CN117134713A - 一种带修调的高增益快响应误差放大器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带修调的高增益快响应误差放大器及其控制方法，包括电压比较电路和运放电路，电压比较电路将输出电压的采样电压与基准电压进行比较后输出放大的误差电压信号至运放电路，电压比较电路中设置修调电阻，运放电路中设置两级射极跟随器将放大的误差电压信号进一步放大并产生输出电压VOUT，运放电路使用电流修调组件进行电流修调以使响应速度稳定。本发明电压比较电路增益高，可以以大的放大倍数放大误差电压，修调电路使增益稳定。运放电路采用两级射极跟随器输出电阻低，负载能力强，增益小，响应速度快，PNP三极管组成的射极跟随器使放大的差分电压提高一个Vbe，增大了输入到运放部分的误差电压范围，运放电路修调电流使响应速度稳定。

Description

一种带修调的高增益快响应误差放大器及其控制方法
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种带修调的高增益快响应误差放大器及其控制方法。
背景技术
近年来，现代电子技术的发展促进了工业控制仪器、汽车电子、个人消费类电子市场的蓬勃发展，为电源管理IC的市场需求带来了强劲的推动力以及提出了严格的要求。
电源管理IC中最常见的种类就是开关电源类的DC-DC变换器。在开关电源中，通常会有误差放大器。其中误差放大器的作用是放大误差，误差放大器的一个输入端连接基准电压，另一端连接输出电压采样的电压，当这两个电压存在差值时，误差放大器就会放大这个差值，然后通过负反馈网络使采样电压与基准电压相同，进而使输出电压保持稳定。
但是，误差放大器电路设计的主要难点在于，增益和响应速度之间的关系，增益和响应速度不可兼得，提高增益，会导致响应速度变慢，降低增益，会使系统的输出电压精度差。传统误差放大器如图1所示。
因此，需要一种可以解决增益和响应速度之间竞争关系的误差放大器
发明内容
本发明是为了解决增益和响应速度互相影响的问题，提供一种带修调的高增益快响应误差放大器及其控制方法，包括电压比较部分和运放部分。电压比较部分将输出电压的采样电压与基准电压进行比较，输出放大的误差电压信号，其增益大，电压比较部分中的修调电阻使放大倍数稳定。运放部分功能是保证响应速度，运放部分中的修调电流使响应速度稳定，通过这种方法可以在实现高增益的情况下实现快的响应速度。
本发明提供一种带修调的高增益快响应误差放大器，包括相连的电压比较电路和运放电路，电压比较电路将输出电压的采样电压与基准电压进行比较后输出放大的误差电压信号至运放电路，电压比较电路中设置修调电阻，运放电路中设置两级射极跟随器将放大的误差电压信号进一步放大并产生输出电压VOUT，运放电路使用电流修调组件进行电流修调以使响应速度稳定。
本发明所述的一种带修调的高增益快响应误差放大器及其控制方法，作为优选方式，电压比较电路包括：电阻R1、R2、R3、R4和三极管Q1、Q2，电阻R3为修调电阻；
电阻R1、R2为并联且均与电源电压VIN相连，R1的下端与Q2的集电极和运放电路的N端均相连，R2的下端与Q1集电极、运放电路的P端均相连，Q1的基极与Q2的基极相连且均与反馈电压FB相连，Q2的发射极与修调电阻R3的上端相连，修调电阻R3的下端、Q1的发射极均与R4的上端相连，R4的下端接地；
Q1、Q2的发射极面积比为1：N且均为NPN管，N为正整数，R1和R2的阻值相同。
本发明所述的一种带修调的高增益快响应误差放大器及其控制方法，作为优选方式，修调电阻R3包括串联的电阻R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37，串联的开关管M0、M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7，电阻R38、R39，电阻R38、R39的数量各为4个；修调电阻可通过开关管的通断形成不同的阻值以使误差放大器的放大倍数稳定；
