TWI379507B - Three-stage frequency-compensated operational amplifier - Google Patents

Description

1379507 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及運算放大器，更具體的，是關於三級頻率補 償運算放大器。 【先前技術】 運算放大器已經廣泛應用於電子設備和電子學領域，在 此僅舉數例·例如反相器放大器（invertei· amplifier)、積分 器、濾波器電路。近年來，隨著CMOS製程尺度的快速微縮 (scaling)，超大型積體電路(VLSI)的供電電壓急劇降低。運 算放大器作爲大多數類比系統的一個基本區塊，也需要在低 壓應用中同時達到尚增盈和尚帶寬。傳統級聯（casc〇de)放大 器是通過堆疊電晶體來提高增益，但由於電壓擺幅（swing) 較小而不適用於低壓設計；而多級(multi-stage)放大器是通過 橫向（horizontally)增加增益級的數目來提高增益’因此越來 越多的電路設計者注意到多級放大器的重要性。但由於多級 放大器在小信號傳輸函數中具有多重極點（multiple_p〇le)的 特徵’所有多級放大器均存在閉環（cl〇se_l〇0p)不穩定的問 題。因此研究人員提出了多種頻率補償佈局結構(topology)， 以保證多級放大器的穩定性。一般而言，傳統驅動器晶片中 應用的運算放大器通常是兩級放大器，傳統兩級放大器具有 1379507 用於提升增益的第-級放大電路、以及科_電容性或電 阻性負載的第二級輸出電路。但當前三級運算放大器也越來 越受歡迎。 通常，放大器電路最重要的特徵是增益和帶寬。而放大 器的增益和帶寬具有相反關係。一般而言，較高增益值關聯 較低的帶寬，而較低增益值關聯較高的帶寬。運算放大器的 性能以傳輸函數為特徵，而傳輸函數可通過應用小信號分柯 •來獲得。第1圖是示例兩級放大器的傳輸函數的示意圖。表 考第1圖，從直流(DC，頻率為零）到第一主極點ωρι的頻率 期間，放大器的增益大致為常數；當頻率上升至大於第一主 極點ωΡ1的頻率時，放大器增益開始急劇下降。放大器的最 大可用帶寬與第一非主極點(non-dominant pole)c〇p2有關。在 不同應用中，可能希望調整極點ωρι和ωρ2的頻率。本領域 已知許多用於調整放大器極點頻率的補償技術，例如米勒 • (Miller)補償或Ahuja補償。米勒補償採用一個反饋電容，讀 電容跨接在第二放大器級的輪入和輸出之間。Ahuja補償則 在第二放大器級的反饋迴路中添加了 一個電流增益裝置。 第2圖是先前技術中兩級米勒補償（MC)放大器1〇的區 •塊示意圖。參考第2圖，兩級厘(：放大器1〇包括第一級玫 大器11、第二級放大器12和.補償電容Cm。第一增益級的跨 導(transcomiuctance)、輸出電阻和集總輸出寄生電阻〇umped output parasitic resistance)分別標示為 gmi、r。丨和 Cpi，在第 二增益級中相應參數分別標示為gw、r w和CL。補償電容 1379507

