CN208272935U - 运算放大器和电子电路 - Google Patents

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Abstract

一种运算放大器包括耦合至输入端子的输入级，耦合至输出端子的输出级，以及在输入级和输出级之间的增益节点。偏置电流源可耦合至输入级以向其提供偏置电流，以及电流镜电路镜像复制朝向增益节点和输出级的偏置电流。开关电路包括可激励以将增益节点带至预偏置电压的开关，以及耦合至输出级并在其中输出级分别激励和非激励的第一状态与第二状态之间可切换的开关。另一开关电路耦合至输出端子并在其中输出级分别耦合至输出端子和参考电平的第一状态与第二状态之间可切换。

Description

运算放大器和电子电路
技术领域
本说明书涉及可以用于例如包含在例如超声设备中的超声传输信道的运算放大器。
背景技术
运算放大器(op-amp)是能够将若干伏(诸如2V峰峰值)的任意输入信号放大成在高电压(HV)运算放大器(op-amp)中可以达到数百伏(例如200V峰峰值)的值的输出信号的电路。
这些放大器的形式可以为双端子放大器，其能够产生相对于参考电势(例如接地电平GND)正和负的输出信号，具有例如操作作为高电压线性驱动器或驱动电路的选项。
应用的重大领域是超声设备，例如医疗领域中的诊断成像系统。
在该部分中，能够使用线性驱动器作为功率级以用于驱动在超声探针中的压电致动器。在高端系统中，该类型的线性驱动器可以替代于数字脉冲产生器(“脉冲发生器”)而用于促进高分辨率图像的产生。
尽管具有该行为，但是存在对于可以例如用于形成能够使用不同类型技术(诸如双极CMOS-DMOS技术(BCD))而处理低电压(LV)信号的高电压(HV)部件的需求。
实用新型内容
鉴于上述问题，本公开的实施例旨在解决或缓解上述问题中的至少一部分。
一个或多个实施例涉及一种运算放大器，以及一个或多个实施例也涉及一种对应的电路(例如超声信道)、对应的电子设备(例如超声设备)。
根据一个实施例，一种放大器，包括：输入端子和输出端子；输入级，耦合至所述输入端子；输出级，耦合至所述输出端子；增益节点，在所述输入级和所述输出级之间；偏置电流源，被配置用于耦合至所述输入级以向所述输入级提供偏置电流；电流镜电路，被配置用于镜像复制向所述输入级提供的所述偏置电流，以产生至少一个镜像复制的偏置电流，并且所述电流镜电路被配置用于将所述至少一个镜像复制的偏置电流提供至所述增益节点和所述输出级；第一开关电路，包括被耦合用于接收预偏置电压并且耦合至所述增益节点的节点，所述第一开关电路被配置用于响应于被激励而将所述增益节点耦合至被耦合用于接收所述预偏置电压的节点，以及响应于被去激励而将所述增益节点与被耦合用于接收所述预偏置电压的节点隔离；第二开关电路，耦合至所述输出级并被配置为响应于被去激励而去激励所述输出级；以及第三开关电路，耦合至所述输出端子并被配置为响应于被激励而将所述输出端子耦合至被耦合用于接收参考电压的节点，并被配置为响应于被去激励而将所述输出端子与接收所述参考电压的所述节点隔离。
根据另一实施例，一种电子电路包括：驱动装置，包括放大器，所述放大器包括：输入端子和输出端子；输入级，耦合至所述输入端子；输出级，耦合至所述输出端子；增益节点；偏置电流源，选择性地耦合至所述输入级以向所述输入级提供偏置电流；电流镜电路，耦合至所述增益节点，所述电流镜电路在操作中镜像复制向所述输入级提供的所述偏置电流，以产生至少一个镜像复制的偏置电流，以及所述电流镜电路在操作中将所述至少一个镜像复制的偏置电流提供至所述增益节点和所述输出级；第一开关电路，包括被耦合用于接收预偏置电压并耦合至所述增益节点的节点，所述第一开关电路在操作中响应于被激励而将所述增益节点耦合至所述预偏置电压并且响应于被去激励而将所述增益节点与接收所述预偏置电压的节点隔离；第二开关电路，耦合至所述输出级并在操作中响应于被去激励而去激励所述输出级；以及第三开关电路，耦合至所述输出端子并且在操作中响应于被激励而将所述输出端子耦合至被耦合用于接收参考电压的节点，并且所述第三开关电路在操作中响应于被去激励而将所述输出端子与接收所述参考电压的所述节点隔离；以及负载，耦合至所述输出端子。
