[发明专利]AB类两级运算放大器

说明书

技术领域

本发明涉及运算放大器，尤其是，本发明涉及AB类两级运算放大器。

背景技术

在电子设备尤其是移动设备(例如，手机)的发展过程中，要考虑的一个方面是电流消耗。

例如，在手机领域中，为了在不降低电池使用时间的情况下，创造具有更多功能的手机，降低电流消耗是关键点。

在手机中，全差分模拟电路常使用运算放大器，在一些情况中，尤其是当需要高输出电流时，这些放大器必须实施为具有AB类输出级。

遗憾的是，直到现在，没有获得完整的AB类两级运算放大器的有用的解决方案，因此，根据需要，这样的放大器必须被A类两级放大器或AB类三级放大器代替。然而，上述两种解决方案需要更高的电流消耗。

图1、图2和图3分别示出了现有技术的运算放大器，该运算放大器可以用于需要高输出电流的应用。

图1示出了用于驱动负载R_L的A类两级运算放大器100。

如从图1中的电路图中可见，负载电流I_L不能超过通过基准偏置电压V_BP确定的输出电流I_OUT。因此，负载电流I_L越高，输出电流越I_OUT越高，因此，运算放大器100的电流消耗越高。

图2示出了用于驱动负载R_L的三级运算放大器200。

如已知的，三级运算放大器是固有的AB类型。因此，负载电流I_L可以更高于输出电流I_OUT。

然而，图2的运算放大器相对于两级运算放大器(例如，图1所示的类型的两级运算放大器)的主要缺点是增益带宽积(Gain Bandwidth Product，GBWP)。

通常，如本领域专家公知，考虑相同的电流消耗，在三级运算放大器中的增益带宽积远低于两级运算放大器的增益带宽积。

图3示出了在文献中已知的全差分AB类两级运算放大器。

AB类的实施通过使用CR高通滤波器使运算放大器的输入级的输出信号OUT1与信号OUT1_DEC断开联接而获得。

图3中的运算放大器不是真正的AB类运算放大器，原因在于AB类仅可以针对具有高于1/2πCR的频率的信号实施。

鉴于此，对于必须处理具有低于100Hz的频率的信号的应用，例如在音频领域中，由于在实际技术中，CR高通滤波器应该占用大的面积，因此图3中的运算放大器不可实现。

发明内容

本发明的目的是，提供克服已知现有技术中的至少一些缺点和限制的AB类两级运算放大器，该AB类两级运算放大器尤其允许在宽的频率范围上获得受控的输出电流。

根据本发明，一种用于驱动负载的AB类两级运算放大器，包括：输入级，所述输入级包括差分输入端子、第一差分输出端子和第二差分输出端子，所述第一差分输出端子和所述第二差分输出端子分别提供第一差分驱动信号和第二差分驱动信号；输出级，所述输出级包括第一输出支路和第二输出支路，所述第一输出支路具有与所述输入级的所述第一差分输出端子可操作地连接的第一差分输入端子，以接收所述第一差分驱动信号，所述第二输出支路具有与所述输出级的所述第二差分输出端子可操作地连接的第二差分输入端子、以接收所述第二差分驱动信号；控制电路，所述控制电路配置成控制所述输出级的所述第一输出支路和所述第二输出支路上的输出电流，所述控制电路包括：二极管配置的第一PMOS晶体管，所述第一PMOS晶体管以电流镜配置方式可操作地连接至所述输出级的所述第一输出支路的第二PMOS晶体管；第一NMOS晶体管，所述第一NMOS晶体管串联连接至所述第一PMOS晶体管且具有连接至偏置电压的栅极端子；二极管配置的第三PMOS晶体管，所述第三PMOS晶体管以电流镜配置方式可操作地连接至所述输出级的所述第二输出支路的第四PMOS晶体管；和第二NMOS晶体管，所述第二NMOS晶体管串联连接至所述第三PMOS晶体管且具有连接至所述偏置电压的栅极端子。所述运算放大器的所述控制电路还包括：第三NMOS晶体管，所述第三NMOS晶体管以并联方式可操作地连接至所述第一NMOS晶体管且具有布置为接收所述第二差分驱动信号的栅极端子；和第四NMOS晶体管，所述第四NMOS晶体管以并联方式可操作地连接至所述第二NMOS晶体管且具有布置为接收所述第一差分驱动信号的栅极端子。

本发明的另一个实施方式是包括根据本发明的AB类两级运算放大器的模数转换器。

本发明的另一个实施方式是包括这样的模数转换器和数字滤波器的便携式装置。