开关管M0与一个R38串联后再与电阻R30并联，开关管M1与R39串联后再与电阻R31并联，开关管M2与一个R38串联后再与电阻R32并联，开关管M3与一个R39串联后再与电阻R33并联，开关管M4与一个R38串联后再与电阻R34并联，开关管M5与一个R39串联后再与电阻R35并联，开关管M6与一个R38串联后再与电阻R36并联，开关管M7与一个R39串联后再与电阻R37并联，电阻R30的下端与Q1的发射极、R4的上端均相连，电阻R37的上端与Q2的发射极相连；
电阻R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37的阻值均相同。
本发明所述的一种带修调的高增益快响应误差放大器及其控制方法，作为优选方式，R38阻值是R39阻值的两倍。
本发明所述的一种带修调的高增益快响应误差放大器及其控制方法，作为优选方式，运放电路包括三极管Q3～Q8和电阻R5～R7，Q3、Q4为差分对管，差分对管后连接两级射极跟随器，差分对管的基极与电压比较部分相连并接收误差电压后在R5的上端产生放大的误差电压，两级射极跟随器将放大的误差电压继续放大后并输出；
Q8的集电极、R6的上端、Q7的集电极均与电源电压VIN相连，Q8的发射极与Q3的发射极、Q4的发射极均相连，Q3的基极与P端相连，Q3的集电极接地，Q4的基极与N端连接，Q4的集电极、R5的上端、Q6的基极均与Q5的发射极相连，R6的下端、Q5的基极和集电极、Q6的发射极均与Q7的基极相连，Q7的发射极与电阻R7的上端连接且连接到输出电压VOUT，R5的下端、R7的下端和Q6的集电极均接地；
三极管Q5、Q6和电阻R6组成一级射极跟随器，三极管Q7和电阻R7组成二级射极跟随器，三极管Q3、Q4、Q6均为PNP管，Q5、Q7、Q8均为NPN管。
本发明所述的一种带修调的高增益快响应误差放大器及其控制方法，作为优选方式，还包括与三极管Q8的集电极和发射极、电源电压均连接的电流修调组件，电流修调组件包括集电极和发射极均分别相连且电流与三极管Q8均相同的至少一个三极管。
本发明提供一种带修调的高增益快响应误差放大器的控制方法，S1、反馈电压FB通过三极管Q1和三极管Q2的基极反馈到电压比较电路，Q1、Q2将反馈电压FB与基准电压的差值放大，Q2的发射极与修调电阻R3相连、集电极与电阻R1相连，Q1的集电极与电阻R2相连，修调电阻R3的下端和Q1的发射集均与电阻R4的上端相连，Q1的集电极输出端为P端，Q2的集电极输出端为N端，P端和N端之间产生放大的误差电压信号输出至运放电路；
S2、放大的误差电压信号依次经运放电路中的差分对管、第一级射级跟随器和第二级射级跟随器进一步放大后得到输出电压VOUT；
S3、所述输出电压VOUT经过环路使反馈电压FB减小，返回步骤S1。
本发明所述的一种带修调的高增益快响应误差放大器的控制方法，作为优选方式，步骤S1中，当反馈电压FB小于基准电压VTH时，由于Q2与修调电阻R3相连且Q1、Q2的发射极面积比是1：N，Q2的集电极电流IC2>Q1的集电极电流IC1，Q2的集电极电压小于Q1的集电极电压，N端电压小于P端电压；
当反馈电压FB等于基准电压VTH时Q2的集电极电流IC2＝Q1的集电极电流IC1，Q2的集电极电压等于Q1的集电极电压，N端电压等于P端电压；
当反馈电压FB大于基准电压VTH时，Q2的集电极电流IC2＜Q1的集电极电流IC1，Q2的集电极电压大于Q1的集电极电压，N端电压大于P端电压；
修调电阻R3为并联电阻串联开关管的电路，修调电阻R3通过控制开关晶体管M0～M7的开断调整阻值。
本发明所述的一种带修调的高增益快响应误差放大器的控制方法，作为优选方式，步骤S2中，当输入的N端电压小于P端电压时，运放电路对放大的误差电压信号进行进一步放大的倍数大于N端电压大于P端电压时的放大倍数。
本发明所述的一种带修调的高增益快响应误差放大器的控制方法，作为优选方式，基准电压VTH为：
VTH＝2×R4×VTln(N)/R3+Vbe1；
其中，Vbe1为Q1的基极-发射极间电压，Vbe2为Q2的基极-发射极间电压；
VT＝kT/q，其中k为玻尔兹曼常数，T为温度，q为电子电量；
