[发明专利]运算放大器的输出级电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟电路，尤其是一种运算放大器的输出级电路。

背景技术

运算放大器是模拟电路设计的关键部件，它大量运用于滤波器，数字模拟转换器，模拟数字转换器设计中。

运算放大器由内部增益级和输出级组成，其中输出级主要是为了驱动负载而设计的。为了在小的负载电阻上取得较大的输出电压摆幅，就要求输出级能够输出很大的电流。而一个大负载电容也要求很大的输出电流来提供所需要的充放电电流，才能满足瞬态响应的要求。

现在通常实现运算放大器输出级的方法，包括A类放大器，AB类推挽放大器。

所述A类放大输出级的结构如图1所示，包括有输出级的电压输入端vin，输入端vin连接到三极管M1的栅极，电压偏置端vbias连接到三极管M2栅极，构成了一个偏置电流源。A类放大器的跨导是M1的跨导g_M1，输出级的电流源限制了电路能够输出的最大电流。

AB类推挽放大器输出级的结构如图2所示，包括输出级的电压输入端vin，输入端vin连接到M1的栅极，一个恒压源电路连接到两个三极管M1和M2的栅极之间，恒压源的正极与三极管M2的栅极相连接，恒压源的负极与三极管M1的栅极相连接，恒定电压源电路使其两端电压差保持恒定，恒压源的正极端输出的电压跟随负极端电压变化，也就使得三极管M2栅极的电压随三极管M1栅极电压的变化而变化。AB类放大器的跨导是g_M1+g_M2(M1的跨导和M2的跨导之和)，在这个电路中没有会限制输出最大电流的电流源。

AB类输出级需要一个恒定电压源电路，为了避免影响前一级的增益，其输入阻抗要比较高，实现起来比较复杂，在增加了恒定电压源电路后，整个输出级的输出效率也大大降低，且电路结构也比较复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种运算放大器的输出级电路，能够在提高夸导，增大最大输出电流的同时，简化电路结构，提高输出级的输出效率。

为解决上述技术问题，本发明运算放大器的输出级电路的技术方案是，包括两个漏极连接在一起的三极管M1和M2，所述三极管M1和M2的漏极作为输出端，所述三极管M2的源极接电源端，所述三极管M1的源极接地，所述三极管M1的栅极作为输入端，所述三极管M2的栅极连接有电阻R1，所述电阻R1不连接所述三极管M2的一端作为电压偏置输入端，所述三极管M1与M2之间连接有电容C1。

本发明通过在两个三极管的栅极之间增加电容的方式，省略了恒压源电路部分，大大简化了电路，而且提高了电路的夸导，增大了最大输出电流，提高了输出级的输出效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：

图1为现有的A类放大输出级电路的电路图；

图2为现有的AB类放大输出级电路的电路图；

图3为本发明运算放大器的输出级电路的电路图。

具体实施方式

本发明运算放大器的输出级电路可参见图3所示，包括两个漏极连接在一起的三极管M1和M2，所述三极管M1和M2的漏极作为输出端，所述三极管M2的源极接电源端，所述三极管M1的源极接地，所述三极管M1的栅极作为输入端，所述三极管M2的栅极连接有电阻R1，所述电阻R1不连接所述三极管M2的一端作为电压偏置输入端，所述三极管M1与M2之间连接有电容C1。

三极管M1是一个NMOS晶体管，三极管M2是一个PMOS晶体管，输入端vin连接到三极管M1的栅极，三极管M1的源极接地avss，三极管M1的漏极和M2漏极相连接，共同构成输出级的输出端vout，三极管M2的栅极通过一个电容C1和输入端vin相连接，同时通过一个电阻R1连到偏置电压端vbias，偏置电压端vbias给三极管M2提供了合适的工作点，M2的源极连接到电源avdd。