馈电路95在放大器内部W作为比较输出共模电压电位变化来调整第一级 迭接放大器的偏压电流Lmfb。。
[0089] 因为漏电流会随着温度上升而增加，因此可W在高温时提供输入级电路92电流， 而在一般温度下，漏电流并不明显，不影响差动二级放大器的电路运作。通过电流补偿晶体 管MC提供的漏电流，可使得偏压电流Ub。不会降低为0,也不会造成差动二级放大器无法 运作。
[0090] 在图9的电路中，利用电流补偿晶体管MC提供的漏电流Im。作为输入级电路92的 另一个输入电流源，使得原本在高温会降至0的电流Lmfb。，在超过一定温度后开始获得额 外的电流调整，使得LmfbD不再下降，共模反馈电路维持正常工作。关于电流补偿后的输入 级电流模拟图，请参考图IOA~10D。从图IOB与图IOD来看，电流补偿晶体管MC提供的漏 电流Im。有效地补足LmfM减少的电流量。
[0091] 至于电流补偿晶体管MC该如何选择，请参考下文说明。
[0092] 由于我们是将晶体管漏电流用来弥补共模反馈电路所不足的调整电流，所W我们 将补偿状况设定在晶体管漏电流等于共模反馈电路调整电流LmfbD的变化量，因为LmfbD为 电流镜的方式产生的电流，所W其电流等于晶体管T15的电流：
片26)
[0094] 再将Itmfb。电流变化代入晶体管饱和区电流公式，其中我们将升高温度后的V^fb电 压命名为VemfbHT, 5(TC为比较基准点命名为VtmfbTS。，同时Vt也W-样的规则作命名，得到共模 反馈电路调整电流的变化量A Iis ;
P.巧)
[0096] 加入温度的影响后可得到下列式子：
[0099] 最后，将基准点温度（5(TC )的共模反馈电路电流值Uwm加上晶体管漏电流所提 供的电流量必须大于温度变化产生的A Iis来做最后补偿的判定式如下：
[0100] IcmfbCM-A 115+Imc〉0 (3.30)
[0101] 因此可得到电流补偿晶体管MC的尺寸如下：
[0103] 通过式子3. 31，便可在不同制造工艺下代入不同的参数值如a、目，W及设计的 电压电流情况判断Vds及LmfWM,最终W调整晶体管尺寸的方式来符合各种状况下的使用。
[0104] 此外，由于漏电流W指数型式增加，并且共模反馈电路提供的抑制电流Ub。只要 不要降到0就可W使共模反馈电路正常工作。所W我们分析其最佳的补偿尺寸，可W得到 一个最大需要补偿的目标，若达到此目标在更高温的变化状况下也可W达到补偿，我们视 其为最佳补偿尺寸，如图11所示。
[010引从图11来看，可得知约在l00°C左右，电流补偿晶体管MC的尺寸最大，与图IOB中 IcmfbD电流的最低值对应的温度值相近，但是与未补偿前Uw电流的最低值对应的温度值 约110°C，如图5B，是不同的。
[0106] 图12A与图12B则是有无电流补偿下，差动二级放大器中的电流Ub的示意图。 图12A是没有电流补偿晶体管的情况下，电流Ub与温度的变化示意图。明显从图12A中 可W发现，当温度在125度时，电流Itmfb趋近于0。图12B是具有电流补偿晶体管的差动二 级放大器的电流Ub与温度的变化示意图。从图12B中可W发现，即使温度超过了 125度， 电流Lmfb仍不会接近0,如此W来共模反馈电路便可正常运作。
[0107] 图13为本发明的一差动二级放大器的运作方法的一实施例的流程图。差动二级 放大器包括偏压电路、输入级电路、第一级放大器、第二级放大器、共模反馈电路W及电流 补偿晶体管。在步骤S1301中，计算共模反馈电路正常操作下的临界温度T。当电路温度大 于临界温度T时，共模反馈电路便无法提供共模反馈电流给输入级电路，使得差动二级放 大器无法正常运作。在步骤S1302中，根据该临界温度T求得一补偿电流。在步骤S1303 中，根据该补偿电流计算该电流补偿晶体管的宽长比。
[010引在步骤S1304中，判断此时电路的温度是否有大于该临界温度T。如果电路的温度 大于T，则执行步骤S1305,此时因为共模反馈电路无法正常提供电流给输入级电路，因此 由电流补偿晶体管提供电流给输入级电流。在本实施例中，因为是利用晶体管的漏电流特 性设计电流补偿晶体管，使得电流补偿晶体管可W在高温时提供电流给输入级电流，而漏 电流在温度低的时候并不明显，因此在电路温度低时，并不会发生电流补偿晶体管提供过 多的电流给输入级电路的情况发生。如果电路的温度小于T，则执行步骤S1306,由共模反 馈电路提供电流给输入级电路。
