CN113131881B - 输出级电路和ab类放大器 - Google Patents

输出级电路和ab类放大器 Download PDF

Info

Publication number
CN113131881B
CN113131881B CN201911415378.7A CN201911415378A CN113131881B CN 113131881 B CN113131881 B CN 113131881B CN 201911415378 A CN201911415378 A CN 201911415378A CN 113131881 B CN113131881 B CN 113131881B
Authority
CN
China
Prior art keywords
transistor
circuit
terminal
current
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911415378.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113131881A (zh
Inventor
高航
张利地
张海冰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SG Micro Beijing Co Ltd
Original Assignee
SG Micro Beijing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SG Micro Beijing Co Ltd filed Critical SG Micro Beijing Co Ltd
Priority to CN201911415378.7A priority Critical patent/CN113131881B/zh
Publication of CN113131881A publication Critical patent/CN113131881A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113131881B publication Critical patent/CN113131881B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/211Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H03F1/3205Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion in field-effect transistor amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H03F1/3211Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion in differential amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/213Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/45179Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit
    • H03F3/45273Mirror types
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/45475Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using IC blocks as the active amplifying circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/68Combinations of amplifiers, e.g. multi-channel amplifiers for stereophonics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种输出级电路和AB类放大器,输出级电路包括输出端电路、静态电流偏置电路、电压偏置电路和静态电流均衡电路,静态电流均衡电路可根据输出电压控制静态电流偏置电路中的晶体管的漏源电压,使得静态电流偏置电路中的晶体管的漏源电压跟随输出端电路的晶体管的漏源电压同步变化,以使得流经输出端电路的静态电流保持恒定。

Description

输出级电路和AB类放大器
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域,更具体地涉及一种输出级电路和AB类放大器。
背景技术
