描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]實(shí)施例一
[0027]請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1為本發(fā)明提供的一種低失調(diào)運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)示意圖，該低失調(diào)運(yùn)算放大器包括:
[0028]—級(jí)差分放大電路1、對(duì)稱(chēng)差分放大電路3、對(duì)稱(chēng)信號(hào)產(chǎn)生電路2以及二級(jí)對(duì)稱(chēng)輸出放大電路4，其中:
[0029]—級(jí)差分放大電路1的輸出端與對(duì)稱(chēng)差分放大電路3的第一輸入端連接，一級(jí)差分放大電路1用于將輸入信號(hào)放大后得到一級(jí)放大電壓并輸出至第一輸入端；
[0030]對(duì)稱(chēng)差分放大電路3的第二輸入端與對(duì)稱(chēng)信號(hào)產(chǎn)生電路2的輸出端連接；其中，對(duì)稱(chēng)信號(hào)產(chǎn)生電路2用于生成與一級(jí)差分放大電路1產(chǎn)生的失調(diào)電壓極性相同、大小相等的對(duì)稱(chēng)電壓，并將對(duì)稱(chēng)電壓輸出至第二輸入端；
[0031]可以理解的是，這里的對(duì)稱(chēng)差分放大電路3的“對(duì)稱(chēng)”具有兩層含義，一層是對(duì)稱(chēng)差分放大電路3本身的結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱(chēng)，另一層含義是對(duì)稱(chēng)差分放大電路3與一級(jí)差分放大電路1構(gòu)成對(duì)稱(chēng)。
[0032]由于一級(jí)差分放大電路1的不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，一級(jí)差分放大電路1輸出的一級(jí)放大電壓中會(huì)包括失調(diào)電壓，為了將失調(diào)電壓消除掉，對(duì)稱(chēng)信號(hào)產(chǎn)生電路2會(huì)生成一個(gè)與失調(diào)電壓極性相同、大小相等的對(duì)稱(chēng)電壓，則該對(duì)稱(chēng)電壓與一級(jí)放大電壓作為對(duì)稱(chēng)差分放大電路3的兩個(gè)輸入信號(hào)，最終對(duì)稱(chēng)差分放大電路3輸出的電壓會(huì)是已經(jīng)將失調(diào)電壓消除了以后的電壓。
[0033]對(duì)稱(chēng)差分放大電路3的輸出端與二級(jí)對(duì)稱(chēng)輸出放大電路4連接，對(duì)稱(chēng)差分放大電路3用于對(duì)一級(jí)放大電壓以及對(duì)稱(chēng)電壓組成的輸入信號(hào)進(jìn)行對(duì)稱(chēng)差分放大，得到對(duì)稱(chēng)差分放大電壓并輸出至二級(jí)對(duì)稱(chēng)輸出放大電路4，二級(jí)對(duì)稱(chēng)輸出放大電路4用于對(duì)對(duì)稱(chēng)差分放大電壓放大后輸出放大信號(hào)。
[0034]可以理解的是，因?yàn)閷?duì)稱(chēng)差分放大電路3的存在，為了不引入新的失調(diào)電壓，這里的二級(jí)對(duì)稱(chēng)輸出放大電路4也是對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
[0035]本發(fā)明提供的一種低失調(diào)運(yùn)算放大器，在低失調(diào)運(yùn)算放大器的一級(jí)差分放大電路的后面引入了與之對(duì)稱(chēng)的對(duì)稱(chēng)差分放大電路。這樣一級(jí)差分放大電路在保證足夠的增益下，通過(guò)與之對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)的對(duì)稱(chēng)差分放大電路消除由于一級(jí)差分放大電路的不對(duì)稱(chēng)性造成的失調(diào)電壓，從而使得低失調(diào)運(yùn)算放大器既達(dá)到較大的增益又失調(diào)電壓進(jìn)行了有效地抑制。