Cm耦接於第二級放大器Π的輸入端和輸出端之間。通過引 入補償電容Cm’從第二級放大器12輸入端觀察到第二級放 大器12的電容就大得多，由此，第一主極點ωρι將向較低 頻率移動、第二非主極點COp2將向較高頻率移動。 但是，高頻時電容Cm具有短路路徑的功能，且電容cm 與第二級放大器12的組合形成了連接成二極體形式的電晶 體。這樣一來，來自參考電勢的任何雜訊都會傳遞至第二級 放大器12。另外，兩級MC放大器1〇在高頻運作時電源抑 制比（Power Supply Rejection Ratio，以下簡稱為 PSRR)較差。 因此，若要求較好的PSRR，則兩級MC放大器10不足以達 到運作要求。 第3圖是先前技術中三級巢狀米勒補償(Nested Miller Compensation，NMC)放大器20的區塊示意圖。參考第3圖， 三級NMC放大器20包括第一級放大器21、第二級放大器 22、第三級放大器23以及補償電容Cml* Cm2。第一增益級 的跨導、輸出電阻和集總輸出寄生電阻分別標示為gml、Γ()1 和Cpi ’第*一增姐級中相應參數分別標不為gm2、Γ。2和Cp2， 第三增益級中相應參數分別標示為gm3、r。3和CL。補償電 容Cml耦接於第二級放大器22的輸入端和第三級放大器23 的輸出端之間。補償電容Cm2耦接於第三級放大器23的輸 入端和輸出端之間。在假設（！）Cm丨、Cm2、CL>〉CP丨、CP2，以 及假設(2)gm3»gmi、gm2的條件下，三級NMC放大器20的 特徵在於小信號傳輸函數ANMC(S)，ANMC(s)表示如下： 07 07 ^DC Anmc(s)=Adc —+ 1 “DC Cm2C々 + ι 」 Sm2Sm^ Sm2 _ ⑴ 其中ADC表示DC增益，DC增益等於gmigm2gm3r〇ir〇2ro3 ’ωΡ1 表不主極點，主極點等於（Cm丨gm2gm3r〇lr。21"03) 為使NMC放大器20穩定，應遵守以下尺度條件 (dimension condition):

Cml=4|^ 、gm3 y CL............ ............(2) r _ λ Cm2=2 ^Sm3 > CL............ ............(3) 在NMC放大器20中，通過引入補償電容Cml、Cm2 ’也 可實現極點分離(pole-splitting)。但是，如⑴、⑶式所示’非主極點 依賴於Cm2，並因此依賴於負載電容CL。驅動較大電容性負載時要 求Cm2較大，以使非主極點移動至較低的頻率。因此’ NMC放大 器20的頻寬較小。此外，由於之前提出的假設gm3»gml、gm2 可能不再有效，所以NMC放大器20不適用於低功率設計。

Ahuja頻率補償方案是另一種廣爲人知的用於運算放大 器的頻率補償方案。第4圖是先前技術中兩級Ahuja補償放 大器30的區塊示意圖。參考第4圖，兩級Ahuja補償放大 器30包括第一級放大器31、第二級放大器32、補償電容 Cm和電流增血裝置ig。第一增盈級的跨導、輸出電阻和集總輸出 寄生電阻分別標示為gml ^。，和cpl，第二增益級中相應參數分別標 示為gm2、r。2和CL。兩級Ahuja補償放大器30的特徵在於小信 1379507 就傳輸函數Aahuja(S) ’八沾啦⑻表示為：

Aahuja ⑻=Adc s —+ 1 _ω: μ+1] s1 --k - s + 1 ίωΡ< ω2 其中’ Adc為DC增益，等於gmlgm2r()ir。2 ; ωρι為主極點，等 於（Cmgr^roir。2 y1 ; ωζ為非主零點，等於g ζ為阻尼係數，等於

C„, ωη為固有頻率(natural frequency)，等於卜g，w Y C丨 CL 。 在兩級Ahuja補償放大器30中，補償電容（^和電流增 益裝置Ig串聯耦接於第二級放大器32的輸入端和輸出端之 間。通過引入電流增益裝置Ig，第二級放大器32運作於高 頻時不再成爲連接成二極體形式的電晶體。因此，兩級Ahuja補 償放大器30在高頻能達到較佳的PSRR。但是，兩級Ah.uja 補償放大器30在某些情況下不能實現較好的補償功能。 【發明内容】 有鑑於此’本發明其中之一目的在於提供一種三級頻率 補償運算放大器，以在放大器低壓應用中對高增益和高帶寬 作更好的平衡。 本發明提供一種三級頻率補償運算放大器，用於驅動大 電容性負載，包含：一第一級電路，用於通過放大一輸入信 1379507

