[实用新型]一种高性能运算放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子产品的领域，尤其是一种高性能运算放大器。

背景技术

近年来，电子产品的种类越来越多，人们对其性能的要求也越来越高，特别是半导体集成电路产品，这就要求我们在这类产品的内部的电路结构以及器件材料方面进行研究，而运算放大电路则是我们进行电路研究的重中之重。运算放大器是许多模拟系统和混合数字信号系统中的一个完整部分，而且也是构成这此系统的基本中元，系统的性能在很大程度上都是受到内部运算放大器性能的制约，设计高性能的运算放大器，使得系统的总体性能上一个台阶。

目前，运算放大器的结构多种多样，针对不同的用途有不同的结构形式。一般，为了提高系统的抗干扰性能，运算放大器的输入采用差动式。然而，一般结构的差动式运算放大器在条件极其恶劣的环境下，并不能明显的提高系统的性能。例如，电能计量表的应用，现在的电能计量表不但能计量电能，而且能对电能进行管理，对各种事件进行记录，自动远程抄表等功能。由于电网上的电压波动与外界信号的干扰，造成电表计量错误或死机。那么，为了使电能计量表性能稳定，对信号采集的精度就必须提高，因此有必要研发出一种高性能运算放大器，它可以针对类似的情况提高采样精度，达到高可靠性能。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供了一种高性能运算放大器，其设计结构合理、能够提高采样精度、达到高可靠性能，防止信号失真的电路，提高系统的抗噪声能力。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高性能运算放大器，包括第一斩波调制器、集成运放差分输入级电路、中间级增益电路、消失真电路、推挽输出级电路和第二斩波调制器和偏置电路以及共模反馈电路，所述的第一斩波调制器的输入端输入信号，第一斩波调制器依次通过集成运放差分输入级电路、中间级增益电路、消失真电路与第二斩波调制器相耦合连接，偏置电路和共模反馈电路的输出端与集成运放差分输入级电路、中间级增益电路和消失真电路相连接，偏置电路采用一种宽摆幅和恒定跨导的偏置电路，采用此种偏置电路可以确保MOS管的跨导在温度或者工艺有变化时仍然可以保持基本不变，从而使得运放的单位增益保持基本不变偏置电路还需要加启动电路，如果不加启动电路，就会出现电流为零的状态，整个偏置电路将不会工作，共模反馈电路通过检测输出信号的共模电平，反馈到共源供栅回路以稳定输出信号的共模电压，共模反馈电路一般由电阻网络反馈和电容网络反馈，电阻网络反馈结构简单，但会影响整个运放的增益和带宽，第二斩波调制器与推挽输出级电路相串联耦合连接，推挽输出级电路上连接有折叠式结构的共源共栅器件组，共源共栅器件组是将输入电压转化成电流，然后将他作为共源共栅级的输入，共源共栅级电流的变化再转化为输出电压的变化，可见，减小共源栅管的沟道长度，或增大静态工作电流，可以有效提高运算放大器的次极点频率，但这是以减小开环直流增益为代价的，运算放大器的次极点频率将决定闭环建立时间，即决定了电路的最高工作速度，而运算放大器输出摆幅的减小将降低运算放大器的动态范围。设计时，对两者兼顾。首先，采用优化运算放大器的速度，再通过采用高性能偏置电路，提高运算放大器的输出摆幅，推挽输出级电路的输出端输出信号。

为了能够减少输入噪声，所述的集成运放差分输入级电路由一对N沟道差分输入绝缘栅场效应管和一对P沟道差分输入绝缘栅场效应管并联组成。

为了能够提高电路的差动增益，所述的共源共栅器件组由复数个晶体管组成，晶体管与偏置电路相耦合。

本实用新型的有益效果是：所述的一种高性能运算放大器，采用此设计的放大器，能够防止信号失真，提高系统的抗噪声能力，并且提高电路的差动增益，采用偏置电路，能够通过修正失调电流不为零而引起误差减至最小，能够应用在电能计量表、模数转换器等芯片中。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型所述的一种高性能运算放大器的整体结构框图。

附图中标记分述如下：1、第一斩波调制器,2、集成运放差分输入级电路，3、中间级增益电路，4、消失真电路，5、推挽输出级电路，6、第二斩波调制器，7、偏置电路，8、共模反馈电路。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。