且Vbe1与温度成反比，基准电压VTH为与温度无关的参数。
本发明的技术关键点在于：
1、电压比较部分，放大误差电压，增益高，放大倍数随温度变化小，采用修调电路使增益稳定。
2、运放部分采用两级射极跟随器有低的输出电阻，负载增力强，开环增益小，稳定性强。PNP三极管组成的射极跟随器使放大的差分电压提高一个Vbe，增大了输入到运放部分误差电压的范围，使用修调电流使响应稳定。
本发明具有以下优点：
本发明设计了一种误差放大器，设计的电压比较部分增益高，可以以很大的放大倍数放大误差电压，修调电路使增益稳定。运放部分采用的两级射极跟随器输出电阻低，负载能力强，增益小，响应速度快，PNP三极管组成的射极跟随器使放大的差分电压提高一个Vbe，增大了输入到运放部分的误差电压的范围。运放部分中的修调电流使响应速度稳定。
附图说明
图1为现有技术的误差放大器电路图；
图2为一种带修调的高增益快响应误差放大器的电路图；
图3为一种带修调的高增益快响应误差放大器的运放电路图；
图4为一种带修调的高增益快响应误差放大器的修调电阻电路图；
图5为一种带修调的高增益快响应误差放大器的电流修调组件电路图；
图6为一种带修调的高增益快响应误差放大器的控制方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
如图2～5所示，一种带修调的高增益快响应误差放大器及其控制方法，包括相连的电压比较电路和运放电路，电压比较电路将输出电压的采样电压与基准电压进行比较后输出放大的误差电压信号至运放电路，电压比较电路中设置修调电阻，运放电路中设置两级射极跟随器将放大的误差电压信号进一步放大并产生输出电压VOUT，运放电路使用电流修调组件进行电流修调以使响应速度稳定；
如图2所示，电压比较电路包括：电阻R1、R2、R3、R4和三极管Q1、Q2，电阻R3为修调电阻；
电阻R1、R2为并联且均与电源电压VIN相连，R1的下端与Q2的集电极和运放电路的N端均相连，R2的下端与Q1集电极、运放电路的P端均相连，Q1的基极与Q2的基极相连且均与反馈电压FB相连，Q2的发射极与修调电阻R3的上端相连，修调电阻R3的下端、Q1的发射极均与R4的上端相连，R4的下端接地；
Q1、Q2的发射极面积比为1：N且均为NPN管，N为正整数，R1和R2的阻值相同；
修调电阻R3包括串联的电阻R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37，串联的开关管M0、M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7，电阻R38、R39，电阻R38、R39的数量各为4个；修调电阻可通过开关管的通断形成不同的阻值以使误差放大器的放大倍数稳定；
开关管M0与一个R38串联后再与电阻R30并联，开关管M1与一个R39串联后再与电阻R31并联，开关管M2与一个R38串联后再与电阻R32并联，开关管M3与一个R39串联后再与电阻R33并联，开关管M4与一个R38串联后再与电阻R34并联，开关管M5与一个R39串联后再与电阻R35并联，开关管M6与一个R38串联后再与电阻R36并联，开关管M7与一个R39串联后再与电阻R37并联，电阻R30的下端与Q1的发射极、R4的上端均相连，电阻R37的上端与Q2的发射极相连；
电阻R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37的阻值均相同；
R38的阻值是R39阻值的两倍，R38为100Ω，R39为50Ω；
如图3所示，运放电路包括三极管Q3～Q8和电阻R5～R7，Q3、Q4为差分对管，差分对管后连接两级射极跟随器，差分对管的基极与电压比较部分相连并接收误差电压后在R5的上端产生放大的误差电压，两级射极跟随器将放大的误差电压继续放大后并输出；