通过使用本公开的实施例，一个或多个实施例可以提供一个或多个以下优点：
减小由可以是单级(例如具有源极跟随器输出)的高电压运算放大器例如在通电和断电瞬变期间所产生的伪信号，
当非激励时完全断电运算放大器的选项，从而节省由高电压电源所消耗电力，
使用该断电以在多驱动信道中应用一个或多个实施例的选项，也即其中可以存在与线性驱动器并联的脉冲发生器，可能应用对于具有输出二极管的线性放大器的解决方案。
附图说明
以下参考附图借由非限定性示例描述一个或多个实施例，其中：
图1是运算放大器的概图，
图2是一个或多个实施例的示例性电路图，
图3、图4和图5是关于一些实施例的可能特征的更详细电路图，
图6是一些实施例的示例性电路图，以及
图7和图8是一个或多个实施例的可能实施方式细节的示例。
具体实施方式
以下说明书图示了各个具体细节以提供根据说明书的数个示例性实施例的深入理解。可以不采用一个或多个具体细节、或者采用其他方法、部件、材料等而获得实施例。在其他情形中，并未详细示出或描述已知的结构、材料或操作以避免模糊实施例的不同特征方面。对于“一实施例”的参考在该说明书中指示关于实施例所述的特定配置、结构或特征包括在至少一个实施例中。因此，可以出现在本说明书不同地点处的诸如“在一个实施例中”的短语无需严密地涉及相同实施例。进一步，可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合具体的构造、结构或特征。
仅为了方便而提供在此使用的参考并且同样并未限定保护范围或者实施例的范围。
图1示出了可能的运算放大器(op-amp)结构10的示例，例如高电压(HV)运算放大器。
如图1中所例示的放大器10可以包括可以耦合至电源S的输入端子12以及可以用于驱动负载L的输出端子14。
例如，电源S可以包括采用耦合电容器CS耦合至输入端子12的低压电源(例如2V峰峰值)。
负载L可以例如由压电换能器表示，其被理想地表示为经由另一电容器C1耦合至输出端子14的电阻器RL和电容器CL的并联连接(有时在压电换能器应用中称作XDCR，例如用于超声信道)。
仅借由示例的方式提供电源S和负载L的该表示，并且也应该注意，电源S和负载L取决于实施例而可以是分立元件。
图(诸如例如图1中所示的图)示出，从输入端子12朝向输出端子14：
输入级16，例如在相反的电压+Vdd和-Vdd之间操作，
增益节点18(在该情形中理想地示意性示出为在电阻器Rg和电容器Cc之间的并联连接)，以及
输出级20，例如在相反的电压+Vddh和-Vddh之间操作。
可以提供反馈网络22以将来自输出端子14的反馈信号送至输入级16。
在诸如借由图1中示例方式所示的一个解决方案中，输入级16可以因此被配置作为差分级，其在一个输入端(例如非反相)处在输入端子12上接收信号以及在第二输入端(例如反相)处接收来自输出端子14的反馈信号。
在一个或多个实施例中，输入级16可以被配置作为低压(LV)级，操作在两个电源电压+Vdd、-Vdd之间，其与“高”电压(也即在高压(HV)输出级操作所在的电压+Vddh、-Vddh(例如其中Vddh是200V)相比可以假设为“低”电压(例如Vdd<5V)。
输入级16可以用于测量输入端子12处输入信号与网络22的反馈信号之间的差值，以便于产生与所述差值成比例的误差电流Ierr。该电流可以在增益节点18上产生单独构成了所需输出的高压信号。
