[实用新型]一种可切换为比较器模式的轨对轨运算放大器

说明书

本实用新型公开了一种可切换为比较器模式的轨对轨运算放大器，其中包括工作模式控制电路、偏置电路、轨对轨输入电路、锁存比较电路、增益放大电路、AB类输出电路和频率补偿电路。本发明可在运算放大器模式与比较器模式之间切换；具有轨对轨输入与输出的特点；运算放大器模式采用了多级级联，具有非常高的增益，频率补偿电路具有多级补偿功能，可以提高电路的稳定性；比较器模式也有多级级联具有很高的精度，断开频率补偿电路与中间级采用了锁存结构都大大提高了比较器的速度；比较器模式与运算放大器模式共用了轨对轨输入电路与AB类输出电路，可以大大减小电路元件、面积与成本，特别适合微小型尺寸、低功耗应用。

技术领域

本实用新型涉及一种轨对轨比较器和一种轨对轨运算放大器，具体地说涉及一种可切换为比较器模式的轨对轨运算放大器。

背景技术

运算放大器作为模拟集成电路中最为基础的器件，其性能优劣决定数模/模数转换器等系统的性能，比较器作为模数转换电路的关键模块，对模数转换电路性能也有着重要的影响。

为提高模块的通用性，有时需要工作在运算放大器模式，有时需要工作在比较器模式，但若单纯将运算放大器当成比较器用会大大降低电路的速度，若同时使用一个运算放大器和一个比较器会增加集成电路的元件数量、面积和成本，在微小型应用场合会受到严重限制。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种可切换为比较器模式的轨对轨运算放大器，其中包括工作模式控制电路、偏置电路、轨对轨输入电路、锁存比较电路、增益放大电路、AB类输出电路和频率补偿电路。

工作模式控制电路用于比较器模式与运算放大器模式的选择；偏置电路用于为各级电路提供正常工作的偏置电压；轨对轨输入电路用于实现满摆幅动态输入范围；锁存比较电路用于加速比较器的转换过程与提供大的增益；增益放大电路用于实现对输入信号的放大；AB类输出电路用于实现满摆幅输出；频率补偿电路用于提高运算放大器的稳定性。

所述工作模式控制电路的输出信号端S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆、S₇、S₈和S₉分别连接到开关K₁、K₂、K₃、K₄、K₅、K₆、K₇、K₈和k₉的控制端，比较器与运放模式切换控制信号S连接到工作模式控制电路的输入端。

所述偏置电路为通用偏置电路，包括NMOS管N₁、N₂，PMOS管P₁、P₂，以及电阻R₁；P₁的源极与P₂的源极接电源VDD，P₁、P₂的栅极以及P₂、N₂的漏极与第一偏置电压(V_b1)连接。P₁、N₁的漏极以及N₁、N₂的栅极与第二偏置电压(V_b2)连接；N₂的源极与R₁第一端子连接，N₁的源极与R₁第二端子接地GND。