專利名稱：應用于帶隙基準源的自偏置結(jié)構(gòu)運算放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子系統(tǒng)，特別涉及一種芯片上自偏置結(jié)構(gòu)運算放大器。
背景技術(shù)：
運算放大器已經(jīng)成為模擬集成電路中用途最廣、最重要的部件之一。它主要的功能是為模擬信號提供足夠增益，利用各種不同的外加反饋電路，運算放大器可以實現(xiàn)對模擬信號的多種處理功能，例如放大、微分、積分、求和、對數(shù)運算等。運算放大器的偏置非常重要，是運算放大器工作的基礎條件，是決定運算放大器能否正常工作的關(guān)鍵因素。帶隙基準源電路用于產(chǎn)生比較精準的基準電壓或電流，常見于各種A/D，D/A，通信電路、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和精密傳感等應用中。其內(nèi)部一般需要運算放大器電路與帶隙基準源核心電路連接成反饋形式來保證高精度要求。目前多數(shù)運算放大器電路的偏置電壓由單獨的偏置電路產(chǎn)生。為了避免偏置電路中錯誤的穩(wěn)態(tài)，偏置電路需要一個啟動電路，使偏置電路進入正確的穩(wěn)態(tài)。在帶隙基準源中，為了提高其啟動速度，帶隙基準源核心電路也常需要一個啟動加速電路。然而較多的啟動電路除了會帶來面積和功耗更大的開銷外，還會帶來由于更多的穩(wěn)態(tài)和啟動先后次序?qū)е码娐饭ぷ鳟惓５瓤煽啃詥栴}。這提高了設計的復雜度和難度，也降低了電路工作的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種，它可以能減少帶隙基準源模塊功耗和面積開銷，并提高模塊工作可靠性。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種應用于帶隙基準源的自偏置結(jié)構(gòu)運算放大器，其包括運算放大器的輸入級；運算放大器的輸出級；產(chǎn)生運算放大器直流偏置電壓的偏置電路；偏置電路的啟動電路；所述運算放大器的輸出級通過帶隙基準源核心電路與運算放大器的輸入級構(gòu)成反饋，所述運算放大器的偏置電壓受到運算放大器本身輸出端信號的控制，所述運算放大器的偏置電壓產(chǎn)生電路和帶隙基準源核心電路共用一個啟動電路。本發(fā)明的有益效果在于減少了單獨偏置電路的功率消耗和面積消耗，有利于提
高工作可靠性。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1是本發(fā)明實施例所述的應用于帶隙基準源的自偏置結(jié)構(gòu)運算放大器的內(nèi)部電路；圖2是應用于帶隙基準源的自偏置結(jié)構(gòu)運算放大器與帶隙基準源核心電路和啟動電路的連接圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種應用于帶隙基準源的自偏置結(jié)構(gòu)運算放大器。能減少帶隙基準源模塊功耗和面積開銷，并提高模塊工作可靠性。根據(jù)本發(fā)明，提供一種應用于帶隙基準源的自偏置結(jié)構(gòu)運算放大器。其中自偏置結(jié)構(gòu)運算放大器的輸入和輸出端與帶隙基準源核心電路連接成反饋形式。運算放大器輸出端的直流電壓可以作為運算放大器自身的偏置電壓， 也可以利用鏡像電流流過電流沉產(chǎn)生偏置電壓。用此產(chǎn)生的偏置電壓作為運算放大器的偏置電壓。運算放大器的偏置電壓由運算放大器自己的輸出端控制產(chǎn)生，而不是由另外獨立的偏置電路產(chǎn)生，運算放大器的這種偏置方式稱為自偏置。運算放大器的偏置電壓和帶隙基準源核心電路共用一個啟動電路。應用于帶隙基準源的自偏置結(jié)構(gòu)運算放大器相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的運算放大器，減少了單獨偏置電路的功率消耗和面積消耗。