專利名稱：電容放大電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種電容放大電路。
背景技術(shù)：
如圖1所示，電源供應(yīng)裝置10是用以提供負(fù)載裝置12運(yùn)作所需的電力，由輸出電壓取回授電壓VFB，輸入至回授電路20，回授電路20再依據(jù)回授電壓VFB的電壓準(zhǔn)位輸出控制信號Ve至電源供應(yīng)裝置10，而調(diào)整電源供應(yīng)裝置10的責(zé)任周期(Duty Cycle)。如此一來，當(dāng)負(fù)載裝置12所提供的負(fù)載改變時，電源供應(yīng)裝置10仍可維持穩(wěn)定的輸出電壓。
如圖2所示，是為其中一種形式的回授補(bǔ)償電路。回授電路20是包括轉(zhuǎn)導(dǎo)誤差放大器22(Transconductance Error Amplifier)、電阻R1、較大電容C1、及較小電容C2，而回授電路20的轉(zhuǎn)移函數(shù)Ve(S)/Vfb(S)是由gm(由轉(zhuǎn)導(dǎo)誤差放大器22所提供)、電阻R1、較大電容C1、及較小電容C2所決定，增益值的大小如下列方程式(1)所示K(s)=gm1+S×R1×C1S×(C1+C2)(1+S×R1×C1//C2)---(1)]]>其中，S表示復(fù)數(shù)頻率，而此增益值的零點(diǎn)(zero)頻率如下列方程式(2)所示，另外存在二個極點(diǎn)(pole)頻率，一個極點(diǎn)的頻率FP1＝0，另一極點(diǎn)的頻率如下列方程式(3)所示FZ=12π×R1×C1---(2)]]>FP2=12π×R1×C1//C2---(3)]]>例如當(dāng)gm-125umhos、電阻R1為46KΩ、較大電容C1為6.2nF、較小電容C2為15pF，則Fz的頻率約為556Hz，F(xiàn)p2的頻率約為225KHz。
為了使體積小型化，則將回授電路20整合至單一集成電路(ScaleIntegration，SI)中，以符合使用者的需求。然而，由于集成電路于制程上的限制，僅能制作出pF級的電容，無法作出nF級的電容，所以，一般是使用電容放大電路來模擬大電容的效果。
如圖3所示，現(xiàn)有電容放大電路30是使用二個放大器32及34，放大器32是作為單位增益(unit gain)放大器，并通過由設(shè)定電阻R10、電阻R12的比值，再依據(jù)米勒效應(yīng)(Miller effect)，即能將電容C10的電容值放大，產(chǎn)生等效電容Ceq以模擬較大電容C1的效果，其中，等效電容Ceq的電容值如下列方程式(4)所示Ceq=C10×(1+R12R10)---(4)]]>然而，現(xiàn)有電容放大電路30具有下述缺失而不符合使用者的需求1.需使用二個放大器。
2.操作頻寬降低，其頻寬降為K0/K1，KO為放大器32的單位增益頻寬，K1為1+R12/R10。因此當(dāng)K1值越高則操作頻寬越低。
3.電壓Vc的動態(tài)范圍(Dynamic Range)受到限制。
由于Ve位準(zhǔn)受限于OP34的Vcc電源電壓，因此當(dāng)K1值越高則允許的Vc的電壓準(zhǔn)位就越低，否則OP34就會進(jìn)入飽和。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是在提供一種電容放大電路，以便能使用單一放大器而提供電容放大的效果。
本發(fā)明的另一目的是在提供一種電容放大電路，以便能在較高的頻率下工作，以提供較大的頻寬。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明揭露一種電容放大電路，其包括放大器；電容；第一電阻，其第一端是用以連結(jié)至電容放大電路的輸入端，其第二端是用以連結(jié)至放大器的第一輸入端以及電容；以及第二電阻，其第一端是用以連結(jié)至電容放大電路的輸入端，其第二端是用以連結(jié)至放大器的第二輸入端以及放大器的輸出端；其中，第一電阻的電阻值是為第二電阻的電阻值的倍數(shù)。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明揭露另一種電容放大電路，其包括放大器；電容；第一電阻，其第一端是用以連結(jié)至電容放大電路的輸入端，其第二端是用以連結(jié)至放大器的第一輸入端；第二電阻，其第一端是用以連結(jié)至電容放大電路的輸入端，其第二端是用以連結(jié)至放大器的第二輸入端；第三電阻，其第一端是用以連結(jié)至放大器的第一輸入端，其第二端是用以連結(jié)至電容；以及第四電阻，其第一端是用以連結(jié)至放大器的第二輸入端，其第二端是用以連結(jié)至放大器的輸出端；其中，第一電阻的電阻值是為第二電阻的電阻值的倍數(shù)。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明揭露又一種電容放大電路，其包括放大器；電容；第一電流源，其第一端是用以連結(jié)至電容放大電路的輸入端，其第二端是用以連結(jié)至放大器的第一輸入端以及電容；以及第二電阻，其第一端是用以連結(jié)至電容放大電路的輸入端，其第二端是用以連結(jié)至放大器的第二輸入端以及放大器的輸出端；其中，第二電流源所輸出的電流值是為第一電流源所輸出的電流值的倍數(shù)。