Q8的集电极、R6的上端、Q7的集电极均与电源电压VIN相连，Q8的发射极与Q3的发射极、Q4的发射极均相连，Q3的基极与P端相连，Q3的集电极接地，Q4的基极与N端连接，Q4的集电极、R5的上端、Q6的基极均与Q5的发射极相连，R6的下端、Q5的基极和集电极、Q6的发射极均与Q7的基极相连，Q7的发射极与电阻R7的上端连接且连接到输出电压VOUT，R5的下端、R7的下端和Q6的集电极均接地；
三极管Q5、Q6和电阻R6组成一级射极跟随器，三极管Q7和电阻R7组成二级射极跟随器，三极管Q3、Q4、Q6均为PNP管，Q5、Q7、Q8均为NPN管；
如图5所示，还包括与三极管Q8的集电极和发射极、电源电压均连接的电流修调组件，电流修调组件包括集电极和发射极均分别相连且电流与三极管Q8均相同的至少一个三极管。
实施例2
如图6所示，一种带修调的高增益快响应误差放大器的控制方法，S1、反馈电压FB通过三极管Q1和三极管Q2的基极反馈到电压比较电路，Q1、Q2将反馈电压FB与基准电压的差值放大，Q2的发射极与修调电阻R3相连、集电极与电阻R1相连，Q1的集电极与电阻R2相连，修调电阻R3的下端和Q1的发射集均与电阻R4的上端相连，Q1的集电极输出端为P端，Q2的集电极输出端为N端，P端和N端之间产生放大的误差电压信号输出至运放电路；
当反馈电压FB小于基准电压VTH时，由于Q2与修调电阻R3相连且Q1、Q2的发射极面积比是1：N，Q2的集电极电流IC2>Q1的集电极电流IC1，Q2的集电极电压小于Q1的集电极电压，N端电压小于P端电压；
当反馈电压FB等于基准电压VTH时Q2的集电极电流IC2＝Q1的集电极电流IC1，Q2的集电极电压等于Q1的集电极电压，N端电压等于P端电压；
当反馈电压FB大于基准电压VTH时，Q2的集电极电流IC2＜Q1的集电极电流IC1，Q2的集电极电压大于Q1的集电极电压，N端电压大于P端电压；
修调电阻R3为并联电阻串联开关管的电路，修调电阻R3通过控制开关晶体管M0～M7的开断调整阻值；
基准电压VTH为：
VTH＝2×R4×VTln(N)/R3+Vbe1；
其中，Vbe1为Q1的基极-发射极间电压，Vbe2为Q2的基极-发射极间电压；
VT＝kT/Q，其中k为玻尔兹曼常数，T为温度，q为电子电量；
且Vbe1与温度成反比，基准电压VTH为与温度无关的参数；
S2、放大的误差电压信号依次经运放电路中的差分对管、第一级射级跟随器和第二级射级跟随器进一步放大后得到输出电压VOUT；当输入的N端电压小于P端电压时，运放电路对放大的误差电压信号进行进一步放大的倍数大于N端电压大于P端电压时的放大倍数；
S3、输出电压VOUT经过环路使反馈电压FB减小，返回步骤S1。
实施例3
如图2～6所示，一种带修调的高增益快响应误差放大器及其控制方法，
电压比较部分由电阻R1、R2、R3、R4、NPN三极管Q1和Q2构成，电压比较部分电路的连接关系：电阻R1、R2的上端连接电源电压VIN，R1的下端连接Q2的集电极、运放部分的N端，R2下端连接Q1的集电极、运放的P端。Q1的基极和Q2的基极连接，并且也与反馈电压FB连接。Q2的发射极与修调电阻的上端连接，即修调电阻中的R7的上端连接。修调电阻的下端与Q1的发射极、R4的上端连接，修调电阻的下端即R30的下端；
R3是修调电阻，可以使放大倍数稳定。三极管Q1、三极管Q2产生ΔVbe，ΔVbe是正温度系数的电压，Vbe是负温度系数的电压，三极管Q1、Q2的发射极面积比是1:N。
流过Q1的集电极电流为IC1，流过Q2集电极电流是IC2。IC1、IC2都随着基极电压(FB)的增大而增大，但是因为电阻R3的存在，使IC2曲线斜率比IC1小。所以随着FB电压的增大，IC1和IC2两条曲线在1.2V时会相交。当反馈电压较低时IC2>IC1，又因为R1和R2的阻值相同，所以Q1的集电极电压大于Q2的集电极电压。当反馈电压逐渐增加时，IC1、IC2都逐渐增加，反馈电压FB达到带隙结构的翻转门限时，IC1＝IC2，此时，Q1的集电极电压和Q2的集电极电压相等，当反馈电压FB的值超过翻转基准电压时，IC2<IC1，Q1的集电极电压比Q2的集电极电压低。
现计算基准电压VTH:
ΔVbe＝Vbe1-Vbe2＝VTln(N)，IC2*R3＝Vbe1-Vbe2