然而，该信号可以不够强以直接驱动负载L。为此原因，可以提供级20以提供所需的电力。从该观点看，输出级20可以视作具有高阻抗输入和低阻抗输出的单位增益组块(例如远低于在电阻器RL和电容器CL的并联连接处的对应阻抗的阻抗Zout)。
如前所述，输入级16可以在低电压的情形中被供电，而增益节点18和输出级20可以在高电压的情形中被供电，并且例如使用能够承受高击穿电压并提供给定强度电流(例如大约3A)的功率DMOS晶体管而形成。
图(诸如图1)中所示的示例有时称作单级高电压运算放大器，也即具有单个增益节点18。
在诸如成像应用(例如在医疗领域)的应用中，诸如图1中所示示例的放大器10可以用作驱动器，并且其操作可以基于交替的传输和接收阶段，其中在传输阶段中驱动器发送高压激励信号至包括例如压电换能器的负载L，而在接收阶段中，功率驱动器被非激励。
在其中使用的电源具有高值的应用中，电源的管理可以是关键。这可以是实施在半导体集成电路(诸如硅)上的情形。
在该领域中，可设想的是仅对于发送换能器激励信号所需的时间对驱动器供电并在接收阶段期间保持驱动器断电。在该类型应用中，当驱动器非激励时来自高压电源的能耗可以是巨大的。因此需要该能耗尽可能低，并且理想地实质上为零。
实际上，某些应用要求单个信道(诸如超声信道)具有线性驱动器，诸如借由图1中示例所示，以及数字脉冲发生器。在该情形中，再次需要能够对线性驱动器断电(或者在任何情形中将线性驱动器与数字脉冲发生器隔离)，由此防止不希望的交叉干扰。
总之，希望所讨论的线性驱动器能够交替(简短的)传输阶段和(长久的)接收阶段，并且当非激励时对线性驱动器断电，为了以下两个主要原因：
减小耗散的电能，和/或
避免诱发与存在于两种类型驱动器(线性和脉冲)所正使用的传输信道上的任何数字脉冲发生器相关的干扰现象。
交替地通电和断电可以在输出端上产生伪信号(故障(glitch))。这些信号至少对于本申请是潜在有害的，因为本申请例如容易在超声成像设备的最终图像中产生缺陷。
已经观测到，该故障现象可以主要归因于如此的事实，一旦被断电，驱动器可以丢失操作点，这可以导致当驱动器再次通电时发生稳定瞬变，这些瞬变难以控制。这些瞬变容易导致显著幅度(例如数伏)的输出故障现象，这在诸如超声应用的应用中视作是有害的。
也已经观测到，来自放大器(诸如之前借由示例方式所述的放大器10)的输出瞬变可以具有高纵横比，其被设定尺寸以承载数安培电流。因此，当通电和断电时，在所述晶体管的端部处不受控的瞬变可以产生高电流(具有数伏的伪输出电压)，其中在一些条件下使得放大器的输出至高压电源(例如Vddh)以在稳定在所需操作点处之前饱和的风险。
已经在音频领域解决了稍微类似的问题，其中故障现象可以在通电期间引起听觉噪声。在本实用新型文件中所述的解决方案包括使用两个不同偏置电流：当放大器有效时使用一个较高的偏置电流，以及当放大器非激励时使用的另一较低的偏置电流。这使其能够将电路的节点保持在接近高效操作点处的值。
已经观测到该方案可以涉及来自电源的显著静态功耗，并且同样地电源无法用于高压(HV)应用。
图2是展开了图1中的概图的一个或多个实施例的示例，包括被设计用于控制并减小在放大器10的通电和断电期间所产生故障的源极跟随器输出级和电路(使用虚线示出)。
为了参考的目的，关于图1中的图已经描述的部分和部件在图2中使用相同参考符号指示，并且因此并未重复相关详细说明。
同样在图2中，输入级16可以由低压(LV)部件构成，并且接收负责通过整个电路镜像复制的偏置电流Ibias(以已知的方式产生)，包括高压部分。
参考符号S1指示能够将源Ibias与电路10耦合和去耦的第一开关(例如固态开关，诸如晶体管)，并且前述电流镜机构使得能耗减小至零，包括在高压部分中。
在图2的图中，参考标记M1…M10指示可以例如包括高压DMOS晶体管的晶体管。
在一个或多个实施例中，可以在包括该晶体管的电路中看到以下项：
第一分支，具有晶体管M5、M6和M7，其形成连接至正高压电源(+Vddh)的(第一)电流镜，以及
