[发明专利]基于多模运算放大器的电路

说明书

【技术领域】

本发明实施例是有关于一种运算放大器（OPAMP），尤其是关于一种基于多模运算放大器的电路。

【背景技术】

运动放大器已被广泛地应用至电子设备及电气领域，例如反相放大器、积分器、以及过滤器电路等。随着在CMOS工艺中的快速缩放，近几年VLSL的电源电压得到显著的降低。作为大多数模拟系统的一个基本模块，运算放大器是必需的，从而以实现高增益、大带宽以及低电压应用。由于传统的共射‐共基放大器会因为晶体管的堆积而引起增益的增加，从而由于电压摆幅过小而不适合应用于低电压设计中，因此更多的电路设计人员会了解多级放大器的重要性，该多级放大器能够通过平行地增加增益级的数目而提高整体增益。然而，所有的多级放大器均因小信号转移函数的多极点性质而存在闭环稳定性的问题，因此，许多频率补偿拓扑结构已被提出，以确保多级放大器的稳定性。一般来说，应用于传统的驱动器芯片中的运算放大器通常是一个两级放大器，它具有用于提高增益的第一级放大电路及用于驱动电容性或电阻性负载的第二级的输出电路。多级运算放大器也越来越受到欢迎。

与放大器电路最相关的特性通常是增益和带宽，但是放大器的增益和带宽之间往往存在一种相反的关系。一般情况下，具有较高的增益值的放大器电路通常具有较低的带宽，而具有较低的增益值的放大器电路则通常具有较高的带宽。各种已知的补偿技术，例如米勒补偿（Miller compensation）或阿胡加补偿（Ahuja compensation），通常用于调整放大器的各极点的频率。米勒补偿采用一个反馈电容跨接在第二放大级的输入和输出之间，而阿胡加补偿则在第二放大级的反馈回路中增加一电流增益装置。

【发明内容】

本发明的目的之一在于提供一种基于多模运算放大器的电路。

根据本发明的一实施例，提供一种基于多模运算放大器的电路，包含运算放大器，该运算放大器包含：输入放大级，用于放大一对输入差分信号以产生一对中间差分信号；输出放大级，用于放大该对中间差分信号以产生一对输出差分信号；以及补偿单元；该补偿单元包含：第一电容器，设置于该输出放大级的第一负反馈回路中；第二电容器，设置于该输出放大级的第二负反馈回路中；第三电容器，依据控制信号选择性的设置于该输出放大级的第一正反馈回路中或者与该第一电容器并联；以及第四电容器，依据该控制信号选择性的设置于该输出放大级的第二正反馈回路中或者与该第二电容器并联。

根据本发明的另一实施例，提供一种基于多模运算放大器的电路，包含运算放大器，该运算放大器包含：输入放大级，用于放大一对输入差分信号以产生一对中间差分信号；输出放大级，用于放大该对中间差分信号以产生一对输出差分信号；以及补偿单元；该补偿单元进一步包含：第一可编程电容单元，耦接至该输出放大级的非反相输入端；以及第二可编程电容单元，耦接至该输出放大级的反相输入端；其中该第一可编程电容单元与第二可编程电容单元的每一个在共模模式下均提供一固定电容值，以及该第一可编程电容单元与第二可编程电容单元的每一个在差模模式下均依据一控制信号提供一可调电容值。

根据本发明的又一实施例，提供一种基于多模运算放大器的电路，包含运算放大器，该运算放大器包含：输入放大级，用于放大一对输入差分信号以产生一对中间差分信号；输出放大级，用于放大该对中间差分信号以产生一对输出差分信号；以及补偿单元；该补偿单元进一步包含：第一可编程电容单元，耦接至该输出放大级的非反相输入端；以及第二可编程电容单元，耦接至该输出放大级的反相输入端；其中该第一可编程电容单元与第二可编程电容单元的每一个在差模模式下均依据一控制信号提供一可调电容值，从而当该运算放大器的开环增益降低时，该运算放大器的开环增益的主极点频率得到增加。

本发明实施例的基于多模运算放大器的电路，能够具有一较宽的回路带宽以及较小的反馈增益，其差模开环带宽和稳定性可以于各种操作模式下得到优化，而无需改变共模开环的稳定性，从而提高了基于多模运算放大器的电路在闭环状态下的特性。

【附图说明】

图1所示为依据本发明一实施例的两级运算放大器100的结构示意图；

图2所示为依据本发明一实施例的基于多模运算放大器的电路200的结构示意图；

图3所示为根据本发明另一实施例的基于多模运算放大器的电路300的结构示意图；

图4所示为根据本发明再一实施例的基于多模运算放大器的电路400的结构示意图；

图5A所示为图3所示的输出放大级330在差模模式（DM）下的分析示意图；