放大器是能把输入信号的电压或功率放大的器件。AB类放大器是依赖于偏置电流的大小和输出电平的A类和B类放大器的结合器件,可以使工作于推挽工作方式的两个晶体管的工作区间互有覆盖,弥补了A类放大器和B类放大器的缺点,所以AB类放大器具有效率高、失真较小、功放晶体管功耗较小、以及散热好等优点,成为目前放大器常用的类型。
图1为传统的AB类放大器的输出级电路示意图,如图1所示,当输出电压Vout发生变化时,考虑到沟道长度调制效应,会使得输出级电路的输出晶体管MP4和MN4的漏源电压Vds发生变化,而输出级电路中的静态电流偏置电路中的晶体管MN2和晶体管MP1的漏源电压Vds是固定的,这样会使得流经输出晶体管MP4和MN4的静态电流不准确,尤其在高压工艺下这种情况更加明显。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种输出级电路和AB类放大器,提高输出级电路中的偏置电路的抗干扰能力,可精准控制输出级电路的静态电流。
根据本发明实施例的一方面,提供了一种输出级电路,包括:输出端电路,其包括依次串联连接于电源电压和地之间的第一输出管和第二输出管,所述第一输出管和所述第二输出管的中间节点用于提供输出电压;静态电流偏置电路,适于对流经所述输出端电路的静态电流产生偏置,以使得流经所诉输出端电路的静态电流为其自身静态电流的镜像;电压偏置电路,适于对所述输出端电路的电压产生偏置;以及静态电流均衡电路,适于根据所述输出电压控制所述静态电流偏置电路中晶体管的漏源电压,以使得所述静态电流偏置电路中晶体管的漏源电压跟随所述输出端电路中输出管的漏源电压同步变化。
优选地,所述静态电流偏置电路包括第一静态电流偏置子电路,适于对流经所述第一输出管的静态电流产生偏置,其中,所述第一静态电流偏置子电路包括:第一电流源,其具有与电源电压连接的第一端以及第二端;第一晶体管,其具有与所述电源电压连接的第一端、与所述第一电流源的第二端连接的控制端以及与所述静态电流均衡电路连接的第二端;第二晶体管,其具有与所述第一电流源的第二端连接的第一端、与所述电压偏置电路连接的控制端以及与所述静态电流均衡电路和自身的控制端连接的第二端。
优选地,所述静态电流均衡电路包括第一静态电流均衡子电路,所述第一静态电流均衡子电路包括:第二电流源,其具有与所述电源电压连接的第一端以及第二端;第三晶体管,其具有与所述第二电流源的第二端连接的第一端、接收所述输出电压的控制端以及与地连接的第二端;第四晶体管,其具有与所述第二晶体管的第二端连接的第一端、与所述第二电流源的第二端连接的控制端以及第二端;第三电流源,其具有与所述第四晶体管的第二端连接的第一端以及与地连接的第二端,其中,所述第四晶体管和所述第三电流源的中间节点与所述第一晶体管的第二端连接。
优选地,所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管为P型MOSFET,所述第四晶体管为N型MOSFET。
优选地,所述静态电流偏置电路还包括第二静态电流偏置子电路,适于对流经所述第二输出管的静态电流产生偏置,其中,所述第二静态电流偏置子电路包括:第五晶体管,其具有与所述静态电流均衡电路连接的第一端、与所述电压偏置电路和自身的第一端连接的控制端以及第二端;第六晶体管,其具有与所述静态电流均衡电路连接的第一端、与所述第五晶体管的控制端连接的第二端以及与地连接的第二端;以及第四电流源,其具有与所述第五晶体管的第二端连接的第一端以及与地连接的第二端。
优选地,所述静态电流均衡电路包括第二静态电流均衡子电路,所述第一静态电流均衡子电路包括:第七晶体管,其具有与电源电压连接的第一端、接收所述输出电压的控制端以及第二端;第五电流源,其具有与所述第七晶体管的第二端连接的第一端以及与地连接的第二端;第六电流源,其具有与电源电压连接的第一端以及第二端;以及第八晶体管,其具有与所述第六电流源的第二端连接的第一端、与所述第七晶体管的第二端连接的控制端以及与所述第五晶体管的第一端连接的第二端,其中,所述第六电流源和所述第八晶体管的中间节点与所述第六晶体管的第一端连接。
优选地,所述第五晶体管、所述第六晶体管和所述第七晶体管分别选自N型MOSFET,所述第八晶体管选自P型MOSFET。
优选地,所述电压偏置电路包括:第七电流源,其具有与所述电源电压连接的第一端以及第二端;第九晶体管,其具有与所述第七电流源的第二端连接的第一端、与所述第二晶体管的控制端连接的控制端以及第二端;第十晶体管,其具有与所述第七电流源的第二端连接的第一端、与所述第五晶体管的控制端连接的控制端以及第二端;以及第八电流源,其具有与所述第九晶体管和所述第十晶体管的第二端连接的第一端以及与地连接的第二端,其中,所述第七电流源和所述第九晶体管的中间节点与所述第一输出管的控制端连接,所述第十晶体管和所述第八电流源的中间节点与所述第二输出管的控制端连接。
优选地,所述第九晶体管为P型MOSFET,所述第十晶体管为N型MOSFET。
根据本发明实施例的另一方面,提供了一种AB类放大器,包括上述的输出级电路。
本发明实施例的输出级电路和AB类放大器具有以下有益效果。
输出级电路还包括静态电流均衡电路,静态电流均衡电路可根据输出电压控制静态电流偏置电路中的晶体管的漏源电压跟随输出端电路的晶体管的漏源电压同步变化,以使得流经输出端电路的静态电流保持恒定。