第二分支，具有晶体管M8、M9和M10，其形成连接至负高压电源(-Vddh)的(第二)电流镜。
在一个或多个实施例中，在插入在M1和M2的前述电流镜之间的位置中(例如在插入在电流路径(源极－漏极，在场效应晶体管的情形中(晶体管M6和M9－例如在插入在漏极DM6和DM9之间的位置－其能够识别节点A关于控制端子(栅极，在场效应晶体管的情形中)的存在))之间的位置中)，由此建立了增益节点。
晶体管M3和M4相反地形成能够向负载L提供所需电力的输出级20。
在一个或多个实施例中，输出级的晶体管M3和M4可以具有共同的且与输出端子14共用的电流产生端子(源极，在场效应晶体管的情形中)以便于作为源极跟随器。
在一个或多个实施例中，晶体管M3和M4的控制端子(例如栅极)可以直接地连接至节点A，并且经由例如由晶体管M1和M7形成的预置级由节点A、以及由也用作源极跟随器的晶体管M2和M10而替代地驱动。
在一个或多个实施例中，可以存在与另一开关(例如电子开关)S2相关联的预偏置电压产生器24，当运算放大器10断电时另一开关能够将增益节点A设置至参考电势。
在一个或多个实施例中，输出级20的晶体管M3和M4的控制端子(栅极)可以与由相应电路26所驱动的其他开关(例如电子开关)S3和S4相关联以使能由晶体管M3和M4形成的输出级通电和断电。
在输出晶体管M3和M4之间的中间位置(实际上在输出端子14处，也在此标记为节点B)，可以存在设计用于当放大器10断电时使得输出端子14接至参考电平(例如接地)的另一开关S5。
以下采用用于协调其操作与开关S1、S2、S3、S4和S5的操作的可能方法而描述组块24和26的可能实施方式的示例。
为了简明起见，将参考表格，其中“断开”和“闭合”分别指示给定电子开关S1、S2、S3、S4和S5的非导通状态和导通状态。
这是与在以上所述点A(增益节点)和B(输出节点)、以及分别对应于晶体管M3和M4的控制端子(栅极)上的电压的节点Vg3和Vg4上电压的指示协调的全部情形。
在断电状态(关断OFF)中，开关处于以下状态：
其中高压部分HV中的节点设置为以下电压：
在该状态，实际上没有从电源消耗的电流，并且输出MOSFET晶体管M3和M4由开关S2、S3和S4保持断电：
Vgs3＝Vg3–VB＝0V Vsg4＝VB–Vg4＝0V
其中Vgs3和Vgs4指示晶体管M3和M4的栅极－源极电压，Vg3和Vg4是相应栅极电压，VB是节点B(输出端子14)上的电压，以及Vref是由以下所述电路24所产生的电压。该电压可以是数百mV(|Vref|<300mV)，以及M1和M2同样也被断电。
在一个或多个实施例中，为了使得放大器10从“OFF”状态至准备好传输的“ON”状态，可以使用诸如以下所述的阶段序列。
这些阶段确保了节点A、Vg3、Vg4和B保持受控以防止输出故障。
在第一阶段中，电流提供至电路，为此将改变状态的开关仅是S1，从“断开”改变为“闭合”。随后，电流开始也流动在高压部分中，但是无法移动输出，因为其由S5链接至GND、或者因为S3和S4分流了偏置电流，保持M1、M2、M3和M4断电。这导致用于提供开关S3和S4的晶体管的去往电阻的链路以及尺寸：
RS3.Ibias′<Vthn RS3.Ibias′<Vthn
其中RS3和RS4是晶体管M3和M4的导通电阻(Ron)，Vthn和Vthp是晶体管M3和M4的阈值电压，以及Ibias′表示如“镜像复制”来自输入级16的高压(HV)部分的偏置电流Ibias，其中可能将其乘以倍乘因子。
在该阶段中，节点“A”在所有时刻经由将其连接至电路24的开关S2而被保持在Vref。
开关S3和S4的状态随后改变，开关经由组块26(如下所述)断电，组块26可以将这些开关缓慢地或突然地断电。