圖1是回授電路與周邊電路的示意圖；圖2是一種形式的回授電路的電路圖；圖3是現(xiàn)有電容放大電路的電路圖；圖4是本發(fā)明電容放大電路的第一實(shí)施例的電路圖；圖5是本發(fā)明電容放大電路的第一實(shí)施例的等效電路圖；圖6是本發(fā)明電容放大電路的第二實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施例方式
為能更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉二較佳具體實(shí)施例說明如下。
實(shí)施例一如圖4所示，本發(fā)明電容放大電路40是包括電阻R21、電阻R22、電阻R23、電阻R24、電容C20、及放大器46。電阻R21的一端連結(jié)至放大器46的正輸入端(假設(shè)電壓為Vx)以及電阻R23，電阻R23再與電容C20連結(jié)；電阻R21的另一端連結(jié)至電阻R22的一端，而電阻R22的另端連結(jié)至放大器46的負(fù)輸入端(假設(shè)電壓為VY)以及電阻R24，電阻R24再連結(jié)至放大器46的輸出端。假設(shè)，電阻R21所流經(jīng)的電流為I1，電阻R22所流經(jīng)的電流為I2，因?yàn)樘摱搪返年P(guān)系Vx＝VY，則電流I2＝I1*R21/R22，依據(jù)下列方程式的推衍則可以得到本發(fā)明電容放大電路40的等效結(jié)果Ve=(R21+R23+1S×C20)×I1---(5)]]>I1+I2=(1+R21R22)×I1=(1+R21R22)×Ve(R21+R23+1S×C20)]]>=Ve(R21+R23)×R22R21+R22+1S×C20×(1+R21R22)=VeReq+1S×Ceq---(6)]]>由圖5中可知，本發(fā)明電容放大電路40可等效為一個等效電阻Req連結(jié)一個等效電容Ceq，等效電阻Req的大小為(R21+R23)*R22/(R21+R22)，并假設(shè)電阻R23及電阻R24的值為0，則等效電阻Req可簡化成R21*R22/(R21+R22)，其值的大小可由使用者設(shè)定。由于等效電容Ceq的值是為電容C20的1+R21/R22倍，通過由設(shè)定不同大小的電阻R21及電阻R22的值，即可得到較大電容值的電容。例如假設(shè)電阻R21的值為100KΩ，電阻R22的值為1KΩ，電阻R23及R24的值皆為0Ω，電容C20的值為12pF，則等效電阻Req約為1KΩ，等效電容Ceq約為1.2nF，故能在晶片中實(shí)現(xiàn)nF級的電容的可能。同時通過由適當(dāng)?shù)碾娮柚翟O(shè)定，該等效電阻Req串聯(lián)等效電容Ceq，便可以等效取代圖二的R1與C1。
實(shí)施例二另外，如圖6所示，本發(fā)明電容放大電路50是包括第一電流源51、第二電流源52、電阻R23、電阻R24、電容C20、及放大器46。其中，第一電流源51是用以提供電流I1、第二電流源52是用以提供電流I2，且電流I2與電流I1的大小是呈一倍數(shù)關(guān)系，例如100倍。如此一來，本發(fā)明電容放大電路50的運(yùn)作類似本發(fā)明電容放大電路40，故不多作說明，其亦可提供nF級等效電容Ceq的效果。
由于本發(fā)明電容放大電路40及本發(fā)明電容放大電路50僅使用單一放大器46而達(dá)到相似的效果。此外R24只需要很小值或是可以為0Ω，因此其且其頻寬是為放大器46所具有的單位增益頻寬，并能避免現(xiàn)有電容放大電路30的上述缺失，故具有顯著的進(jìn)步性。
上述實(shí)施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以申請專利范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種電容放大電路，其特征在于，包括一放大器；一電容；一第一電阻，其一第一端是用以連結(jié)至該電容放大電路的一輸入端，其一第二端是用以連結(jié)至該放大器的一第一輸入端以及該電容；以及一第二電阻，其一第一端是用以連結(jié)至該電容放大電路的該輸入端，其一第二端是用以連結(jié)至該放大器的一第二輸入端以及該放大器的一輸出端；其中，該第一電阻的電阻值是為該第二電阻的電阻值的倍數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的電容放大電路，其特征在于，所述該電容放大電路是用以提供一等效電容，且該等效電容的電容值為C20*(1+R21/R22)，其中，C20是為該電容的電容值，R21是為該第一電阻的電阻值，R22是為該第二電阻的電阻值。