號產生-第-輸出信號，該第-級電路包含：_輸入端，用 於接收該輸人信號；以及—輸出端，用於輸出該第-輸出_ 號；-第二級電路’驗選祕地在該第—輸㈣號處於二 第-頻率時以H益放大該第—輸出信號，以及在該第 -輪出信號處於-第二頻率時以一第二增益放大該第一輸 .出信號，以產生-第二輸出信號，該第二級電路包含：一輸 入端’輕接至該第〆級電路的該輸出端，用於接收該第一輸 出信號；-輸出端，用於輸出該第二輸出信號；以及一第一 補償電路，用於在該第二頻㈣將該第—增益調節至該第二 增益；-第三級電路，用於通過放大該第二輸出信號產生一 第三輸出信號’該第三級電路包含：—輸人端，用於接收該 第二輸出信號；以及-輸出端，用於輸出該第三輸出信號； 以及-第二補償電路，用於調節該第二級電路和該第三級電 路的頻率特徵(f_ency characteristics)，該第二補償電路包含· -第-補償電容，_至該第三級電路的該輸出端；以及一 電流源’耦接在該補償電容和該第二級電路的該輸入端之 間。 本發明另提供一種三級頻率補償運算放大器，用於驅動 大電容性負载’包含：—第-級電路，用於通過放大-輸入 信號產生—第—輸出信號，該第-級電路包含：-輸入端， 用於接收該輪入信號低阻抗端；以及—輸出端，用於輸 出δ亥第一輸出信號；一第二級電路，用於選擇性地在該第一 輸出Μ處於—第—頻率時以-第-增益放大該第-輸出 1379507 h號’以及在該第一輸出信號處於 益放大該第-輸出信號，以產生一第二輸=二“增 電路包含.一於Λ A山 。藏該第二級 於接收M h _至該第—級電路的該輸出端，用 :接收該第一輸出信號;-輸出端，用於輸出該第二輸出二 唬，以及一第一補償電路，用於 。 益調節至該第Hi 1㈣料時將該第一增 輸_產生-第三輸二：，二 端，用於接收該第二輸咖;以及::出電:包用= 第二舲山产哚. 彌出知，用於輸出該 =輸出Μ ’以及ϋ償電容，接在該第-級電路 '低:抗端和該第三級電路的該輸出端之間，用於調節該 第一、，及電路和該第三級電路的頻率特徵。 本發明提供的三級頻率補償運算放大器可在較低電力 肩耗下驅動很大的電容性或電阻性負载。 【實施方式】 在说明書及後續的’請專利範圍當中使用了某些詞彙 來指稱特定元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解製 造商可能會料_名詞來稱刊—個元件。本說明書及後 '只的申明專利圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方 式’而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇 說明書及後續的請求項f中所提及的“包括，，和“包含，，係為一 開放式的用s吾’故應解釋成“包含但不限定於，，。以外，“搞 1379507 有頻率ωη意味著驅動較高電容性負載的能力。通過比較本 發明第一實施例的三級運算放大器1〇〇與傳統兩級Ahuja補 償運算放大器30的阻尼係數及固有頻率，可以估計補償的 有效性。通過比較(4)式和（6)式、（5)式和（7)式可觀察到，由 於本發明第一實施例的三級運算放大器1〇〇引入了例如gm3 和g—的額外參數’三級運算放大器1〇〇在調節非主極點對 ωΡ2、ωΡ3的阻尼係數ζ、固有頻率ωη時有更大的靈活性。