进一步的,本发明实施例的静态电流均衡电路和静态电流偏置电路构成闭合环路,可以进一步提高静态电流偏置电路的抗干扰能力。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1为传统的AB类放大器的输出级电路示意图;
图2为本发明实施例的AB类放大器的输出级电路示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中,相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见,附图中的各个部分没有按比例绘制。此外,在图中可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本发明的许多特定的细节,例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术,以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样,可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
应当理解,在以下的描述中,“电路”可包括单个或多个组合的硬件电路、可编程电路、状态机电路和/或能存储由可编程电路执行的指令的元件。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时,它可以直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件,元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反,当称元件“直接耦合到”或“直接连接到”另一元件时,意味着两者不存在中间元件。
在本申请中,MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)包括第一端、第二端和控制端,在MOSFET的导通状态,电流从第一端流至第二端。P型MOSFET的第一端、第二端和控制端分别为源极、漏极和栅极,N型MOSFET的第一端、第二端和控制端分别为漏极、源极和栅极。
通常,如果从各电路实现的功能来划分,传统的AB类放大器的输出级电路包括静态电流控制电路和输出端电路,静态的电流控制电路适于控制输出端电路的静态电流的大小,并实现AB类的工作方式。
所述实现AB类的工作方式是指:在静态时具有较小的流经输出端电路的静态电流,以及在动态时能输出较大的电流至负载,并具有较高的输出效率、较小的交越失真。
进一步的,静态电流控制电路包括静态电流偏置电路和电压偏置电路。静态电流偏置电路适于对流经输出端电路的静态电流产生偏置,使得流经输出端电路的静态电流是其自身静态电流的镜像。电压偏置电路适于对输出端电路的电压产生偏置。
如图1所示,输出级电路100包括第一静态电流偏置子电路111、第二静态电流偏置子电路112、电压偏置电路120以及输出端电路130。第一静态偏置子电路111和第二静态偏置子电路112构成输出级电路100的静态电流偏置电路,适于对输出端电路130的静态电流产生偏置,使得流经输出端电路130的静态电流为流经其自身的静态电流的镜像。电压偏置电路120适于对输出端电路130的电压产生偏置。
第一静态电流偏置子电路111包括依次串联连接在电源电压VDD和地之间的电流源I1、晶体管MN1和晶体管MN2,晶体管MN1和晶体管MN2连接成二极管结构。
第二静态电流偏置子电路112包括依次串联连接于电源电压VDD和地之间的晶体管MP1、晶体管MP2和电流源I2,晶体管MP1和晶体管MP2连接成二极管结构。
电压偏置电路120包括电流源I3、电流源I4、晶体管MP3以及晶体管MN3。电流源I3的第一端与电源电压VDD连接,第二端与晶体管MP3的第一端连接。晶体管MP3的控制端与晶体管MP2的控制端连接,第二端与晶体管MN3的第二端连接。晶体管MN3的第一端与电流源I3和晶体管MP3的中间节点连接,控制端与晶体管MN1的控制端连接,第二端与电流源I4的第一端连接,电流源I4的第二端接地。
输出端电路130包括依次串联连接于电源电压VDD和地之间的晶体管MP4和晶体管MN4,晶体管MP4的控制端与电流源I3和晶体管MP3的中间节点连接,晶体管MN4的控制端与晶体管MN3和电流源I4的中间节点连接。
下面以输出端电路130中的晶体管MP4为例,说明流经传统的AB类放大器的输出级电路的输出端电路的静态电流大小的原理。
如图1所示,在传统的AB类放大器的输出级电路中,存在VgsMP4+VgsMP3=VgsMP1+VgsMP2,其中,VgsMP1表示晶体管MP1的栅源电压,VgsMP2表示晶体管MP2的栅源电压,VgsMP3表示晶体管MP3的栅源电压,VgsMP4表示晶体管MP4的栅源电压,并且晶体管MP1和晶体管MP4的晶体管尺寸为1:N,晶体管MP2和晶体管MP3的晶体管尺寸比例为1:M,其中M=2I2/I3,I2和I3分别为电流源I2和电流源I3提供的电流。所以,流经晶体管MP4的静态电流为流经晶体管MP1的静态电流的N倍(即NI2),其中N为晶体管MP4和晶体管MP1的宽长比之比。