運算放大器的偏置電壓產(chǎn)生電路和帶隙基準源核心電路共用一個啟動電路可以降低分別啟動可能帶來的多穩(wěn)態(tài)以及先后啟動的風險。根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)的應用于帶隙基準源的自偏置結(jié)構(gòu)運算放大器，與帶隙基準源核心電路構(gòu)成反饋，產(chǎn)生運算放大器需要的偏置電壓，并且與帶隙基準源核心電路共用一個啟動電路，有利于減小芯片面積和功耗，有利于提高工作可靠性。如圖1所示，是一個根據(jù)本發(fā)明實施的應用于帶隙基準源的自偏置結(jié)構(gòu)運算放大器內(nèi)部電路原理圖。在實際設計時此運算放大器可以根據(jù)應用需求采用其他多種結(jié)構(gòu)，例如兩級運算放大器、共源共柵結(jié)構(gòu)運算放大器等。圖2是應用于帶隙基準源的自偏置結(jié)構(gòu)運算放大器與帶隙基準源核心電路和啟動電路的連接圖。其中自偏置結(jié)構(gòu)運算放大器的輸入和輸出端與帶隙基準源核心電路連接成反饋形式。本發(fā)明中運算放大器的偏置電壓 vbias由運算放大器自己的輸出端控制產(chǎn)生，而不是由另外獨立的偏置電路產(chǎn)生，運算放大器的這種偏置方式稱為自偏置。自偏置結(jié)構(gòu)相比另外偏置電路節(jié)省了芯片面積和功耗。運算放大器的偏置電壓和帶隙基準源核心電路共用一個啟動電路。啟動電路由NMOS管M4、M5以及電阻R4構(gòu)成，保證帶隙基準源核心電路和運算放大器能快速建立正確的工作點，不會工作在錯誤的穩(wěn)態(tài)下。與一般采用兩套啟動電路的結(jié)構(gòu)相比，共用一個啟動電路可以降低由于多啟動電路不匹配，先后啟動等導致的風險，提高電路工作可靠性。本發(fā)明并不限于上文討論的實施方式。以上對具體實施方式
的描述旨在于為了描述和說明本發(fā)明涉及的技術(shù)方案。基于本發(fā)明啟示的顯而易見的變換或替代也應當被認為落入本發(fā)明的保護范圍。以上的具體實施方式
用來揭示本發(fā)明的最佳實施方法，以使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠應用本發(fā)明的多種實施方式以及多種替代方式來達到本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.應用于帶隙基準源的自偏置結(jié)構(gòu)運算放大器，其特征在于，包括 運算放大器的輸入級；運算放大器的輸出級；產(chǎn)生運算放大器直流偏置電壓的偏置電路；偏置電路的啟動電路；所述運算放大器的輸出級通過帶隙基準源核心電路與運算放大器的輸入級構(gòu)成反饋， 所述運算放大器的偏置電壓受到運算放大器本身輸出端信號的控制，所述運算放大器的偏置電壓產(chǎn)生電路和帶隙基準源核心電路共用一個啟動電路。
2.如權(quán)利要求1所述的應用于帶隙基準源的自偏置結(jié)構(gòu)運算放大器，其特征在于，所述運算放大器的輸入級采用雙端差分輸入級或采用單端輸入級。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應用于帶隙基準源的自偏置結(jié)構(gòu)運算放大器，其包括運算放大器的輸入級；運算放大器的輸出級；產(chǎn)生運算放大器直流偏置電壓的偏置電路；偏置電路的啟動電路；所述運算放大器的輸出級通過帶隙基準源核心電路與運算放大器的輸入級構(gòu)成反饋，所述運算放大器的偏置電壓受到運算放大器本身輸出端信號的控制，所述運算放大器的偏置電壓產(chǎn)生電路和帶隙基準源核心電路共用一個啟動電路。本發(fā)明有利于減小芯片面積和功耗，有利于提高工作可靠性。
文檔編號H03F3/45GK102571002SQ201010582560
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者張美鑫, 武潔, 趙英瑞 申請人:上海華虹集成電路有限責任公司