[发明专利]适合于安装到衬底上的运算放大器输出级及其放大方法

权利要求书

1．一种运算放大器的输出级，包括：

为了使输出级工作连接到电源上的第一电源电压和第二电源电压，第一电源电压和第二电源电压之间的电压差值决定了最大电压范围；

用于接收输入电压的输入端；

用于提供放大了的输出信号的输出端；

连接在输入端和输出端之间的缓冲器，当输入电压在缓冲器电压范围之内时，此缓冲器将输入电压放大成放大了的输出信号，缓冲器电压范围包含在最大电压范围之内；以及

连接在输入端和输出端之间的电流提升器，当输入电压超出缓冲器电压范围但在最大电压范围之内时，用此电流提升器来帮助缓冲器把输入电压放大至放大了的输出信号。

2．根据权利要求1的输出级进一步包括：

一个连到电流提升器上的开关，当输入电压在缓冲器电压范围之内时，用此开关来关断电流提升器，而当输入电压超出缓冲器电压范围时，用此开关来接通电流提升器。

3．根据权利要求1的输出级，其中缓冲器是一个有第一缓冲装置和第二缓冲装置的推挽电路，当输入电压在缓冲器电压范围之内并接近第一电源电压时，第一缓冲装置工作以提供放大了的输出信号，当输入电压在缓冲器电压范围之内并接近第二电源电压时，第二缓冲装置工作，以提供放大了的输出信号。

4．根据权利要求3的输出级，其中电流提升器是一个能在两个电源电压之间摆动的电路，它有第一摆动装置和第二摆动装置，当输入电压超出缓冲器电压范围并接近第一电源电压时，第一摆动装置帮助第一缓冲装置提供放大了的输出信号，当输入电压超出缓冲器电压范围并接近第二电源电压时，第二摆动装置帮助第二缓冲装置提供放大了的输出信号。

5．根据权利要求1的输出级，其中电流提升器是一个能在两个电源电压之间摆动的电路，它有第一摆动装置和第二摆动装置，当输入电压超出缓冲器电压范围并接近第一电源电压时，第一摆动装置帮助缓冲器以便提供放大了的输出信号，当输出电压超出缓冲器电压范围并接近第二电源电压时，第二摆动装置帮助缓冲器以便提供放大了的输出信号。

6．根据权利要求1的输出级，其中的缓冲器包括：

一个第一缓冲器晶体管，当输入电压在缓冲器电压范围之内并接近第一电源电压时，用此晶体管来提供放大了的输出信号，这个第一缓冲器晶体管有基极，发射极和集电极，其基极接到输入端，集电极接到第二电源电压上，发射极则接到输出端上；

一个第二缓冲器晶体管，当输入电压在缓冲器电压范围之内并接近第二电源电压时，用此晶体管来提供放大了的输出信号，这个第二缓冲器晶体管有基极、发射极和集电极，基极接到输入端，集电极接到第一电源电压上，发射极则接到输出端上；

一个第一偏置晶体管，它有基极、集电极和发射极，其中基极接到输入端，集电极接到第一电源电压上，发射极接到第二电源电压和第一缓冲器晶体管的基极上；以及

一个有基极、集电极和发射极的第二偏置晶体管，其中基极接到输入端，集电极接到第二电源电压上，发射极接到第一电源电压和第二缓冲器晶体管的基极上。

7．根据权利要求6的输出级，其中电流提升电路包括：

一个有栅极、源极和漏极的第一提升器晶体管，它的栅极接到输入端，源极接到第二电源电压上，而漏极接到第一缓冲器晶体管的发射极上，当输入电压超过缓冲器电压范围并接近第一电源电压时，第一提升器晶体管在第一缓冲器晶体管的发射极上提供第一拖尾电流，以帮助此缓冲器提供放大了的输出信号；

一个有栅极、源极和漏极的第二提升器晶体管，它的栅极接到输入端，源极接到第一电源电压上，而漏极接到第二缓冲器晶体管的发射极上，当输入电压超过缓冲的电压范围并接近第二电源电压时，第二提升器晶体管在第二缓冲器晶体管的发射极上提供第二拖尾电流，以帮助此缓冲器提供放大了的输出信号。