[发明专利]运算放大器电路

说明书

技术领域

本发明是有关于一种运算放大器电路，特别是关于可以减少元件面积的运算放大器电路，在一预定跨压下仍可以稳定工作。

背景技术

一般的运算放大器为了能在一预定跨压下可以稳定工作，在设计上会使用相同耐偏压特性的晶体管来设计整个电路。要能够耐较大偏压的晶体管，一般都会使用较大的元件面积来设计，因此整个运算放大器会占用相当程度的元件面积，而制造成本也较高。

就传统的运算放大器设计，其是操作在一高电压源(VDD)与一接地电源(VSS)之间。为确保各颗晶体管在操作时皆能承受其跨压Vds而维持元件正常特性，所有的晶体管皆使用同一种耐跨压的元件来设计，其具有预定耐跨压程度，在此以A种晶体管元件来表示，A种晶体管元件的耐跨压限制为X伏特。于此，X伏特不需要是固定的电压值而是用以区分符合较高的预定耐跨压程度的元件。

由运算放大器的操作特性可知，在放大器运作的过程中每颗晶体管的跨压并非相同，并非所有的晶体管皆会承受高电压源VDD到接地电源VSS的跨压，若是而这些晶体管若仍使用A种晶体管元件来设计，则会造成面积上的浪费。

如何减少运算放大器的使用面积，且同时能符合在预定跨压下可以稳定工作仍是电路设计的考虑其一。

发明内容

本发明提供一种运算放大器电路，可以使用较小的面积来设计电路，进而也可以节省制造成本。

本发明的一实施范例提供一种运算放大器电路，包括一运算主体电路，多个电流源以及至少一个限压电路。电流源用以连接运算主体电路到一高电压源或一接地电源。限压电路连接于运算主体电路与该些电流源的至少其一之间，其中与该限压电路连接的晶体管元件具有一耐跨压程度，低于运算主体电路的一预定耐跨压程度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1A绘示运算放大器的基本电路方块示意图。

图1B绘示依据本发明一实施范例，运算放大器的细部电路示意图。

图2绘示依据本发明一实施范例，针对晶体管110、112的操作机制示意图。

图3绘示依据本发明一实施范例，针对晶体管116、118的操作机制示意图。

图4绘示依据本发明一实施范例，运算放大器电路加入限压电路的电路示意。

图5绘示依据本发明一实施范例，运算放大器电路加入限压电路的电路示意。

图6绘示依据本发明一实施范例，运算放大器电路加入限压电路的电路示意。

图7绘示依据本发明一实施范例，运算放大器电路加入限压电路的电路示意。

图8绘示依据本发明一实施范例，运算放大器电路加入限压电路的电路示意。

图9绘示依据本发明一实施范例，运算放大器电路加入限压电路的电路示意。

图10绘示依据本发明一实施范例，运算放大器电路加入限压电路的电路示意。

图11绘示依据本发明一实施范例，运算放大器电路加入限压电路的电路示意。

[主要元件标号说明]

100:运算放大器 102:电压转电流电路

104:电流运算电路 106:运算放大电路

110、112、114、116、118、134、136:晶体管

114、120、122、124、126、128、130、132:电流源

138、140:电容器

142、144、148、150、176、178、180、182:信号

160、164:限压电路(CLAMP)170、170a、174、174a:晶体管

172:电压控制电路(VCO)

具体实施方式

本发明提出一种运算放大器的电路设计，可以使运算放大器仍维持正常操作，但在面积的使用上可有效降低。

以下举一些实施范例来说明本发明。然而，本发明不仅限于所举的实施范例，且所举的实施范例之间有允需有适当的相互相合。

图1A绘示运算放大器的基本电路方块示意图。参阅图1A，运算放大器100包括两个输入端以及一输出端。两个输入端的其一是接收由外部输入的一电压输入信号AVP。另一个输入端是接收输出信号AVO的反馈。此运算放大器100是操作在高电压源VDD到接地电源VSS之间。