输出端电路130中的晶体管MN4的原理与输出端电路130中的晶体管MP4的原理相同,不再赘述。
因此,在理想情况下,流经输出端电路130的静态电流为流经静态电流偏置电路的N倍,当N的取值确定之后,流经输出端电路130的静态电流的大小恒定。这里的静态电流偏置电路可以具有第一静态电流偏置子电路和第二静态电流偏置子电路之一,也可以同时具有第一静态电流偏置子电路和第二静态电流偏置子电路。
但是,在传统的AB类放大器的输出级电路中,由于VdsMP4=VDD-Vout,VdsMN4=Vout。所以,当输出电压Vout发生变化时,VdsMP4和VdsMN4也会发生变化,其中,VdsMP4表示晶体管MP4的漏源电压,VdsMN4表示晶体管MN4的漏源电压,VDD表示电源电压。因此,由于沟道长度调制效应,当输出电压Vout发生变化时,由于输出端电路的漏源电压随输出电压Vout的变化而产生失配,使得流经输出端电路的静态电流与流经静态电流偏置电路的静态电流的比值不再是一个固定值,导致流经输出端电路的静态电流不再恒定。
基于此,本发明实施例的输出级电路还包括静态电流均衡电路,静态电流均衡电路可根据输出电压控制静态电流偏置电路中的晶体管的漏源电压跟随输出端电路的晶体管的漏源电压同步变化,以使得流经输出端电路的静态电流保持恒定。
图2为本发明实施例的AB类放大器的输出级电路示意图。如图2所示,输出级电路200包括第一静态电流偏置子电路211、第二静态电流偏置子电路212、第一静态电流均衡子电路221、第二静态电流均衡子电路222、电压偏置电路230以及输出端电路240。
其中,第一静态偏置子电路211和第二静态偏置子电路212构成输出级电路200的静态电流偏置电路,适于对输出端电路240的静态电流产生偏置,使得流经输出端电路240的静态电流为流经其自身的静态电流的镜像。电压偏置电路230适于对输出端电路240的电压产生偏置,并实现AB类的工作方式。
需要说明的是,在实际应用中,这里的静态电流偏置电路可以具有第一静态电流偏置子电路211和第二静态电流偏置子电路212之一,也可以同时具有第一静态电流偏置子电路211和第二静态电流偏置子电路212。
第一静态电流均衡子电路221和第二静态电流均衡子电路222构成输出级电路200的静态电流均衡电路,适于根据输出电压控制静态电流偏置电路中的晶体管的漏源电压跟随输出端电路240中输出管的漏源电压同步变化,从而抵消由输出端电路240的漏源电压的变化造成的输出端电路240的静态电流与静态电流偏置电路中的静态电流的失配,以使得流经输出端电路240的静态电流保持恒定。
需要说明的是,在实际应用时,所述静态电流均衡电路可以只包含第一静态电流均衡子电路221,或者第二静态电流均衡子电路222,或者,也可以同时包含第一静态电流均衡子电路221和第二静态电流均衡子电路222。
所述实现AB类的工作方式是指:在静态时具有较小的流经输出端电路的静态电流,以及在动态时能输出较大的电流至负载,并具有较高的输出效率、较小的交越失真。
进一步的,输出端电路240包括依次串联连接于电源电压VDD和地之间的输出管MP6和输出管MN6,输出管MP6和输出管MN6的中间节点用于提供输出电压Vout。
第一静态电流偏置子电路211包括电流源I3、晶体管MP1和晶体管MP2。电流源I3的第一端与电源电压VDD连接,第二端与晶体管MP1的控制端连接。晶体管MP1的第一端与电源电压VDD连接,第二端与静态电流均衡子电路221连接。晶体管MP2的第一端与电流源I3和晶体管MP1的中间节点连接,第二端与静态电流均衡子电路221连接,控制端与第二端彼此连接。
第一静态电流均衡子电路221包括电流源I2、电流源I7、晶体管MP5和晶体管MN5。电流源I2和晶体管MP5依次串联连接在电源电压VDD和地之间,晶体管MP5的控制端接收输出电压Vout。晶体管MN5的第一端与晶体管MP2的第二端连接,控制端与电流源I2和晶体管MP5的中间节点连接,第二端与电流源I7的第一端连接,电流源I7的第二端接地。此外,晶体管MN5和电流源I7的中间节点还与晶体管MP1的第二端连接。
在第一静态电流均衡子电路221中,晶体管MP5为电流跟随器,流经晶体管MP5的第一电流随输出电压Vout的变化而变化,晶体管MN5将所述第一电流转换成电压,所以可以得到:
VdsMP1=VDD-(Vout-VgsMP5+VgsMN5)
又由于:
VgsMP5=VgsMN5
所以:
VdsMP1=VDD-Vout
又因为:
VdsMP6=VDD-Vout
其中,,其中,VdsMP1表示晶体管MP1的漏源电压,VdsMP5表示晶体管MP5的漏源电压,VdsMP6表示输出管MP6的漏源电压,VdsMN5表示晶体管MN5的漏源电压,VDD表示电源电压。
由上式可以得到,本实施例的晶体管MP1的漏源电压VdsMP1与输出管MP6的漏源电压VdsMP6都可随输出电压Vout同步变化,使得流经输出端电路240的静态电流保持恒定。
进一步的,本实施例的晶体管MN5、晶体管MP1和晶体管MP2构成闭合环路,可进一步提高第一静态电流偏置子电路211的抗干扰能力。