[0109] 前述提到过多的电路元件在运作时会产生更多的热，使得差动二级放大器更容易 受到温度影响，因此本发明利用晶体管的漏电流特性来补偿高温下，共模反馈电路无法提 供电流的情形。但是本领域技术人员仍可设计特定电路W补偿差动二级放大器的输入电 流。举例来说，本领域技术人员可设计一检测电路，用W检测共模反馈电路输出的共模反 馈电流，且当共模反馈电流小于一预定值时，由一电流产生电路产生补偿电流，并将该补偿 电流输入差动二级放大器的输入级电路。在另一实施方式中，利用一温度检测电路检测差 动二级放大器的温度。当差动二级放大器的温度大于一临界温度T时，由一电流产生电路 产生补偿电流，并将该补偿电流输入差动二级放大器的输入级电路。当差动二级放大器温 度小于一临界温度T时，由共模反馈电路提供共模反馈电流给差动二级放大器的输入级电 路。
[0110] 但W上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能W此限定本发明实施的范围。 另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所掲露的全部目的或优点或特点。此 夕F，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。
【主权项】
1. 一种差动二级放大器，其特征在于，包括： 一输入级电路，接收一输入电流； 一偏压电路，耦接该输入级电路，产生一偏压电流； 一第一级放大电路，耦接该输入级电路； 一第二级放大电路，耦接该第一级放大电路； 一共模反馈电路，耦接该第二级放大电路，并根据一共模电压调整一共模反馈电流，其 中该输入电流由该偏压电流与该共模反馈电流所组成；以及 一电流补偿电路，用以提供一补偿电流，其中当该差动二级放大器的一温度大于一预 定温度值时，将该补偿电流输入该输入级电路。2. 如权利要求1所述的差动二级放大器，其特征在于，该第一级放大电路为一迭接放 大器。3. 如权利要求1所述的差动二级放大器，其特征在于，该第二级放大电路为一共源极 放大器。4. 如权利要求1所述的差动二级放大器，其特征在于，当该差动二级放大器的该温度 大于该预定温度值时，该共模反馈电路输出的共模反馈电流为0。5. 如权利要求1所述的差动二级放大器，其特征在于，该预定温度值是根据该共模反 馈电路内的至少一个晶体管的一临界电压的一温度系数所求得。6. 如权利要求5所述的差动二级放大器，其特征在于，该温度系数与该晶体管的制造 工艺有关。7. 如权利要求1所述的差动二级放大器，其特征在于，该电流补偿电路为一晶体管。8. 如权利要求7所述的差动二级放大器，其特征在于，该晶体管的宽长比是根据该补 偿电流所决定。9. 一种差动二级放大器的运作方法，其特征在于，包括： 计算一差动二级放大器内的一共模反馈电路的一临界温度； 根据该临界温度计算一补偿电流； 当该差动二级放大器的一温度低于该临界温度时，该共模反馈电路提供一共模反馈电 流给该差动二级放大器内的一输入级电路；以及 当该差动二级放大器的一温度高于该临界温度时，该共模反馈电路停止提供该共模反 馈电流给该输入级电路，该输入级电路接收一电流补偿电路输出的一补偿电流。10. 如权利要求9所述的差动二级放大器的运作方法，其特征在于，该电流补偿电路为 一晶体管。
【专利摘要】本发明的一实施例提供一种差动二级放大器与其运作方法。该差动二级放大器包括一输入级电路、一偏压电路、一第一级放大电路、一第二级放大电路、一共模反馈电路以及一电流补偿电路。该输入级电路，接收一输入电流。该偏压电路，耦接该输入级电路，产生一偏压电流。该第一级放大电路，耦接该输入级电路与该第二级放大电路。该共模反馈电路，耦接该第二级放大电路，并根据一共模电压调整一共模反馈电流，其中该输入电流由该偏压电流与该共模反馈电流所组成。该电流补偿电路，用以提供一补偿电流，其中当该差动二级放大器的一温度大于一预定温度值时，将该补偿电流输入该输入级电路。本发明的电流补偿电路可降低温度变化给电路带来的影响。
【IPC分类】H03F3/45, H03F1/30
【公开号】CN105577130
【申请号】CN201410526326
【发明人】蔡宗甫, 阙河鸣
【申请人】华邦电子股份有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年10月8日