)被重复充电和放电，从而增大了电流消耗。此外，如果死区的尺寸增大，则有效偏置的尺寸增大，从而降低了运算放大器的性能。

发明内容

因此，本发明涉及一种升压运算放大器，其基本上消除了由于相关技术的局限和缺点产生的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提供一种升压运算放大器，通过该升压运算放大器可以减少死区的偏置和改变。

本发明的其他优点、目的和特征一部分将在下文中阐述，一部分对于本领域的普通技术人员而言通过下文的分析理解将变得显而易见或者可以从本发明的实践中获得。通过所撰写的说明书及其权利要求以及附图中具体指出的结构，可以实现和达到本发明的这些目的和其他优点。

为了实现这些目的和其他优点以及根据本发明的目的，如在本文中具体体现和广泛描述的，根据本发明的升压运算放大器包括：差分放大单元，放大并输出所输入的差分电压；第一镜像处理单元(mirroring unit)，镜像处理流过该差分放大单元的第一输出端的电流，该第一镜像处理单元输出镜像处理后的第一镜像电流；第二镜像处理单元，镜像处理流过该差分放大单元的第二输出端的电流，该第二镜像处理单元输出镜像处理后的第二镜像电流；上拉晶体管(pull-up transistor)，连接在第一电源(power source)和输出节点之间，该上拉晶体管基于第一和第二镜像电流进行切换；以及下拉晶体管(pull-down transistor)，连接在第二电源和输出节点之间，该上拉晶体管基于第一和第二镜像电流进行切换。

优选地，升压运算放大器进一步包括：电流源(current source)，连接在输出节点和第二电源之间。优选地，该升压运算放大器进一步包括：电阻器和电容器，串联在上拉晶体管的栅极和输出节点之间。

优选地，第一镜像处理单元包括：第一电流镜(电流反射镜，current mirror)，连接在第一电源和第一输出端之间以及在第一电源和上拉晶体管的栅极之间，用于镜像处理在第一电源和第一输出端之间流动的电流，第一电流镜向上拉晶体管的栅极提供镜像处理后的电流；以及第二电流镜，连接在第一电源和第一输出端之间以及在第一电源和下拉晶体管的栅极之间，用于镜像处理在第一电源和第一输出端之间流动的电流，第二电流镜向下拉晶体管的栅极提供镜像处理后的电流。