第二静态电流偏置子电路212包括电流源I6、晶体管MN1和晶体管MN2。晶体管MN1的第一端和控制端与静态电流均衡子电路222连接,第二端与电流源I6的第一端连接,电流源I6的第二端接地。晶体管MN2的第一端与静态电流均衡子电路222连接,控制端与晶体管MN1和电流源I6的中间节点连接,第二端接地。
第二静态电流均衡子电路222包括电流源I1、晶体管MN4、电流源I5和晶体管MP4。晶体管MN4和电流源I5依次串联连接在电源电压VDD和地之间,晶体管MN4的控制端用于接收输出电压Vout。电流源I1的第一端与电源电压VDD连接,第二端与晶体管MP4的第一端连接。晶体管MP4第二端与晶体管MN1的第一端连接,控制端与晶体管MN4和电流源I5的中间节点连接。此外,电流源I1和晶体管MP4的中间节点与晶体管MN2的第一端连接。
在第二静态电流均衡子电路222中,晶体管MN4为电流跟随器,流经晶体管MN4的第二电流随输出电压Vout的变化而变化,晶体管MP4将所述第二电流转换成电压,以控制晶体管MN1的漏源电压,所以本实施例的晶体管MN1的漏源电压与输出管MN6的漏源电压都可随输出电压Vout同步变化,具体工作原理与第一静态电流均衡子电路221相同,在此不再赘述。
进一步的,本实施例的晶体管MP4、晶体管MN1和晶体管MN2构成闭合环路,可进一步提高第二静态电流偏置子电路212的抗干扰能力。
电压偏置电路230包括电流源I4、电流源I8、晶体管MP3以及晶体管MN3。电流源I4的第一端与电源电压VDD连接,第二端与晶体管MP3的第一端连接。晶体管MP3的控制端与晶体管MP2的控制端连接,第二端与晶体管MN3的第二端连接。晶体管MN3的第一端与电流源I4和晶体管MP3的中间节点连接,控制端与晶体管MN1的控制端连接,第二端与电流源I8的第一端连接,电流源I8的第二端接地。此外,输出管MP6的控制端与电流源I4和晶体管MP3的中间节点连接,输出管MN6的控制端与晶体管MN3和电流源I8的中间节点连接。
在本发明实施例中,晶体管MN1-MN5和输出管MN6例如可以通过N型MOSFET实现,晶体管MP1-MP5和输出管MP6例如可以通过P型MOSFET实现。
在进一步的实施例,本发明还提供了一种AB类放大器,其中,还AB类放大器包括上述实施例的输出级电路200。
综上所述,本发明实施例的输出级电路和AB类放大器,输出级电路还包括静态电流均衡电路,静态电流均衡电路可根据输出电压控制静态电流偏置电路中的晶体管的漏源电压跟随输出端电路的晶体管的漏源电压同步变化,以使得流经输出端电路的静态电流保持恒定。
进一步的,本发明实施例的静态电流均衡电路和静态电流偏置电路构成闭合环路,可以进一步提高静态电流偏置电路的抗干扰能力。
应当说明,尽管在本文中,将器件说明为某种N沟道或P沟道器件、或者某种N型或者P型掺杂区域,然而本领域的普通技术人员可以理解,根据本发明,互补器件也是可以实现的。本领域的普通技术人员可以理解,导电类型是指导电发生的机制,例如通过空穴或者电子导电,因此导电类型不涉及掺杂浓度而涉及掺杂类型,例如P型或者N型。本领域普通技术人员可以理解,本文中使用的与电路运行相关的词语“期间”、“当”和“当……时”不是表示在启动动作开始时立即发生的动作的严格术语,而是在其与启动动作所发起的反应动作(reaction)之间可能存在一些小的但是合理的一个或多个延迟,例如各种传输延迟等。本文中使用词语“大约”或者“基本上”意指要素值(element)具有预期接近所声明的值或位置的参数。然而,如本领域所周知的,总是存在微小的偏差使得该值或位置难以严格为所声明的值。本领域已恰当的确定了,至少百分之十(10%)(对于半导体掺杂浓度,至少百分之二十(20%))的偏差是偏离所描述的准确的理想目标的合理偏差。当结合信号状态使用时,信号的实际电压值或逻辑状态(例如“1”或“0”)取决于使用正逻辑还是负逻辑。
此外,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然,根据以上描述,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种输出级电路,其特征在于,包括:
输出端电路,其包括依次串联连接于电源电压和地之间的第一输出管和第二输出管,所述第一输出管和所述第二输出管的中间节点用于提供输出电压;
静态电流偏置电路,适于对流经所述输出端电路的静态电流产生偏置,以使得流经所诉输出端电路的静态电流为其自身静态电流的镜像;
电压偏置电路,适于对所述输出端电路的电压产生偏置;以及
静态电流均衡电路,适于根据所述输出电压控制所述静态电流偏置电路中晶体管的漏源电压,以使得所述静态电流偏置电路中晶体管的漏源电压跟随所述输出端电路中输出管的漏源电压同步变化,
所述静态电流均衡电路包括第一静态电流均衡子电路,所述第一静态电流均衡子电路包括:
第二电流源,其具有与所述电源电压连接的第一端以及第二端;
第三晶体管,其具有与所述第二电流源的第二端连接的第一端、接收所述输出电压的控制端以及与地连接的第二端;
第四晶体管,其具有与所述静态电流偏置电路连接的第一端、与所述第二电流源的第二端连接的控制端以及第二端;
第三电流源,其具有与所述第四晶体管的第二端连接的第一端以及与地连接的第二端,
其中,所述第四晶体管和所述第三电流源的中间节点与所述静态电流偏置电路连接。