晶体管M1、M2、M3和M4也开始逐渐地承载电流。在该阶段的结束处，不再有任何电流流过S3和S4，并且晶体管M3、M4被偏置在相同的操作电流下：输出级20随后被供电并且反馈22正确地闭合(开关S2和S5仍然闭合，并且输出节点B随后继续保持接地)。
参照该阶段，可以看到，甚至缺乏电路24时，将使得节点“A”至电压Vref。通过包括该电路，可以将节点“A”预偏置至所需值，由此防止在该节点上不受控的电压瞬变。
最终，通过断开S2和S5，也能够释放节点“A”和“B”。在该点处，有效地闭合反馈回路并且节点“A”和“B”可以稳定至其相应的操作点。其最终值将受放大器总偏移的影响，如图2中所示为作用在级16的非反相输入端上的值Vosin的理想电压产生器。
以下表格总结了当从关断状态移至导通状态(通电)时开关的可能动作序列(断开、闭合)以及由主节点假设的电压值。
节点B的最终值将是Vos，也即由放大器的增益乘以输入偏移量。
通过将这些组块插入放大器中并在这些阶段之后，放大器可以从OFF状态(具有实质上零的高压能耗)变至ON状态(运算放大器准备好传输)，从而最小化在输出端处产生的伪信号。
为了防止当断电线性驱动器时产生故障，基于放大器，诸如在此的示例性放大器，能够从导通状态通过对其通电(也即通过使其导通)而激励第一S2以将节点“A”设置为Vref，节点“B”潜在地仍然接地并且由此由S5设置。通过闭合S2、S3和S4也可以通电由电路26可控的开关以确保M3和M4并未突然断电。
在一个或多个实施例中，在断电操作的最终阶段中，能够例如通过断开S1而两次中断偏置电流Ibias。
以下表格总结了当从导通状态移至关断状态(断电)时开关的可能的动作序列(断开、闭合)以及由主节点所假设的电压值。
以下描述组块24(预偏置电压产生器)和组块26(开关S3和S4的驱动)。
在一个或多个实施例中，组块24可以用于复制对于节点A的参考电压，使其尽可能接近所述节点原本不采用所述电路而将采用的电压。
如图2中所示，由M1、M3、M4和M2形成的网格可以使用以下等式描述：
Vsg1-Vgs3-Vsg4+Vgs2＝0V
其中Vsg和Vgs表示涉及的不同晶体管的源极-栅极或栅极-源极电压，
以及
VA+Vsg1-Vgs3＝VB
以及
VA-Vgs2+Vsg4＝VB
在当闭合S5时通电期间，节点B的电势对应于GND，VB＝0V，因此：
VA＝Vgs3-Vsg1
以及
VA＝Vgs3-Vsg1
在一个或多个实施例中，电路24可以用于产生VA。
图3示出了一个可能的实施方式，其中MOS晶体管M1′、M2′、M3′和M4′是在线性驱动器中使用的高压(HV)晶体管M1、M2、M3和M4的复制品，其中尺寸以因子N而被缩放。
该电路可以在低压(Vdd)下被供电并使用也以因子N缩放的电流Ibias而被偏置，相同的因子用于MOS晶体管。因此，缩放的MOS的栅极-源极电压等同于运算放大器的晶体管上的栅极-源极电压。
以下网格示出在节点A处电压如下：
VA＝Vgs3+VgsL-VgsL-Vsg1＝Vgs3-Vsg1
或者
VA＝-Vsg4-VsgL+VsgL+Vgs2＝-Vsg4+Vgs2
其中VsgL和VgsL表示在插入在电压+Vdd和-Vdd之间的电路的两个分支上设置在MOS晶体管M1′、M2′、M3′和M4′的“外部”的MOS晶体管的源极-栅极电压和栅极-源极电压：
M1′和M2′的源极-栅极电流路径第一分支上相互串联，其中在其间插入开关S2，
M3′和M4′的源极-栅极电流路径在第二分支上相互串联，其中在其之间的中间点接地，
前述MOS晶体管的栅极设置在“外部”并且分别在电路的“高压”侧(+Vdd)和“低压”侧(-Vdd)上分别相互配对而连接，以及
图3中所示的所有晶体管，除了包括M1′和M2′的分支的“外部”晶体管之外，被设置为控制端子(栅极)连接至电流路径(源极-漏极)。
图4和图5示出了电路26的可能示例性实施方式，其中开关S3和S4可以由例如26a(图4)和26b(图5)形成，或者具有插入在其漏极与电线/电压Vg3和Vg4之间的LV MOSFET和保护性HVMOS晶体管。