3.如權(quán)利要求1所述的電容放大電路，其特征在于，所述該電容放大電路是用以提供一等效電阻，且該等效電阻的電阻值為R21*R22/(R21+R22)，其中，R21是為該第一電阻的電阻值，R22是為該第二電阻的電阻值。
4.一種電容放大電路，其特征在于，包括一放大器；一電容；一第一電阻，其一第一端是用以連結(jié)至該電容放大電路的一輸入端，其一第二端是用以連結(jié)至該放大器的一第一輸入端；一第二電阻，其一第一端是用以連結(jié)至該電容放大電路的該輸入端，其一第二端是用以連結(jié)至該放大器的一第二輸入端；一第三電阻，其一第一端是用以連結(jié)至該放大器的該第一輸入端，其一第二端是用以連結(jié)至該電容；以及一第四電阻，其一第一端是用以連結(jié)至該放大器的該第二輸入端，其一第二端是用以連結(jié)至該放大器的一輸出端；其中，該第一電阻的電阻值是為該第二電阻的電阻值的倍數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的電容放大電路，其特征在于，所述該電容放大電路是用以提供一等效電容，且該等效電容的電容值為C20*(1+R21/R22)，其中，C20是為該電容的電容值，R21是為該第一電阻的電阻值，R22是為該第二電阻的電阻值。
6.如權(quán)利要求4所述的電容放大電路，其特征在于，所述該電容放大電路是用以提供一等效電阻，且該等效電阻的電阻值為(R21+R23)*R22/(R21+R22)，其中，R21是為該第一電阻的電阻值，R22是為該第二電阻的電阻值，R23是為該第三電阻的電阻值。
7.一種電容放大電路，其特征在于，包括一放大器；一電容；一第一電流源，其一第一端是用以連結(jié)至該電容放大電路的一輸入端，其一第二端是用以連結(jié)至該放大器的一第一輸入端以及該電容；以及一第二電流源，其一第一端是用以連結(jié)至該電容放大電路的該輸入端，其一第二端是用以連結(jié)至該放大器的一第二輸入端以及該放大器的一輸出端；其中，該第二電流源所輸出的電流值是為該第一電流源所輸出的電流值的倍數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的電容放大電路，其特征在于，所述該電容放大電路是用以提供一等效電容，且該等效電容的電容值為C20*(1+I2/I1)，其中，C20是為該電容的電容值，I1是為該第一電流源所輸出的電流值，I2是為該第二電流源所輸出的電流值。
9.如權(quán)利要求7所述的電容放大電路，其特征在于，所述該電容放大電路是用以提供一等效電阻，且該等效電阻的電阻值為1/(I1+I2)，其中，I1是為該第一電流源所輸出的電流值，I2是為該第二電流源所輸出的電流值。
10.一種電容放大電路，其特征在于，包括一放大器；一電容；一第一電流源，其一第一端是用以連結(jié)至該電容放大電路的一輸入端，其一第二端是用以連結(jié)至該放大器的一第一輸入端；一第二電流源，其一第一端是用以連結(jié)至該電容放大電路的該輸入端，其一第二端是用以連結(jié)至該放大器的一第二輸入端；一第三電阻，其一第一端是用以連結(jié)至該放大器的該第一輸入端，其一第二端是用以連結(jié)至該電容；以及一第四電阻，其一第一端是用以連結(jié)至該放大器的該第二輸入端，其一第二端是用以連結(jié)至該放大器的一輸出端；其中，該第二電流源所輸出的電流值是為該第一電流源所輸出的電流值的倍數(shù)。
11.如權(quán)利要求10所述的電容放大電路，其特征在于，所述該電容放大電路是用以提供一等效電容，且該等效電容的電容值為C20*(1+I2/I1)，其中，C20是為該電容的電容值，I1是為該第一電流源所輸出的電流值，I2是為該第二電流源所輸出的電流值。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種電容放大電路，其組設(shè)有單一放大器、至少二電阻或至少二電流源、及單一pF級電容，通過由等效電路的替代，可將pF級電容等效放大至nF級電容，以突破集成電路于晶元制程上僅能實(shí)現(xiàn)pF級電容的限制。
文檔編號G05F1/46GK1920724SQ200510096550
公開日2007年2月28日 申請日期2005年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月24日
發(fā)明者朱益杉, 莊明男, 張?jiān)次?申請人:通嘉科技股份有限公司