2.根据权利要求1所述的输出级电路,其特征在于,所述静态电流偏置电路包括第一静态电流偏置子电路,适于对流经所述第一输出管的静态电流产生偏置,
其中,所述第一静态电流偏置子电路包括:
第一电流源,其具有与所述电源电压连接的第一端以及第二端;
第一晶体管,其具有与所述电源电压连接的第一端、与所述第一电流源的第二端连接的控制端以及与所述第四晶体管和所述第三电流源的中间节点连接的第二端;
第二晶体管,其具有与所述第一电流源的第二端连接的第一端、与所述电压偏置电路连接的控制端以及与所述第四晶体管的第一端和自身的控制端连接的第二端。
3.根据权利要求2所述的输出级电路,其特征在于,所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管为P型MOSFET,所述第四晶体管为N型MOSFET。
4.根据权利要求2所述的输出级电路,其特征在于,所述静态电流偏置电路还包括第二静态电流偏置子电路,适于对流经所述第二输出管的静态电流产生偏置,
其中,所述第二静态电流偏置子电路包括:
第五晶体管,其具有与所述静态电流均衡电路连接的第一端、与所述电压偏置电路和自身的第一端连接的控制端以及第二端;
第六晶体管,其具有与所述静态电流均衡电路连接的第一端、与所述第五晶体管的控制端连接的第二端以及与地连接的第二端;以及
第四电流源,其具有与所述第五晶体管的第二端连接的第一端以及与地连接的第二端。
5.根据权利要求4所述的输出级电路,其特征在于,所述静态电流均衡电路包括第二静态电流均衡子电路,所述第一静态电流均衡子电路包括:
第七晶体管,其具有与电源电压连接的第一端、接收所述输出电压的控制端以及第二端;
第五电流源,其具有与所述第七晶体管的第二端连接的第一端以及与地连接的第二端;
第六电流源,其具有与电源电压连接的第一端以及第二端;以及
第八晶体管,其具有与所述第六电流源的第二端连接的第一端、与所述第七晶体管的第二端连接的控制端以及与所述第五晶体管的第一端连接的第二端,
其中,所述第六电流源和所述第八晶体管的中间节点与所述第六晶体管的第一端连接。
6.根据权利要求5所述的输出级电路,其特征在于,所述第五晶体管、所述第六晶体管和所述第七晶体管分别选自N型MOSFET,所述第八晶体管选自P型MOSFET。
7.根据权利要求6所述的输出级电路,其特征在于,所述电压偏置电路包括:
第七电流源,其具有与所述电源电压连接的第一端以及第二端;
第九晶体管,其具有与所述第七电流源的第二端连接的第一端、与所述第二晶体管的控制端连接的控制端以及第二端;
第十晶体管,其具有与所述第七电流源的第二端连接的第一端、与所述第五晶体管的控制端连接的控制端以及第二端;以及
第八电流源,其具有与所述第九晶体管和所述第十晶体管的第二端连接的第一端以及与地连接的第二端,
其中,所述第七电流源和所述第九晶体管的中间节点与所述第一输出管的控制端连接,所述第十晶体管和所述第八电流源的中间节点与所述第二输出管的控制端连接。
8.根据权利要求7所述的输出级电路,其特征在于,所述第九晶体管为P型MOSFET,所述第十晶体管为N型MOSFET。
9.一种AB类放大器,其特征在于,包括权利要求1-8任一项所述的输出级电路。
CN201911415378.7A 2019-12-31 2019-12-31 输出级电路和ab类放大器 Active CN113131881B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911415378.7A CN113131881B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 输出级电路和ab类放大器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911415378.7A CN113131881B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 输出级电路和ab类放大器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113131881A CN113131881A (zh) 2021-07-16
CN113131881B true CN113131881B (zh) 2022-10-14

Family

ID=76770758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911415378.7A Active CN113131881B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 输出级电路和ab类放大器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113131881B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114039560B (zh) * 2021-10-13 2022-06-24 杭州深谙微电子科技有限公司 一种运算放大器及其输出级电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1457146A (zh) * 2002-05-07 2003-11-19 三星电子株式会社 控制静态电流的ab类放大器
