[发明专利]电压放大系统

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及电子电路装置，更具体但是并非排它地涉及具有快速转换功能的电压放大系统。

背景技术

放大器在模数转换器和功率集成电路等应用中扮演了重要角色。按照传统，如图1A所示的电压放大系统100A，可以把放大器划分为两级，输入放大级101，具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，其第一输入端接收第一输入信号IN1，其第二输入端接收第二输入信号IN2，输入放大级101将第一输入信号IN1与第二输入信号IN2之差VIN12放大，在其输出端提供第一输出信号VO1。输出放大级102，耦接于第一电势V1和第二电势V2之间，具有第一输入端和系统输出端，其第一输入端耦接至输入放大级101的第一输出端，其输出端提供系统输出信号VOUT。输出放大级102示例而非限制地用于提供较大的电流以驱动负载。如图1B所示的电压放大系统100B，在部分实施例中输入放大级101还具有第二输出端，提供第二输出信号VO2。相应地，输出放大级102也具有第二输入端，以接收输入放大级101的第二输出信号VO2。当输入信号发生突变(第一输入信号IN1突变或者第二输入信号IN2突变导致第一输入信号IN1与第二输入信号IN2之差VIN12突变)时，期望系统输出信号VOUT也能迅速响应。但是，基于以下示例而非限制的原因，输出放大级102的系统输出信号VOUT通常无法迅速变化。(1)由于输出放大级102的晶体管通常需要提供较大电流以驱动高功率负载，故输出放大级102的输入端通常有较大的电容(例如栅极电容或者阱电容)；(2)输出放大级102的第一输入级和系统输出放大级(例如输出晶体管的栅极和漏极之间)的电容具有米勒(miller)效应；(3)通常在输出放大级102的第一输入端耦合一个较大电容进行环路补偿；(4)输入放大级101的充电电流能力和/或放电电流能力有限等原因。

图1C示出一个具体的两级放大器100C，两级放大器100C包括输入放大级101和输出放大级102以及补偿电容C1。输入放大级101包括，晶体管N1用以提供偏置电流，晶体管N4和N3(一组对管)用以接收第一输入信号IN1和第二输入信号IN2，晶体管P1和P2(一组对管)作为有源负载并提供第一输出信号VO1；输出放大级102包括，晶体管P3基于输入放大级101的输出信号VO1驱动外接负载，晶体管N2作为晶体管P3的有源负载；补偿电容C1耦接在晶体管P3的栅极和漏极之间。当第一输入信号IN1突然增大时，期望系统输出信号VOUT也随之变大。但是，受到晶体管N1的偏置电流的限制，补偿电容C1放电速度缓慢，从而影响了补偿电容C1另外一端(系统输出端)的电压变化的速率。如何提高放大器的转换速率是本领域技术人员面临的难题。

发明内容

考虑到现有技术中的一个或多个问题，提供了一种电压放大系统，提高了转换速率。

本发明提供了一种电压放大系统，包括：输入放大级，具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，其第一输入端接收第一输入信号，其第二输入端接收第二输入信号；输出放大级，耦接于第一电势和第二电势之间，具有第一输入端和输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输出端，其输出端提供系统输出信号；以及充放通路，具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输入端，其第二输入端耦接至所述输入放大级的第二输入端，其第一输出端耦接至所述输出放大级的第一输入端，当所述第一输入信号与所述第二输入信号之差超过大于零的第一阈值时，所述充放通路对所述输出放大级的第一输入端放电或者充电。