[0036]實(shí)施例二
[0037]請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖2為本發(fā)明提供的另一種低失調(diào)運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)示意圖，該低失調(diào)運(yùn)算放大器在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上:
[0038]作為優(yōu)選地，一級(jí)差分放大電路1具體包括第一 PM0S、第二 PM0S、第三PM0S以及有源負(fù)載電路，其中:
[0039]第三PM0S的源極與電源連接，第三PM0S的柵極與偏置電壓極接，第三PM0S的漏極分別與第一 PM0S以及第二 PM0S的源極連接，第一 PM0S的柵極接輸入信號(hào)的負(fù)極，第一PM0S的漏極與有源負(fù)載電路的第一端連接，第二 PM0S的柵極接輸入信號(hào)的正極，第二 PM0S的漏極作為一級(jí)差分放大電路1的輸出端，與有源負(fù)載電路的第二端連接，有源負(fù)載電路的第三端接地。
[0040]作為優(yōu)選地，第一有源負(fù)載電路具體包括第一 NM0S和第二 NM0S，其中:
[0041]第一 NM0S的漏極作為有源負(fù)載電路的第一端，第一 NM0S的柵極分別與其漏極以及第二 NM0S的柵極連接，第一 NM0S的源極接地，第二 NM0S的漏極作為有源負(fù)載電路的第二端，第二 NM0S的源極接地。
[0042]可以理解的是，第一 PM0S和第二 PM0S構(gòu)成差分放大結(jié)構(gòu)，第三PM0S作為電流源為該一級(jí)差分放大電路1提供工作電流，第一 NM0S和第二 NM0S構(gòu)成有源負(fù)載電路。
[0043]在電路正常工作時(shí)，差分放大結(jié)構(gòu)的輸入端載入小信號(hào)，在第一或者第二 PM0S的源漏上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)變化的電流A I，由于第一NMOS與第二NMOS構(gòu)成的有源負(fù)載電路的電阻非常大，因此一級(jí)差分放大電路1的輸出端會(huì)有較大的電壓變化，起到了放大信號(hào)的作用。根據(jù)增益的計(jì)算Av = -gm2 (rol//ro2)(其中，gm2為第二 PMOS的跨導(dǎo)，rol、ro2分別為第二 PM0S與第二 NM0S管的源漏電阻)可以看出，一級(jí)差分放大電路1的增益可以達(dá)到很大。但這種結(jié)構(gòu)由于第一與第二 NM0S管的接法并非完全對(duì)稱(chēng)，導(dǎo)致在輸入信號(hào)為0時(shí)，輸出信號(hào)不能理想的也是0，而是會(huì)有一個(gè)電壓存在，即失調(diào)電壓。
[0044]作為優(yōu)選地，對(duì)稱(chēng)差分放大電路3具體包括第四PM0S、第五PM0S、第六PM0S、第三NM0S以及第四NM0S，其中:
[0045]第六PM0S的源極與電源連接，第六PM0S的柵極與偏置電壓連接，第六PM0S的漏極分別與第四PM0S的源極以及第五PM0S的源極連接，第四PM0S的柵極作為第一輸入端，與一級(jí)差分放大電路1的輸出端連接，第四PM0S的漏極與第三NM0S的漏極連接，第五PM0S的柵極作為對(duì)稱(chēng)差分放大電路3的第二輸入端，與對(duì)稱(chēng)信號(hào)產(chǎn)生電路2的輸出端連接，第五PMOS的漏極與第四NMOS的漏極連接，第三NMOS的柵極分別與其漏極以及二級(jí)對(duì)稱(chēng)輸出放大電路4的第一輸入端連接，第三NMOS的源極接地，第四NMOS的柵極分別與其漏極以及二級(jí)對(duì)稱(chēng)輸出放大電路4的第二輸入端連接，第四NMOS的源極接地。