CN103208789A (zh) * 2013-04-01 2013-07-17 刘文博 一种可控制静态电流限流加速保护电路
CN104253589A (zh) * 2013-06-27 2014-12-31 快捷半导体(苏州)有限公司 静态电流均衡方法、输出级电路、ab类放大器及电子设备
CN104333337A (zh) * 2014-11-10 2015-02-04 锐迪科微电子科技(上海)有限公司 Ab类运算放大器的静态电流控制电路

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6556081B2 (en) * 2000-12-15 2003-04-29 Texas Instruments Incorporated Single-ended, ultra low voltage class AB power amplifier architecture having a common-mode feedback quiescent current control circuit
JP2011061611A (ja) * 2009-09-11 2011-03-24 Ricoh Co Ltd 演算増幅器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1457146A (zh) * 2002-05-07 2003-11-19 三星电子株式会社 控制静态电流的ab类放大器
CN103208789A (zh) * 2013-04-01 2013-07-17 刘文博 一种可控制静态电流限流加速保护电路
CN104253589A (zh) * 2013-06-27 2014-12-31 快捷半导体(苏州)有限公司 静态电流均衡方法、输出级电路、ab类放大器及电子设备
CN104333337A (zh) * 2014-11-10 2015-02-04 锐迪科微电子科技(上海)有限公司 Ab类运算放大器的静态电流控制电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN113131881A (zh) 2021-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8618787B1 (en) Current mirror and high-compliance single-stage amplifier
US7548117B2 (en) Differential amplifier having an improved slew rate
CN101860327B (zh) 级联放大器和用于控制级联放大器的电流的方法
JP6204772B2 (ja) カスコード増幅器
KR101451468B1 (ko) 정전류 회로 및 기준 전압 회로
US9350304B2 (en) Quiescent current equalization method, output stage circuit, class AB amplifier and electronic device
CN113131881B (zh) 输出级电路和ab类放大器
CN113131886B (zh) 一种运算放大器
CN104881071A (zh) 低功耗基准电压源
US8310306B2 (en) Operational amplifier
CN112148060B (zh) 一种无交越失真运算放大器输入级衬底电压控制电路
CN105843322B (zh) 电压参考电路及其工作方法
US11031917B2 (en) Method for generating a bias current for biasing a differential pair of transistors and corresponding integrated circuit
TWI644195B (zh) 緩衝級和控制電路
CN110445482B (zh) 一种低功耗高摆率的比较器
CN113131905B (zh) 一种施密特触发器电路
CN116846353A (zh) 比较器电路
CN113131885B (zh) 一种输出级电路和ab类放大器
US7830202B2 (en) Current mirror circuit
JP2002217653A (ja) 差動増幅回路
CN113258892A (zh) 差动放大器
CN116318081A (zh) 迟滞电压比较器
CN115208370A (zh) 共模采样电路
CN114002592A (zh) 功率管的漏源电压采样电路
CN115586810A (zh) 一种稳定cascode电流镜工作状态的偏置网络

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant