[实用新型]一种增益自适应误差放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路设计技术领域，具体涉及一种增益自适应误差放大器。

背景技术

误差放大器是模拟集成电路和混合集成电路中一个不可或缺的模块，常用在功率放大器以及DC-DC转换器等电路系统中，用于比较一个输入电压与基准外部参考电压的差值并将差值放大，为其他电路模块提供一个差值电压，其特性在很大程度上影响整个系统的性能。

对于PWM控制模式的DC-DC电源管理系统来说，输出纹波特性是系统设计中一个很重要的课题。作为供电电源，为避免对负载造成损害，输出纹波应越小越好。PWM DC-DC电源管理系统输出纹波主要受到误差放大器的影响，为了改善电源管理系统的瞬态特性，传统的误差放大器都尽量具有较大的跨导增益，在相同的输入电压差值条件下，输出更大的电流。后来提出的误差放大器结构都是以改善负载电流改变时的瞬态特性为主，虽然改善了负载电流变化时的瞬态特性，但是在负载电流稳定的情况下，却导致了较大的纹波输出。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有误差放大器性能欠佳的问题，提供一种增益自适应误差放大器。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种增益自适应误差放大器，包括电平偏移电路、运算跨导放大电路和比较电路；电平偏移电路，输入接外部参考电压V_ref1和外部反馈电压v_FB；使运算跨导放大电路的输入电平满足正常工作要求；运算跨导放大电路，输入接外部偏置电压V_nbias1，以及电平偏移电路和比较电路的输出端；利用双极三极管作为差分对管，并利用MOS管共源结构电流镜为其差分对管提供电流偏置以降低功耗，以保证提供更大的增益；比较电路，输入接外部参考电压V_ref2和外部反馈电压v_FB，以及运算跨导放大电路的偏置输出端V_pbias；利用反馈结构控制比较电路输出摆率，从而输出运算跨导放大电路的控制信号；限幅电路，输入接外部偏置电压V_nbias2，以及运算跨导放大电路的输出端V_e；对运算跨导放大电路输出电压进行限幅。

上述电平偏移电路包括双极三极管Q1～Q2，以及电阻R1～R2；双极三极管Q1的基极接外部参考电压V_ref1，双极三极管Q2的基极接外部反馈电压v_FB；双极三极管Q1和Q2的集电极接地GND；双极三极管Q1和Q2的发射极分别接电阻R1和R2，电阻R1和R2另一端均接到电源VDD；双极三极管Q1的发射极作为电平偏移电路的第一输出端，并连接运算跨导放大电路的第一输入端；双极三极管Q2的发射极作为电平偏移电路的第二输出端，并连接运算跨导放大电路的第二输入端。

上述电平偏移电路中的双极三极管Q1和Q2为PNP型双极三极管。

上述运算跨导放大电路包括MOS管MP1～MP5，MOS管MN1～MN5，双极三极管Q3～Q6，以及电阻R3；MOS管MN1～MN5的源极均接到地GND；MOS管MP1、MP2、MP3和MP5的源极均接到电源VDD；MOS管MN1、MN2和MN3的栅极相接，并同时接外部偏置电压V_nbias1；MOS管MP1、MP2、MP3和MP5的栅极相接，共同作为运算跨导放大电路的偏置输出端V_pbias，并连接比较电路的偏置输入端V_pbias；MOS管MN1的漏极与MOS管MP1的漏极和栅极相连接；MOS管MN2的漏极接双极三极管Q3和Q5的发射极；MOS管MN3的漏极接双极三极管Q4和Q6的发射极；双极三极管Q3和Q4的集电极连接MOS管MP2的漏极；双极三极管Q5和Q6的集电极连接MOS管MP3的漏极；双极三极管Q3和Q4的基极共同作为运算跨导放大电路的第一输入端，并连接电平偏移电路的第一输出端；双极三极管Q5和Q6的基极共同作为运算跨导放大电路的第二输入端，并连接电平偏移电路的第二输出端；MOS管MN4的栅极与漏极短接，并与MOS管MN5的栅极和MOS管MP3的漏极相接；MOS管MP4的栅极作为运算跨导放大电路的第三输入端，连接比较电路的输出端；MOS管MP4的源极接双极三极管Q5和Q6的基极和电平偏移电路中Q2的发射极；电阻R3接在MOS管MP5的漏极和MOS管MP4的漏极之间；MOS管MP5的漏极与MOS管MN5的漏极相接，共同作为运算跨导放大电路即整个放大器的输出端V_e，并连接限幅电路的输出端。