本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种大动态范围的轨到轨两级运算放大器。
背景技术
运算放大器最早被设计出来的目的是将电压类比成数字，用来进行加、减、乘、除的运算，同时也成为实现模拟计算机(analogcomputer)的基本建构方块。然而，理想运算放大器的在电路系统设计上的用途却远超过加减乘除的计算。今日的运算放大器，无论是使用晶体管(transistor)或真空管(vacuumtube)、分立式(discrete)元件或集成电路(integratedcircuits)元件，运算放大器的效能都已经逐渐接近理想运算放大器的要求。早期的运算放大器是使用真空管设计，当前则多半是集成电路式的元件。但是如果系统对于放大器的需求超出集成电路放大器的需求时，常常会利用分立式元件来实现这些特殊规格的运算放大器。
1960年代晚期，仙童半导体(fairchildsemiconductor)推出了第一个被广泛使用的集成电路运算放大器，型号为μa709，设计者则是鲍伯·韦勒(bobwidlar)。但是709很快地被随后而来的新产品μa741取代，741有着更好的性能，更为稳定，也更容易使用。741运算放大器成了微电子工业发展历史上一个独一无二的象征，历经了数十年的演进仍然没有被取代，很多集成电路的制造商至今仍然在生产741。直到今天μa741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种大动态范围的轨到轨两级运算放大器，本发明由fet作输入级，不仅输入电阻高，输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种大动态范围的轨到轨两级运算放大器，其特征在于：所述运算放大器的lf356是由p沟道jfett1和t2构成双端输入、双端输出带恒流源负载i1、i2的差分输入级，本级提供了约30pa的低输入偏置电流和约1012w的高输入电阻，t1、t2的工作电流i1,2是由多集电极的bjt管提供；中间电压放大级由bjtt5、t6组成的双端输入、单端输出带恒流源i6负载的差分式放大电路，和由t7组成的电压跟随器构成。
优选的，由npn型bjtt9和pnp型复合管即由p沟道jfett8与npn型bjtt10构成，组成互补对称输出级，为了使电路处于甲乙类工作状态，利用二极管d1接于t9的基极和t8的栅极g8之间，给t9、t8提供一起始偏压。
优选的，t11、r和d2构成输出电流过载保护环节。r为过载电流取样电阻；当输出端“拉电流”大于20ma时，t11导通而分流ic11，使t7的基极电流ib7减小，ie9减小，抑制了输出电流的增大。
优选的，当“灌电流”大于20ma时，d2导通，t8的栅极电位vg8上升，t10的基极电位vb10降低，ic10减小，抑制了输出电流的增大。
优选的，p沟道jeftt3、t4和外接电位器rp构成两个电流源，rp可调节t3、t4两管漏极电流的相对比例，从而改变送入中间电压放大级的输入电流，实现失调电流的补偿。
优选的，电容c为电路内部的密勒补偿电容，以增大运放的单位增益带宽bwg(ft)。
(三)有益效果
本发明由fet作输入级，不仅输入电阻高，输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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。
图1是本发明的电路原理示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示的大动态范围的轨到轨两级运算放大器的lf356是由p沟道jfett1和t2构成双端输入、双端输出带恒流源负载(i1、i2)的差分输入级，本级提供了约30pa的低输入偏置电流和约1012w的高输入电阻，t1、t2的工作电流i1,2是由多集电极的bjt管提供(图中略)；中间电压放大级由bjtt5、t6组成的双端输入、单端输出带恒流源(i6)负载的差分式放大电路，和由t7组成的电压跟随器构成；由npn型bjtt9和pnp型复合管(由p沟道jfett8与npn型bjtt10构成)组成互补对称输出级。为了使电路处于甲乙类工作状态，利用二极管d1接于t9的基极和t8的栅极g8之间，给t9、t8提供一起始偏压。
t11、r和d2构成输出电流过载保护环节。r为过载电流取样电阻。当输出端“拉电流”(流向输出端，如io实线所示)大于20ma时，t11导通而分流ic11，使t7的基极电流ib7减小，ie9减小，抑制了输出电流的增大。同样，当“灌电流”(流入输出端，如io虚线所示)大于20ma时，d2导通，t8的栅极电位vg8上升，t10的基极电位vb10降低，ic10减小，抑制了输出电流的增大。
p沟道jeftt3、t4和外接电位器rp构成两个电流源，rp可调节t3、t4两管漏极电流的相对比例，从而改变送入中间电压放大级的输入电流，实现失调电流的补偿。电容c为电路内部的密勒补偿电容，以增大运放的单位增益带宽bwg(ft)。
lf356各级的偏置电流都较大，使放大电路对电容的充电电流较大，因此sr和ft都较大，电路的总电流和功耗较大。其主要参数见上节运算放大器参数表。与lf356性能类似的有lf355、lf347(四运放)。更高输入电阻的还有全mos-fet的ca3130。更小偏置电流的有ad515、lf0052等。
由fet作输入级，不仅输入电阻高，输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，但失调电压较大。
其可被广泛用于生物医学电信号测量的精密放大电路、有源滤波器、取样-保持放大器、对数和反对数放大器和模数、数模转换器等。
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。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。