采用该拓扑结构，可以电压控制节点Vg3和Vg4。特别地，在线性驱动器10的通电和断电期间，所述节点可以根据斜率而移动，可以通过改变电流ION或IOFF的值而确定其倾斜。
这些电路和断电阶段也可以适用于线性驱动器，其具有与输出MOS晶体管串联的二极管，如图6中所例示。
诸如以上所例示的方案也可以用于图6中示例性图中所示的线性驱动器，其中输出晶体管M3和M4具有串联的二极管(也即插入在输出晶体管M3和M4的电流路径中)，其中在源极M1和M2上可能存在对应的电平转换器二极管D1、D2。
图7和图8示出了预偏置产生器电路24的可能的示例性修改例，其复制了分别与MOS晶体管M1′、M2′、M3′、M4′串联(并在内部)的对应二极管D1′、D2′、D3′、D4′的输出结构。
将图7和图8相比显示出：所述二极管的添加使其能够在一个或多个实施例中将开关S2包括至电路自身中。
一个或多个实施例可以因此涉及一种具有输入端子(例如12)和输出端子(例如14)的放大器(例如10)，放大器包括：
输入级(例如16)，耦合至输入端子，
输出级(例如20；M3，M4)，耦合至输出端子，
增益节点(例如A)，在输入级和输出级之间，
偏置电流源(例如Ibias)，可耦合(例如经由开关S1)至输入级以向其提供偏置电流，
电流镜电路(例如M5，M6，M7；M8，M9，M10)，用于镜像复制朝向增益节点和输出级而提供至输入级的偏置电流，
开关电路(例如S2；S3，S4)，包括可激励用以使得增益节点达到预偏置电压(例如24)的开关(例如S2)，以及耦合至输出级并在其中输出级分别有效和非激励的第一状态和第二状态之间可切换的其他开关装置(例如S3，S4)，以及
另一开关电路(例如S5)，耦合至输出端子并在其中输出级的输出端分别耦合至输出端子和参考电平的第一状态和第二状态之间可切换。
在一个或多个实施例中，所述输出级可以包括源极跟随器级。
在一个或多个实施例中，所述输出级可以包括耦合至增益节点的源极跟随器驱动电路(例如M1，M7；M2，M10)。
一个或多个实施例可以包括从输出端子去往输入级的反馈网络(例如22)。
在一个或多个实施例中，电流镜电路和输出级可以包括耦合至具有与增益节点的相反极性的电源线(例如+Vddh，-Vddh)的互补分支(例如M5，M6，M7和M8，M9，M10以及M3和M4)，以及分别位于电流镜电路与输出级的互补分支之间的输出端子(例如14，也标识为B)。
一个或多个实施例可以包括：
低压第一电源线(例如+Vdd，-Vdd)，用于所述输入级，以及
高压第二电源线(例如+Vddh，-Vddh)，用于电流镜电路和输出级。
一个或多个实施例可以包括用于提供所述预偏置电压的预偏置电路(例如24)，所述预偏置电路优选地耦合至所述低压电源线并借由所述偏置电流的缩放版本(例如Ibias/N)而被偏置。
一个或多个实施例可以包括构建至所述预偏置电路中的所述开关(例如S2)。
在一个或多个实施例中，所述其他开关装置(例如S3，S4)可以包括在导通状态和非导通状态之间类似斜率的可切换的开关(参见例如26；26a，26b)，并且优选地包括耦合至高压保护性MOSFET晶体管的低压MOSFET晶体管。
在一个或多个实施例中，输出级可以包括具有与相应电流路径串联设置的二极管(参见例如图6中D3，D4)的晶体管。
在一个或多个实施例中，预偏置电路(例如图7和图8中24)可以包括用于所述偏置电流的缩放网络，包括具有与相应电流路径串联的二极管(例如D1′，D2′，D3′，D4′)的晶体管(例如M1′，M2′，M3′，M4′)，其中所述开关(例如S2)包括作用在所述低压电源线与所述缩放网络的至少一些晶体管的控制端子之间的相应开关单元(参见例如图8)。
在一个或多个实施例中，电路可以包括：