例 φ 如’通過設定gm21與gm3比值可支持較高的阻尼係數ζ，通 過設定gm3與gm21比值可支持較高的固有頻率ωη。 在小信號分析中，若時間常數RDCD和RLCL與1/(0{)1相 比較小’則三級運算放大器100的傳輸函數只有一個由ωζ]= gmc /Ce確定的零點。ωζ1通常是非主零點，因此不會明顯影 響補償。另一方面，若RdCd較小而RlCl較大（例如RlCl 與1/ωρ1同量級或是更大），則三級運算放大器1〇〇的傳輸函 數還具有另一個由ωζ2= 1/ RDCD確定的零點。當驅動很大的 籲電容性負载時，ωζ2可提高穩定性，具有突出的優點。 根據本發明第一實施例的三級運算放大器1〇〇在Cc值 較小時，對於很寬範圍的（^值都能良好運作◦如（6)、（7)式 • 所示’對於較大的CL和較小的Cc，非主極點對ωρ2、ωρ3的 阻尼係數ζ符合期望，ζ值較高。但是’對於較小的Cl和較 小的Cc，阻尼係數ζ則不合期望，ζ值較低，可能導致不穩 定。因此，本發明實施例的Ahuja補償電路140進一步包括 可增大Ci的補償電容CE，其中q是第一級電路11 〇輸出處 15 1379507 的總體淨電容。由（6)式可知’阻尼係數ζ也可相應地增大。 第7圖是根據本發明第二實施例的三級運算放大器200 的示意圖。參考第7圖，運算放，大器:.200包括與第6圖所示 具有類似結構的第一級電路110和第三級電路130。第二實 施例與第一實施例的差別在於：運算放大器200包括第二級 電路122和Ahuja補償電路142。Ahuja補償電路142包括 NMOS電晶體MN6-MW、PMOS電晶體MP4-MP5以及補償 電容Cc和CE。補償電容Cc耦接至第一級電路11〇的一個低 阻抗節點（N1，即低阻抗端）。第二級電路122包括NMOS 電晶體MN3、MN4，PMOS電晶體MP8、MP9，還包括具有 電容CD和電阻RD的主補償電路350。電阻RD耦接至電晶 體MP9的閘極，電容CD則耦接在電晶體MP9的閘極與汲 極之間。 第8圖是根據本發明第三實施例的三級運算放大器300 的示意圖。參考第8圖，三級運算放大器300包祛與第6圖 所示具有相似結構的第一級電路110、第三級電路130以及 Ahuja補償電路140。第三.實施例與第一實施例的差別在於： 相比於三級運算放大器100，三級運算放大器300包括的第 二級電路122進一步採用了 AB類（Class AB)輸出級配置。 第二級電路122包括NMOS電晶體MN3、MN4A、 MN4B、MN6A、MN6B、MN7 和 MN8，PMOS 電晶體 MP8、 MP9A、MP9B、MP11A、MP11B、MP12A、MP12B 和 MP13-15， 以及第一主補償電路251和第二主補償電路252。第一主補 1379507 償電路25 i包括電阻Rda和電容Cda。電阻Rda輕接在電晶 體MN4A的間極和MN6A的閘極之間電容Cda耗接在電 ·.晶體丽4A的閘極和没極之間、第二主補償電路攻包括電 阻Rdb和電容Cdb "電阻RDB耦接在電晶體MN4B的間極和 MN6B的閘極之間，電容Cde耦換在電晶體MN4B的間極和 汲極之間。在低頻運作時，第二級電路122的跨導用g似表 示，此實施例令的gw是第一實施例中gm2的兩倍。其他主 •要參數與第一實施例中的同名參數具:有相彻:的值i?:例如 gmc、gm2i、Cc 和 。 因爲輸出級的第一分支“推，，或者說作爲源頭使電流流 向負載，而輸出級的第二分支“挽，’或者説是從負載接收電 流’因此AB類配置有時稱爲“推挽，，配置。