一种低失调运算放大器的制造方法

文档序号:9648737阅读:684来源:国知局
一种低失调运算放大器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及运算放大器技术领域,特别是涉及一种低失调运算放大器。
【背景技术】
[0002]一个理想的运算放大器,当输入电压为0时,输出电压也应为0。但实际上现有技术中,它的差分输入级很难做到完全对称,通常在输入电压为0时,存在一定的输出电压,通常把这个输出电压称为失调电压。运算放大器的失调电压是衡量运放性能的一个很重要的参数,过大的失调电压在运放放大信号时会按比例增加,这将严重影响运算放大器的精度。失调电压主要由工艺以及电路系统两方面产生。电路系统上会由于一些电路结构的原因会造成失调,传统的抑制方法是将一级差分放大电路替换为完全对称的对称差分放大电路,这种方法的优点是可以有效降低失调,但缺点是运算放大器的增益变小。
[0003]因此,如何提供一种既有较大的放大增益又能有效抑制失调电压的低失调运算放大器是本领域技术人员目前需要解决的问题。

【发明内容】

[0004]本发明的目的是提供一种低失调运算放大器,在低失调运算放大器的一级差分放大电路的后面引入了与之对称的对称差分放大电路。这样一级差分放大电路在保证足够的增益下,通过与之对称设计的对称差分放大电路消除由于一级差分放大电路的不对称性造成的失调电压,从而使得低失调运算放大器既达到较大的增益又失调电压进行了有效地抑制。
[0005]为解决上述技术问题,本发明提供了一种低失调运算放大器,包括一级差分放大电路、对称差分放大电路、对称信号产生电路以及二级对称输出放大电路,其中:
[0006]所述一级差分放大电路的输出端与所述对称差分放大电路的第一输入端连接,所述一级差分放大电路用于将输入信号放大后得到一级放大电压并输出至所述第一输入端;
[0007]所述对称差分放大电路的第二输入端与所述对称信号产生电路的输出端连接;其中,所述对称信号产生电路用于生成与所述一级差分放大电路产生的失调电压极性相同、大小相等的对称电压,并将所述对称电压输出至所述第二输入端;
[0008]所述对称差分放大电路的输出端与所述二级对称输出放大电路连接,所述对称差分放大电路用于对所述一级放大电压以及所述对称电压组成的输入信号进行对称差分放大,得到对称差分放大电压并输出至所述二级对称输出放大电路,所述二级对称输出放大电路用于对所述对称差分放大电压放大后输出放大信号。
[0009]优选地,所述一级差分放大电路具体包括第一 PM0S、第二 PM0S、第三PM0S以及有源负载电路,其中:
[0010]所述第三PM0S的源极与电源连接,所述第三PM0S的栅极与偏置电压极接,所述第三PM0S的漏极分别与所述第一 PM0S以及所述第二 PM0S的源极连接,所述第一 PM0S的栅极接所述输入信号的负极,所述第一 PMOS的漏极与所述有源负载电路的第一端连接,所述第二 PMOS的栅极接所述输入信号的正极,所述第二 PMOS的漏极作为所述一级差分放大电路的输出端,与所述有源负载电路的第二端连接,所述有源负载电路的第三端接地。
[0011]优选地,所述第一有源负载电路具体包括第一 NM0S和第二 NM0S,其中:
[0012]所述第一 NM0S的漏极作为所述有源负载电路的第一端,所述第一 NM0S的栅极分别与其漏极以及所述第二 NM0S的栅极连接,所述第一 NM0S的源极接地,所述第二 NM0S的漏极作为所述有源负载电路的第二端,所述第二 NM0S的源极接地。
[0013]优选地,所述对称差分放大电路具体包括第四PM0S、第五PM0S、第六PM0S、第三NM0S以及第四NM0S,其中:
[0014]所述第六PM0S的源极与所述电源连接,所述第六PM0S的栅极与所述偏置电压连接,所述第六PM0S的漏极分别与所述第四PM0S的源极以及所述第五PM0S的源极连接,所述第四PM0S的栅极作为所述第一输入端,与所述一级差分放大电路的输出端连接,所述第四PM0S的漏极与所述第三NM0S的漏极连接,所述第五PM0S的栅极作为所述对称差分放大电路的第二输入端,与所述对称信号产生电路的输出端连接,所述第五PM0S的漏极与所述第四NM0S的漏极连接,所述第三NM0S的栅极分别与其漏极以及所述二级对称输出放大电路的第一输入端连接,所述第三NM0S的源极接地,所述第四NM0S的栅极分别与其漏极以及所述二级对称输出放大电路的第二输入端连接,所述第四NM0S的源极接地。
[0015]优选地,所述对称信号产生电路具体包括第七PM0S、第八PM0S以及第五NM0S,其中:
[0016]所述第七PM0S的源极与所述电源连接,所述第七PM0S的栅极与所述偏置电压连接,所述第七PM0S的漏极与所述第八PM0S的源极连接,所述第八PM0S的栅极作为所述对称信号产生电路的输入端,与调零电压连接,所述第八PM0S的漏极作为所述对称信号产生电路的输出端,分别与所述对称差分放大电路的第二输入端以及所述第五NM0S的漏极连接,所述第五NM0S的栅极与其漏极连接,所述第五NM0S的源极接地,其中,所述第七PM0S的宽长比是所述第三PM0S的宽长比的1/2,所述第一 PM0S的宽长比等于所述第八PM0S的宽长比,所述第一 NM0S的宽长比等于所述第五NM0S的宽长比。
[0017]优选地,所述二级对称输出放大电路具体包括第九PM0S、第十PM0S、第六NM0S以及第七NM0S,其中:
[0018]所述第九PM0S的源极与所述电源连接,所述第九PM0S的栅极分别与其漏极以及所述第十PM0S的栅极连接,所述第九PM0S的漏极与所述第六NM0S的漏极连接,所述第六NM0S的栅极作为所述二级对称输出放大电路的第一输入端,所述第六NM0S的源极接地,所述第十PM0S的源极与所述电源连接,所述第十PM0S的漏极作为所述二级对称输出放大电路的输出端,与所述第七NM0S的漏极连接,所述第七NM0S的栅极作为所述二级对称输出放大电路的第二输入端,所述第七NM0S的源极接地。
[0019]本发明提供的一种低失调运算放大器,在低失调运算放大器的一级差分放大电路的后面引入了与之对称的对称差分放大电路。这样一级差分放大电路在保证足够的增益下,通过与之对称设计的对称差分放大电路消除由于一级差分放大电路的不对称性造成的失调电压,从而使得低失调运算放大器既达到较大的增益又失调电压进行了有效地抑制。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本发明提供的一种低失调运算放大器的结构示意图;
[0022]图2为本发明提供的另一种低失调运算放大器的结构示意图;
[0023]其中,图2 中,P1—第一 PM0S,P2—第二 PM0S,P3—第三 PM0S,P4—第四 PM0S,P5—第五 PMOS,P6—第六 PMOS,P7—第七 PMOS,P8—第八 PMOS,P9—第九 PMOS,P10—第十 PM0S,N1—第一 NMOS,N2—第二 NMOS,N3—第三 NMOS,N4—第四 NMOS,N5—第五 NMOS,N6—第六NMOS,N7—第七 NM0S。
【具体实施方式】
[0024]本发明的核心是提供一种低失调运算放大器,在低失调运算放大器的一级差分放大电路的后面引入了与之对称的对称差分放大电路。这样一级差分放大电路在保证足够的增益下,通过与之对称设计的对称差分放大电路消除由于一级差分放大电路的不对称性造成的失调电压,从而使得低失调运算放大器既达到较大的增益又失调电压进行了有效地抑制。
[0025]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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
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