驱动装置(例如S，10)，包括根据一个或多个实施例的放大器，以及
负载(例如L)，耦合至放大器的输出端子，负载可选地包括借由放大器(10)所驱动的超声换能器。
在一个或多个实施例中，超声设备可以包括根据一个或多个实施例的电路。
操作根据一个或多个实施例的放大器的方法可以包括在激励状态和非激励状态之间交替地切换放大器，其中：
在所述激励状态中，所述偏置电流源(Ibias)耦合(例如经由开关S1)至所述输入级并且所述偏置电流由电流镜电路朝向增益节点和输出级而镜像复制，所述开关(例如S2)去激励且所述其他开关装置(例如S3，S4)借由输出级激励而成为所述第一状态，以及所述另一开关电路(例如S5)借由输出级的输出端耦合至所述输出端子而变为第一状态，以及
在所述非激励状态中，所述偏置电流源(例如通过断开S1)从输入级去耦，所述开关(例如S2)被激励以使得增益节点为所述预偏置电压(例如24)，其他开关装置(例如S3，S4)借由输出级非激励而成为所述第二状态，以及所述另一开关装置(例如S5)借由输出级的输出端耦合至所述参考电平而成为第二状态。
在一个或多个实施例中，该方法可以包括：
a)在从所述非激励状态至所述激励状态转变期间，步骤(例如其序列)：
将所述偏置电流源耦合至所述输入级，
将所述其他开关装置从所述第二状态切换至所述第一状态，
通过将所述另一开关电路切换为所述第一状态而去激励所述开关，以及
b)在从所述激励状态至所述非激励状态的转变期间，步骤(例如其序列)：
通过使得所述其他开关装置至所述第二状态中而激励所述开关以使得增益节点至所述预偏置电压，以及
通过从所述输入级去耦所述偏置电流源而将所述另一开关电路变为所述第二状态。
虽然基本原理、实施方式细节和实施例可以从纯借由非限定性示例的方式而在此所给定的那些而改变，甚至重大地，并未由此脱离保护范围。
该保护范围由所附权利要求而限定。
以上所述各个实施例可以组合以提供其他实施例。可以根据以上详细说明书对实施例做出这些和其他改变。通常，在以下权利要求中，使用的术语不应构造为将权利要求限定于说明书和权利要求中所公开的具体实施例，而是应该构造为包括所有可能实施例以及这些权利要求所赋予的等价形式的全部范围。因此，权利要求不受限于本公开。

Claims (15)

1.一种放大器，其特征在于，包括：
输入端子和输出端子；
输入级，耦合至所述输入端子；
输出级，耦合至所述输出端子；
增益节点，在所述输入级和所述输出级之间；
偏置电流源，被配置用于耦合至所述输入级以向所述输入级提供偏置电流；
电流镜电路，被配置用于镜像复制向所述输入级提供的所述偏置电流，以产生至少一个镜像复制的偏置电流，并且所述电流镜电路被配置用于将所述至少一个镜像复制的偏置电流提供至所述增益节点和所述输出级；
第一开关电路，包括被耦合用于接收预偏置电压并且耦合至所述增益节点的节点，所述第一开关电路被配置用于响应于被激励而将所述增益节点耦合至被耦合用于接收所述预偏置电压的节点，以及响应于被去激励而将所述增益节点与被耦合用于接收所述预偏置电压的节点隔离；
第二开关电路，耦合至所述输出级并被配置为响应于被去激励而去激励所述输出级；以及
第三开关电路，耦合至所述输出端子并被配置为响应于被激励而将所述输出端子耦合至被耦合用于接收参考电压的节点，并被配置为响应于被去激励而将所述输出端子与接收所述参考电压的所述节点隔离。
2.根据权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述放大器被配置为操作在断电操作状态中，其中所述第一开关电路、第二开关电路和第三开关电路中的每个开关电路在所述断电操作状态被去激励，以及其中所述放大器被进一步配置为操作在通电操作状态中，其中所述第一开关电路、第二开关电路和第三开关电路中的每个开关电路在所述通电操作状态中被去激励。
3.根据权利要求2所述的放大器，其特征在于，