ab類放大器總 是在開啓一個輸出分支的同時實質上關閉另一輸出分支，因 此減少了 A類放大器過高的電力消耗。雖然ab類放大器的 一個分支實質上關閉，但也會有少量電流流過該分支。少量 的殘餘電流(residual current)避免了在b類放大器開啓關閉 時可能產生的交越失真（crossover distortion)。通過採用AB 類輸出級方案，根據本發明第三實施例的三級運算放大器 300在驅動很大電阻性負載時能達到更佳的功率效率。 -第9圖是根據本發明第四實施例的三級運算放大器4〇〇 的示意圖。參考第9圖，運算放大器4〇〇包括與第6圖所示 具有相似結構的第一級電路110、第三級電路13〇、以及Ahuja 補償電路140。第四實施例與第一實施例的差別在於：相比 17 1379507 於三級運算放大器100,三級運算放大器400包括的第二級 電路124進一步提高了整體的VDD-PSRR。第二級電路124 包含NMOS電晶體MN3、MN7-MN9，PMOS電晶體MP8、 MP9，以及具有電阻RD和電容CD的主補償電路350。電阻 Rd耦接至電晶體MN9的閘極，電容CD則耦接在電晶體MN9 的閘極與汲極之間。 PSRR用於測量運算放大器在供電電壓變化的情況下維 持恆定輸出的能力。PSRR值取決於所考慮的供電電壓，因 此較高供電電壓下的PSRR不同於較低供電電壓下的PSRR。 對於第6圖所示的本發明第一實施例，單獨考慮第二級電路 120的PSRRvddi和PSRRgndi可分別表示如下： PSRRVDD1 = ^^·........................(8) PSRRgnd1 = ·^·........................(9) Α2Γο3 其中Γο3是電晶體MN3的小信號汲極電阻；ro4是電晶體MN4 的小信號汲極電阻；以及A2是第二級電路120的DC增益。 類似的，對於第9圖所示的本發明第四實施例，單獨考 慮第二級電路124的PSRRVDD4和PSRRGND4可分別表示如 (10) PSRR— PSRR-D4=^fe&.....................(n) 其中1*。8是電晶體MP8的小信號汲極電阻；1：。9是電晶體MP9 18 1379507 的小信號〉及極電阻，r〇5是並聯電晶體MN8和MN9的小彳s號 汲極電阻；以及A2是第二級電路124的DC增益。 由（8)、（10)式可知，當流經電晶體MP9的擾亂 (disturbance)電流（在電晶體MN7進行電流鏡並反轉相位之 後）匹配流經電晶體MP8的擾亂電流（在電晶體MN8進行 電流鏡並反轉相位之後）時，（10)式中PSRRVDD4的分子可調 節至零，因此第二級電路124可具有更佳（更低）的 VDErPSRR。 相應的，本發明的實施例提供一種三級運算放大器，其 功能在高頻可視爲兩級運算放大器，也可在較低電力消耗下 驅動很大的電容性負載。 任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍 内，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視 所附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖是示例兩級放大器的傳輸函數的示意圖。 第2圖是先前技術中兩級米勒補償放大器10的區塊示 意圖。 第3圖是先前技術中三級巢狀米勒補償放大器20的區 塊示意圖。 第4圖是先前技術中兩級Ahuja補償放大器30的區塊 19 1379507 示意圖。 第5圖是根據本發明一個實施例的三級運算放大器的區 塊不意圖。 