所以由上式得IC2＝VTln(N)/R3，
基准电压VTH＝2×R4×IC2+Vbe1＝2×R4×VTln(N)/R3+Vbe1
因为VT与绝对温度成正比，Vbe与绝对温度成反比，所以VTH是与温度无关的基准电压。
修调电阻如图4所示，是一种并联大电阻串联开关管修调电路，当开关晶体管M0关闭时，R30两端的等效电阻为R，当开关管M0导通时，R30两端的等效电阻是R和100R的并联值。
等效电阻RE＝R×(100R+RDS)÷(R+100R+RDS)
其中RDS是开关管的导通电阻。
所以开关管导通前和导通后的电阻差值△R＝R-R×(100R+RDS)÷(R+100R+RDS)＝R÷(101R+RDS)
忽略RDS修调位的修调的电阻值大约是0.01R
电压比较部分产生的差分电压输入到运放部分，运放部分如图3所示，Q8的集电极、电流修调组件的上端与电源电压连接。Q8的发射极、电流修调组件的下端、Q3的发射极、Q4的发射极连接。Q3的基极与P端连接，Q3的集电极接地。Q4的基极与N端连接。Q4的集电极极、R5的上端、Q6的基极与Q5的发射极连接。R6的下端、Q5的基极和集电极、Q6的发射极与Q7的基极连接。Q7的发射极与电阻R7的上端连接，并且连接到输出电压VOUT。
电流修调如图5，图5中的三极管和图3中的Q8是相同的管子，流过管子的电流是相同的。运放部分有三极管Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、电阻R5、R6、R7构成，Q3、Q4是差分对管，差分对管后接了两级射极跟随器。对管基极连接电压比较部分输出的误差电压，在R5的上端产生放大的误差电压。第一级射极跟随器由PNP管和电阻构成，可以使放大的误差电压提高一个Vbe，增大了输入到运放部分误差电压的范围。采用的两级射极跟随器有很低的输出电阻，负载增力强，开环增益小，稳定性强。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带修调的高增益快响应误差放大器，其特征在于：包括相连的电压比较电路和运放电路，所述电压比较电路将输出电压的采样电压与基准电压进行比较后输出放大的误差电压信号至所述运放电路，所述电压比较电路中设置修调电阻，所述运放电路中设置两级射极跟随器将所述放大的误差电压信号进一步放大并产生输出电压VOUT，所述运放电路使用电流修调组件进行电流修调以使响应速度稳定。
2.根据权利要求1所述的一种带修调的高增益快响应误差放大器，其特征在于：所述电压比较电路包括：电阻R1、R2、R3、R4和三极管Q1、Q2，电阻R3为修调电阻；
电阻R1、R2为并联且均与电源电压VIN相连，R1的下端与Q2的集电极和所述运放电路的N端均相连，R2的下端与Q1集电极、所述运放电路的P端均相连，Q1的基极与Q2的基极相连且均与反馈电压FB相连，Q2的发射极与修调电阻R3的上端相连，修调电阻R3的下端、Q1的发射极均与R4的上端相连，R4的下端接地；
Q1、Q2的发射极面积比为1：N且均为NPN管，N为正整数，R1和R2的阻值相同。
3.根据权利要求2所述的一种带修调的高增益快响应误差放大器，其特征在于：修调电阻R3包括串联的电阻R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37，串联的开关管M0、M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7，电阻R38、R39，电阻R38、R39的数量各为4个；所述修调电阻可通过开关管的通断形成不同的阻值以使所述误差放大器的放大倍数稳定；
开关管M0与一个R38串联后再与电阻R30并联，开关管M1与一个R39串联后再与电阻R31并联，开关管M2与一个R38串联后再与电阻R32并联，开关管M3与一个R39串联后再与电阻R33并联，开关管M4与一个R38串联后再与电阻R34并联，开关管M5与一个R39串联后再与电阻R35并联，开关管M6与一个R38串联后再与电阻R36并联，开关管M7与一个R39串联后再与电阻R37并联，电阻R30的下端与Q1的发射极、R4的上端均相连，电阻R37的上端与Q2的发射极相连；