所述放大器被进一步配置为：操作在所述断电操作状态之后，立即操作在第一阶段断电操作状态中，所述第一开关电路、第二开关电路和第三开关电路中的每个开关电路在所述第一阶段断电操作状态中被激励，以及
其中所述放大器被进一步配置为：在所述第一阶段断电操作状态之后，立即操作在第二阶段断电操作状态中，其中在所述第二阶段断电操作状态中所述第一开关电路和所述第三开关电路中的每个开关电路被激励并且所述第二开关电路被去激励。
4.根据权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述输出级包括源极跟随器级。
5.根据权利要求2所述的放大器，其特征在于，所述输出级进一步包括耦合至所述增益节点的源极跟随器驱动电路。
6.根据权利要求1所述的放大器，进一步包括反馈网络，耦合至所述输出端子和所述输入级。
7.根据权利要求1所述的放大器，其特征在于，进一步包括：
低压第一电源线，耦合至所述输入级，以及
高压第二电源线，耦合至所述电流镜电路和所述输出级。
8.根据权利要求7所述的放大器，其特征在于，所述高压第二电源线具有相反的极性，以及其中所述电流镜电路和所述输出级包括耦合至所述高压第二电源线的互补分支，其中所述增益节点和所述输出端子分别位于所述电流镜电路和所述输出级的互补分支之间。
9.根据权利要求8所述的放大器，其特征在于，进一步包括被配置用于提供所述预偏置电压的预偏置电路，所述预偏置电路耦合至低压电源线并被配置用于由所述偏置电流的缩放版本而被偏置。
10.根据权利要求9所述的放大器，其特征在于，所述第一开关电路被包括在所述预偏置电路中。
11.根据权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述第二开关进一步包括被配置用于在导通状态和非导通状态之间以斜率而被切换的附加开关，所述附加开关中的每个开关包括耦合至高压MOSFET晶体管的低压MOSFET晶体管。
12.根据权利要求7所述的放大器，其特征在于，所述输出级进一步包括在所述高压第二电源线中的每个高压第二电源线与所述输出级的输出端之间与二极管串联耦合的晶体管。
13.根据权利要求10所述的放大器，其特征在于，所述预偏置电路进一步包括被配置用于缩放所述偏置电流的缩放网络，所述缩放网络包括多个晶体管，所述多个晶体管中的每个晶体管与相应二极管串联耦合，其中所述第一开关电路包括耦合在所述低压第一电源线与所述缩放网络的多个晶体管中的至少一些晶体管的控制端子之间的多个相应开关电路。
14.一种电子电路，其特征在于，包括：
驱动装置，包括放大器，所述放大器包括：
输入端子和输出端子；
输入级，耦合至所述输入端子；
输出级，耦合至所述输出端子；
增益节点；
偏置电流源，选择性地耦合至所述输入级以向所述输入级提供偏置电流；
电流镜电路，耦合至所述增益节点，所述电流镜电路在操作中镜像复制向所述输入级提供的所述偏置电流，以产生至少一个镜像复制的偏置电流，以及所述电流镜电路在操作中将所述至少一个镜像复制的偏置电流提供至所述增益节点和所述输出级；
第一开关电路，包括被耦合用于接收预偏置电压并耦合至所述增益节点的节点，所述第一开关电路在操作中响应于被激励而将所述增益节点耦合至所述预偏置电压并且响应于被去激励而将所述增益节点与接收所述预偏置电压的节点隔离；
第二开关电路，耦合至所述输出级并在操作中响应于被去激励而去激励所述输出级；以及
第三开关电路，耦合至所述输出端子并且在操作中响应于被激励而将所述输出端子耦合至被耦合用于接收参考电压的节点，并且所述第三开关电路在操作中响应于被去激励而将所述输出端子与接收所述参考电压的所述节点隔离；以及
负载，耦合至所述输出端子。
15.根据权利要求14所述的电路，其特征在于，所述负载包括超声换能器。
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