第6圖是根據本發明第一實施例的三級運算放大器1〇〇 的示意圖。 第7圖是根據本發明第二實施例的三級運算放大器200 的不意圖。 第8圖是根據本發明第三實施例的三級運算放大器3〇〇 的示意圖。 第9圖是根據本發明第四實施例的三級運算放大器400 的不意圖。 【主要元件符號說明】 10兩級米勒補償放大器 11、 21、31第一級放大器 12、 22、32第二級放大器 20三級巢狀米勒補償放大器 23第三級放大器 3〇兩級Ahuja補償放大器 11〇第一級電路 120、122、124第二級電路 130第三級電路 1.40、142 Ahuja 補償電路 150、350主補償電路 160外部負載

Claims (1)

1379507 _. 101年10·月19 έ修正替換頁 七、申請專利範圍·· 1. 一種三級頻率補償運算放大器，用於驅動大電容性 負載，包含： 一第一級電路，用於通過放大一輸入信號產生一第一輸 出信號，該第一級電路包含：一輸入端，用於接收該輸入信 號；以及一輸出端，用於輸出該第一輸出信號； 一第二級電路，用於選擇性地放大該第一輸出信號，以 產生一第二輸出信號，該第二級電路在該第一輸出信號處於 擊 一第一頻率時以一第一增益放大該第一輸出信號，以及在該 第一輸出信號處於一第二頻率時以一第二增益放大該第一 輸出信號，該第二級電路包含：一輸入端，耦接至該第一級 電路的該輸出端，用於接收該第一輸出信號；一輸出端，用 於輸出該第二輸出信號；一偏壓節點，其相異於該第二級電 路的該輸入端；以及一第一補償電路，耦接在該第二級電路 的該輸出端和該偏壓節點之間，用於在該第二頻率時將該第 鲁 一增益調節至該第二增益； 一第三級電路，用於通過放大該第二輸出信號產生一第 三輸出信號，該第三級電路包含：一輸入端，用於接收該第 二輸出信號；以及一輸出端，用於輸出該第三輸出信號；以 及 一第二補償電路，用於調節該第二級電路和該第三級電 路的頻率特徵，該第二補償電路包含一第一補償電容，耦接 22 1379507 . - 101年10月19日修正替換頁 至該第三級電路的該輸出端。 I 2. 如申請專利範圍第1項所述之三級頻率補償運算放 大器，其中，該第一級電路包括一差分放大器，該差分放大 ' 器具有一第一電晶體、一第二電晶體、一第三電晶體和一第 四電晶體。 3. 如申請專利範圍第2項所述之三級頻率補償運算放 • 大器，更包含一電流源，耦接至該差分放大器。 4. 如申請專利範圍第1項所述之三級頻率補償運算放 大器，其中： 該第二級電路更包含一第一電晶體和一第二電晶體，其 中，該第一電晶體提供該第一增益，且該第一電晶體包括： 一控制端，耦接至該第二級電路的該輸入端；一第一端；以 拳及一第二端；該第二電晶體提供一第三增益，且該第二電晶 體包括：一控制端；一第一端，耦接至該第一電晶體的該第 一端；以及一第二端，耦接至該第二級電路的該輸出端；以 及 該第一補償電路包含：一補償電阻，耦接至該第二電晶 ' 體的該控制端和該偏壓節點之間；以及一補償電容，耦接在 . 該第二電晶體的該控制端與該第二端之間，用於在高頻時將 該第二電晶體的該控制端與該第二端之間短路，以提供等於 23 1379507 101年10¾ 19日修正替換頁 該第一増益除以該第三增益的該第二增益。 I 5. 如申請專利範圍第4項所述之三級頻率補償運算放 大器，其中，該第二級電路更包含： 一第三電晶體，耦接至該第一電晶體的該第二端，以提 供偏置電流；以及 一第四電晶體，耦接至該第二電晶體的該第二端，以提 供偏置電流》 6. 