电阻R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37的阻值均相同。
4.根据权利要求3所述的一种带修调的高增益快响应误差放大器，其特征在于：R38阻值是R39阻值的两倍。
5.根据权利要求2所述的一种带修调的高增益快响应误差放大器，其特征在于：所述运放电路包括三极管Q3～Q8和电阻R5～R7，Q3、Q4为差分对管，所述差分对管后连接两级所述射极跟随器，所述差分对管的基极与所述电压比较部分相连并接收误差电压后在R5的上端产生放大的误差电压，两级所述射极跟随器将所述放大的误差电压继续放大后并输出；
Q8的集电极、R6的上端、Q7的集电极均与电源电压VIN相连，Q8的发射极与Q3的发射极、Q4的发射极均相连，Q3的基极与P端相连，Q3的集电极接地，Q4的基极与N端连接，Q4的集电极、R5的上端、Q6的基极均与Q5的发射极相连，R6的下端、Q5的基极和集电极、Q6的发射极均与Q7的基极相连，Q7的发射极与电阻R7的上端连接且连接到输出电压VOUT，R5的下端、R7的下端和Q6的集电极均接地；
三极管Q5、Q6和电阻R6组成一级射极跟随器，三极管Q7和电阻R7组成二级射极跟随器，三极管Q3、Q4、Q6均为PNP管，Q5、Q7、Q8均为NPN管。
6.根据权利要求5所述的一种带修调的高增益快响应误差放大器，其特征在于：还包括与三极管Q8的集电极和发射极、电源电压均连接的电流修调组件，所述电流修调组件包括集电极和发射极均分别相连且电流与三极管Q8均相同的至少一个三极管。
7.一种带修调的高增益快响应误差放大器的控制方法，其特征在于：S1、反馈电压FB通过三极管Q1和三极管Q2的基极反馈到电压比较电路，Q1、Q2将反馈电压FB与基准电压的差值放大，Q2的发射极与修调电阻R3相连、集电极与电阻R1相连，Q1的集电极与电阻R2相连，修调电阻R3的下端和Q1的发射集均与电阻R4的上端相连，Q1的集电极输出端为P端，Q2的集电极输出端为N端，P端和N端之间产生放大的误差电压信号输出至运放电路；
S2、所述放大的误差电压信号依次经所述运放电路中的差分对管、第一级射级跟随器和第二级射级跟随器进一步放大后得到所述输出电压VOUT；
S3、所述输出电压VOUT经过环路使反馈电压FB减小，返回步骤S1。
8.根据权利要求7所述的一种带修调的高增益快响应误差放大器的控制方法，其特征在于：步骤S1中，当反馈电压FB小于基准电压VTH时，由于Q2与所述修调电阻R3相连且Q1、Q2的发射极面积比是1：N，Q2的集电极电流IC2>Q1的集电极电流IC1，Q2的集电极电压小于Q1的集电极电压，N端电压小于P端电压；
当反馈电压FB等于基准电压VTH时Q2的集电极电流IC2＝Q1的集电极电流IC1，Q2的集电极电压等于Q1的集电极电压，N端电压等于P端电压；
当反馈电压FB大于基准电压VTH时，Q2的集电极电流IC2＜Q1的集电极电流IC1，Q2的集电极电压大于Q1的集电极电压，N端电压大于P端电压；
修调电阻R3为并联电阻串联开关管的电路，修调电阻R3通过控制开关晶体管M0～M7的开断调整阻值。
9.根据权利要求7所述的一种带修调的高增益快响应误差放大器的控制方法，其特征在于：步骤S2中，当输入的N端电压小于P端电压时，所述运放电路对所述放大的误差电压信号进行进一步放大的倍数大于N端电压大于P端电压时的放大倍数。
10.根据权利要求7所述的一种带修调的高增益快响应误差放大器的控制方法，其特征在于：所述基准电压VTH为：
VTH＝2×R4×VTln(N)/R3+Vbe1；
其中，Vbe1为Q1的基极-发射极间电压，Vbe2为Q2的基极-发射极间电压；
VT＝kT/q，其中k为玻尔兹曼常数，T为温度，q为电子电量；
且Vbe1与温度成反比，所述基准电压VTH为与温度无关的参数。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001325034A (ja) * 2000-03-07 2001-11-22 Mitsubishi Electric Corp 電圧発生器、誤差検出器の出力回路および電流発生器