[0046]可以理解的是，這里的第三NM0S和第四NM0S采用“二極管”接法構(gòu)成負(fù)載結(jié)構(gòu)，第六PM0S作為電流源。
[0047]可以看出這一級(jí)的對(duì)稱(chēng)差分放大電路3是完全對(duì)稱(chēng)的，這樣的結(jié)構(gòu)可以有效抑制失調(diào)電壓的產(chǎn)生。根據(jù)增益的計(jì)算Av’ =-gml*(l/gm2)(其中，gml、gm2分別為第五PMOS與第四NMOS管的跨導(dǎo))可以看出，相比一級(jí)差分放大電路1這級(jí)的增益是明顯減少的，但可以從一級(jí)差分放大電路1得到較大增益，對(duì)稱(chēng)差分放大電路3的目的主要是消除失調(diào)電壓的影響。第五PM0S的柵極接入與第四PM0S的柵極相對(duì)稱(chēng)的信號(hào)，第五PM0S管的柵極輸入信號(hào)由對(duì)稱(chēng)信號(hào)產(chǎn)生電路2產(chǎn)生。
[0048]作為優(yōu)選地，對(duì)稱(chēng)信號(hào)產(chǎn)生電路2具體包括第七PM0S、第八PM0S以及第五NM0S，其中:
[0049]第七PM0S的源極與電源連接，第七PM0S的柵極與偏置電壓連接，第七PM0S的漏極與第八PM0S的源極連接，第八PM0S的柵極作為對(duì)稱(chēng)信號(hào)產(chǎn)生電路2的輸入端，與調(diào)零電壓連接，第八PM0S的漏極作為對(duì)稱(chēng)信號(hào)產(chǎn)生電路2的輸出端，分別與對(duì)稱(chēng)差分放大電路3的第二輸入端以及第五NM0S的漏極連接，第五NM0S的柵極與其漏極連接，第五NM0S的源極接地，其中，第七PM0S的寬長(zhǎng)比是第三PM0S的寬長(zhǎng)比的1/2，第一 PM0S的寬長(zhǎng)比等于第八PM0S的寬長(zhǎng)比，第一 NM0S的寬長(zhǎng)比等于第五NM0S的寬長(zhǎng)比。
[0050]可以看出，對(duì)稱(chēng)信號(hào)產(chǎn)生電路2的電路結(jié)構(gòu)與一級(jí)差分放大電路1的左半邊的電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，且第七PM0S的寬長(zhǎng)比是第三PM0S的寬長(zhǎng)比的1/2，第一 PM0S的寬長(zhǎng)比等于第八PM0S的寬長(zhǎng)比，第一 NM0S的寬長(zhǎng)比等于第五NM0S的寬長(zhǎng)比。第八PM0S為放大管，第五NM0S管為負(fù)載，第七PM0S管為電流源。第八PM0S的柵極作為對(duì)稱(chēng)信號(hào)產(chǎn)生電路2的輸入端，與調(diào)零電壓連接，根據(jù)需要生成對(duì)稱(chēng)電壓，使得第五PM0S的輸入信號(hào)與第四PM0S的輸入信號(hào)中失調(diào)電壓對(duì)稱(chēng)(這里的對(duì)稱(chēng)是指極性相同、大小相同)，因?yàn)閷?duì)稱(chēng)信號(hào)產(chǎn)生電路2完全對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)，可以將由于一級(jí)差分放大電路1不對(duì)稱(chēng)而造成的失調(diào)電壓消除。
[0051]作為優(yōu)選地，二級(jí)對(duì)稱(chēng)輸出放大電路4具體包括第九PM0S、第十PM0S、第六NM0S以及第七NM0S，其中:
[0052]第九PM0S的源極與電源連接，第九PM0S的柵極分別與其漏極以及第十PM0S的柵極連接，第九PM0S的漏極與第六NM0S的漏極連接，第六NM0S的柵極作為二級(jí)對(duì)稱(chēng)輸出放大電路4的第一輸入端，第六NM0S的源極接地，第十PM0S的源極與電源連接，第十