如申請專利範圍第1項所述之三級頻率補償運算放 大器，其中： 該第二級電路更包含一第一電晶體、一第二電晶體、一 第三電晶體和一第四電晶體，其中，該第一電晶體提供該第 一增益，且該第一電晶體包括一第一端、一第二端和耦接至 該第二級電路的該輸入端的一控制端；該第二電晶體提供一 第三增益’且該第二電晶體包括一控制端、輕接至該第一電 φ 晶體的該第一端的一第一端、以及搞接至該第二級電路的該 輸出端的一第二端；該第三電晶體包括：耦接至該第一電晶 體的該第二端的一控制端，耦接至該第一電晶體的該第一端 的一第一端，以及耦接至該第一電晶體的該第二端的一第二 端；以及該第四電晶體包括.輕接至該第一電晶體的該第二 端的一控制端，耦接至該第一電晶體的該第一端的一第一 端，以及耦接至該第二級電路的該輸出端的一第二端；以及 _ 24 1379507 101年10月19日修正替換頁 該第一補償電路包含··一補償電阻，輕接^ 體的該控制端和編節點之間，·以第-電-姑梦-u，以及一補償電容，耦接在 該第-電阳體㈣控制端與該第二端之間，用 該第二電晶體的該控制端與該第二端之間短路，、以提供= 該第一增益除以該第三增益的該第二增益。 /、、 7.如申請專利範圍第6項所述之三級頻率補償運算放 大器，其中，該第二級電路更包含： 一第五電晶體，_至該第—電晶體的該第二端，以提 供偏置電流；以及 -第六電晶體’輕接至該第二電晶體的該第二端以提 供偏置電流。 8.如申清專利範圍第1項所述之三級頻率補償運算放 大器，其中： _ 該第二級電路更包含一第一電晶體、一第二電晶體、一 第三電晶體和一 AB類配置電路，其中，該第一電晶體包括 一第一端、一第二端和耦接至該第二級電路的該輸入端的一 控制端；該第二電晶體包括一控制端、耦接至該第一電晶體 的該第一端的一第一端、以及耦接至該第二電晶體的該控制 端的一第二端；該第三電晶體包括：一控制端、耦接至該第 一電晶體的該第一端的一第一端、以及编接至該第三電晶體 的該控制端的一第二端；該AB類配置電路包括一第四電晶 25 1379507 101年10为19 ά修正替換頁 體、一第五電晶體、一第六電晶體和一第七電晶體，其中， ' 該第四電晶體包括一控制端、耦接至該第一電晶體的該第一 * 端的一第一端、以及一第二端，該第五電晶體包括一控制 端、耦接至該第一電晶體的該第一端的一第一端、以及耦接 至該第五電晶體的該控制端的一第二端，該第六電晶體包括 一控制端、耦接至該第一電晶體的該第一端的一第一端、以 及耦接至該第二級電路的該輸出端的一第二端，該第七電晶 體包括一控制端、耦接至該第一電晶體的該第一端的一第一 g 端、以及耦接至該第七電晶體的該控制端的一第二端；以及 該第一補償電路包含一第一補償電阻、一第二補償電 阻、一第一補償電容和一第二補償電容，其中，該第一補償 電阻耦接在該第四電晶體的該控制端和該第五電晶體的該 控制端之間；該第二補償電阻耦接在該第六電晶體的該控制 端和該第七電晶體的該控制端之間；該第一補償電容耦接在 該第四電晶體的該控制端和該第二端之間；該第二補償電容 耦接在該第六電晶體的該控制端和該第二端之間。 * 9.如申請專利範圍第8項所述之三級頻率補償運算放 大器，其中，該第二級電路更包含多個第八電晶體，每個第 八電晶體耦接至相應的第一至第七電晶體，以提供偏置電 流。 10.如申請專利範圍第1項所述之三級頻率補償運算放 26 ⑧ 1379507 - ' · 101年10月19曰修正替換頁 ^ 大器，其中，該第三級電路更包含： 1 一第一電晶體，包括：一第一端、耦接至該第三級電路 的該輸入端的一控制端、以及耦接至該第三級電路的該輸出 端的一第二端；以及 一第二電晶體，包括：一控制端、一第一端以及耦接至 該第三級電路的該輸出端的一第二端。 