JP2006324975A (ja) * 2005-05-19 2006-11-30 Sanyo Electric Co Ltd 誤差増幅回路
CN102882482A (zh) * 2012-10-12 2013-01-16 西安三馀半导体有限公司 超低功耗误差放大器
JP2014207774A (ja) * 2013-04-12 2014-10-30 株式会社デンソー スイッチング電源装置
CN106937432A (zh) * 2015-12-31 2017-07-07 赛尔富电子有限公司 一种用于数字控制的调光电路
CN109491440A (zh) * 2018-12-26 2019-03-19 深圳南云微电子有限公司 一种电压参考电路
CN110943705A (zh) * 2020-01-02 2020-03-31 电子科技大学 一种基于双极型工艺的轨到轨输入与输出运算放大器
WO2021031646A1 (zh) * 2019-08-19 2021-02-25 深圳南云微电子有限公司 一种峰值电流型蜂鸣器驱动电路
CN113067555A (zh) * 2021-06-03 2021-07-02 上海芯龙半导体技术股份有限公司 误差放大器的增益补偿电路及开关电源
WO2022100754A1 (zh) * 2020-11-16 2022-05-19 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 一种片内rc振荡器、芯片及通信终端
CN114546014A (zh) * 2022-02-23 2022-05-27 深圳市泛海数据科技有限公司 宽带宽ldo修调控制电路、宽带宽ldo及控制方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001325034A (ja) * 2000-03-07 2001-11-22 Mitsubishi Electric Corp 電圧発生器、誤差検出器の出力回路および電流発生器
JP2006324975A (ja) * 2005-05-19 2006-11-30 Sanyo Electric Co Ltd 誤差増幅回路
CN102882482A (zh) * 2012-10-12 2013-01-16 西安三馀半导体有限公司 超低功耗误差放大器
JP2014207774A (ja) * 2013-04-12 2014-10-30 株式会社デンソー スイッチング電源装置
CN106937432A (zh) * 2015-12-31 2017-07-07 赛尔富电子有限公司 一种用于数字控制的调光电路
CN109491440A (zh) * 2018-12-26 2019-03-19 深圳南云微电子有限公司 一种电压参考电路
WO2021031646A1 (zh) * 2019-08-19 2021-02-25 深圳南云微电子有限公司 一种峰值电流型蜂鸣器驱动电路
CN110943705A (zh) * 2020-01-02 2020-03-31 电子科技大学 一种基于双极型工艺的轨到轨输入与输出运算放大器
WO2022100754A1 (zh) * 2020-11-16 2022-05-19 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 一种片内rc振荡器、芯片及通信终端
CN113067555A (zh) * 2021-06-03 2021-07-02 上海芯龙半导体技术股份有限公司 误差放大器的增益补偿电路及开关电源
CN114546014A (zh) * 2022-02-23 2022-05-27 深圳市泛海数据科技有限公司 宽带宽ldo修调控制电路、宽带宽ldo及控制方法

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