11. 如申請專利範圍第1項所述之三級頻率補償運算放 * 大器，其中，該第二補償電路更包含一第二補償電容，該第 二補償電容耦接至該第二級電路的該輸入端。 12. 如申請專利範圍第1項所述之三級頻率補償運算放 大器，更包含多個電壓源，以提供多個偏置電壓。 13. —種三級頻率補償運算放大器，用於驅動大電容性 φ 負載，包含： 一第一級電路，用於通過放大一輸入信號產生一第一輸 出信號，該第一級電路包含：一輸入端，用於接收該輸入信 號；一低阻抗端；以及一輸出端，用於輸出該第一輸出信號， 其中該第一級電路的該輸入端相異於該第一級電路的該低 ' 阻抗端； 一第二級電路，用於選擇性地在該第一輸出信號處於一 . 第一頻率時以一第一增益放大該第一輸出信號，以及在該第 27 1379507 101年10¾ 19 S修正替換頁 -輸出信號處於-第二頻料以―第二增益~； 出信號’以產生-第二輸出信號，該第二級電路包含：—輸▲ 入端’減至該第-級電路㈣輸出端，用於接㈣第—輸 出信號；-輸出端’賴輸出該第二輪出信號；以及—第一 補償電路，用於在該第二頻率時將該第—增益調節至該第二. 增益； -第三級電路，用於通過放大該第二輸出信號產生一第 三輸出信號，該第三級電路包含：—輸入端，用於接收該第 二輸出信號；以及一輸出端’用於輸出該第三輸出信號，·以· 及 第一補償電容，麵接在該第一級電路的該低阻抗端和 該第三級電路的該輸出端之間，用於調節該第二級電路和該 第二級電路的頻率特徵。 14·如申請專利第13項所述之三級頻率補償運算 其中’該第一級電路包括一差分放大器，該差分放· 大器✓、有第電晶體、第-雷曰躺ΛΑ* 通弟一電曰曰體、第三電晶體和第四電晶 被士 51如申明專利1巳圍第14項所述之三級頻率補償運算 更包m原，接至該差分放大器。 如申明專利範圍第13項所狀三級頻率補償運算 ⑧ 28 1379507 , - • · 101年10月19日修正替換頁 ^ 放大器，其中： I 該第二級電路更包含一第一電晶體和一第二電晶體，其 中，該第一電晶體提供該第一增益，且該第一電晶體包括： 一控制端，耦接至該第二級電路的該輸入端；一第一端；以 及一第二端；該第二電晶體提供一第三增益，且該第二電晶 體包括：一控制端；一第一端，耦接至該第一電晶體的該第 一端；以及一第二端，耦接至該第二級電路的該輸出端；以 及 * 該第一補償電路包含：一補償電阻，耦接至該第二電晶 體的該控制端；以及一補償電容，耦接在該第二電晶體的該 控制端與該第二端之間，用於在高頻時將該第二電晶體的該 控制端與該第二端之間短路，以提供等於該第一增益除以該 第三增益的該第二增益。 17. 如申請專利範圍第16項所述之三級頻率補償運算 _放大器，其中，該第二級電路更包含： 一第三電晶體，耦接至該第一電晶體的該第二端，以提 供偏置電流；以及 一第四電晶體，耦接至該第二電晶體的該第二端，以提 供偏置電流。 18. 如申請專利範圍第13項所述之三級頻率補償運算 . 放大器，其中，該第三級電路更包含： 29 1379507 _;_______ 101年10月19自修正替換頁 一第一電晶體，包括：耦接至該第三級電路的該輸入端 ^ 的一控制端、一第一端、以及耦接至該第三級電路的該輸出 ！ 端的一第二端；以及 一第二電晶體，包括：一控制端、一第一端以及搞接至 該第三級電路的該輸出端的一第二端。 19. 如申請專利範圍第13項所述之三級頻率補償運算 放大器，更包含一第二補償電容，該第二補償電容耦接至該 第二級電路的該輸入端。 20. 如申請專利範圍第13項所述之三級頻率補償運算 放大器，更包含多個電壓源，以提供多個偏置電壓。