本發(fā)明涉及射隨輸出電路領(lǐng)域，具體來講涉及一種帶有溫度補償?shù)纳潆S輸出電路。

背景技術(shù)：

實際電路設(shè)計中，為了獲得高速、大功率驅(qū)動能力，通常采用射隨輸出電路。常規(guī)的射隨輸出電路如圖1所示，其包括差分放大器，差分放大器級聯(lián)射隨輸出結(jié)構(gòu)驅(qū)動下一級，該電路具有簡單、高效的特點。

如圖1所示，由于帶寬、驅(qū)動能力、增益等功能需求，差分放大器和射隨輸出電路的電流是由帶隙基準(zhǔn)產(chǎn)生的電壓Vbias控制，確保其電流隨溫度不變。晶體管Q3的電流是跟溫度無關(guān)的電流I0(圖未示)，因此輸出信號Voutp1和Voutn1的共模電平為：VCC-R1*I0/2，跟溫度無關(guān)。單個輸出晶體管Q4和輸出晶體管Q6的基極發(fā)射極電壓Vbe是負(fù)溫度系數(shù)，因此最終輸出信號是Voutp2和Voutn2共模電平的正溫度系數(shù)，為VCC-R1*I0/2-Vbe，共模電平隨著溫度升高共模電壓升高。

尤其是在-25℃～125℃范圍內(nèi)，晶體管Q4和晶體管Q6的基極-發(fā)射極電壓的變化范圍高達200mV，導(dǎo)致最終輸出信號共模電平會隨著溫度的變化而大幅改變，這大大影響了驅(qū)動性能和下級電路的電壓裕度，在電源電壓較低時，電壓裕度會更低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種帶有溫度補償?shù)纳潆S輸出電路，實現(xiàn)共模電平在不同溫度下的穩(wěn)定輸出，保證驅(qū)動性能和下級電路的電壓裕度。

為達到以上目的，本發(fā)明采取一種帶有溫度補償?shù)纳潆S輸出電路，包括差分放大單元和射隨輸出單元，差分放大單元的輸出連接射隨輸出單元的輸入，差分放大單元用于放大輸入信號，射隨輸出單元用于驅(qū)動下一級電路；還包括溫度補償單元，用于調(diào)節(jié)差分放大單元的共模電平，通過調(diào)節(jié)正溫度系數(shù)電流以及其流過的電阻大小，使通過該電阻的正溫度系數(shù)電壓與射隨輸出單元的負(fù)溫度系數(shù)電壓相抵消。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述溫度補償單元包括：第八NPN晶體管、第九NPN晶體管、第六電阻、第七電阻，其中第八NPN晶體管的發(fā)射極和第七電阻連接，第七電阻的另一端接地；第八NPN晶體管的基極連接第一偏置電壓，第八NPN晶體管的集電極和第九NPN晶體管的發(fā)射極連接；第九NPN晶體管的基極和集電極連接在一起，然后和第六電阻連接，第六電阻的另外一端連接電源電壓。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述溫度補償單元還包括一個和第六電阻并聯(lián)的電容。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述差分放大單元包括：第一NPN晶體管、第二NPN晶體管、第三NPN晶體管、第一電阻、第二電阻和第三電阻，第一NPN晶體管的基極連接第一差分輸入信號，第一NPN晶體管的集電極連接第一電阻形成第一輸出信號；第二NPN晶體管的基極連接第二差分輸入信號，第二NPN晶體管的集電極連接第二電阻形成第二輸出信號；第一NPN晶體管的發(fā)射極和第二NPN晶體管的發(fā)射極連接，再一起連接至第三NPN晶體管的集電極，第三NPN晶體管的基極接第二偏置電壓；第一電阻和第二電阻的另外一端共同連接第六電阻，第三NPN晶體管連接第三電阻，第三電阻的另外一端接地。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述射隨輸出單元包括：第四NPN晶體管、第五NPN晶體管、第六NPN晶體管、第七NPN晶體管、第四電阻和第五電阻，其中第四NPN晶體管的基極連接差分放大單元的第一輸出信號，第六NPN晶體管的基極連接差分放大單元的第二輸出信號，第四NPN晶體管的集電極和第六NPN晶體管的集電極均連接電源電壓；第四NPN晶體管的發(fā)射極連接第五NPN晶體管的集電極，形成第三輸出信號；第六NPN晶體管的發(fā)射極連接第七NPN晶體管的集電極，形成第四輸出信號；第五NPN晶體管的基極和第七NPN晶體管的基極均連接第二偏置電壓；第五NPN晶體管的發(fā)射極連接第四電阻，第七NPN晶體管的發(fā)射極連接第五電阻，第四電阻另外一端和第五電阻另外一端均接地。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第一偏置電壓從產(chǎn)生第二偏置電壓的帶隙基準(zhǔn)電路中獲得，第一偏置電壓是產(chǎn)生第二偏置電壓的中間信號。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第八NPN晶體管的電流由第一偏置電壓控制，是正溫度系數(shù)的電流，第六電阻兩端的壓降是正溫度系數(shù)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第六電阻R6兩端的壓降隨著溫度升高而升高，第一輸出信號和第二輸出信號的共模電平隨著溫度的升高而降低，抵消第四NPN晶體管和第六NPN晶體管的具有負(fù)溫度系數(shù)的基極-集電極電壓，得到第一輸出信號和第二輸出信號具有穩(wěn)定的共模電平。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、引入溫度補償電路后，溫度補償電路提供正溫度系數(shù)的電流，且該電流由第一偏置電壓控制，因此該電流流經(jīng)的第六電阻兩端壓降是正溫度系數(shù)，通過調(diào)節(jié)電流和第六電阻的大小，可以實現(xiàn)射隨輸出單元中負(fù)溫度系數(shù)電壓Vbe(所有NPN晶體管的Vbe都是負(fù)溫度系數(shù))和正溫度系數(shù)電壓抵消，從而使整個電路最終輸出的第三輸出信號和第四輸出信號的共模電平隨溫度不變，保證驅(qū)動性能和下級電路的電壓裕度。

2、所述溫度補償單元中，還包括一個和第六電阻并聯(lián)的電容，使得共模電平更加穩(wěn)定。

3、正溫度系數(shù)電流的第一偏置電壓獲取十分便利，可以從產(chǎn)生第二偏置電壓的帶隙基準(zhǔn)電路中獲得；第一偏置電壓是產(chǎn)生第二偏置電壓的中間信號，因此本發(fā)明并不需要額外的帶隙基準(zhǔn)電路；溫度補償單元電路結(jié)構(gòu)簡單，通過第六電阻的阻值可以實現(xiàn)共模電平隨溫度不變，功耗消耗低。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中射隨輸出電路圖；

圖2為本發(fā)明實施例帶有溫度補償?shù)纳潆S輸出電路圖。

附圖標(biāo)記：

第一NPN晶體管Q1、第二NPN晶體管Q2、第三NPN晶體管Q3、第四NPN晶體管Q4、第五NPN晶體管Q5、第六NPN晶體管Q6、第七NPN晶體管Q7、第八NPN晶體管Q8、第九NPN晶體管Q9；

第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7；

電容C1；

第一偏置電壓Vbias1，第二偏置電壓Vbias2；

第一差分輸入信號Vinp，第二差分輸入信號Vinn；

第一輸出信號Voutn1，第二輸出信號Voutp1，第三輸出信號Voutn2，第四輸出信號Voutp2。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

如圖2所示，本發(fā)明帶有溫度補償?shù)纳潆S輸出電路，包括溫度補償單元、差分放大單元和射隨輸出單元，差分放大單元的輸出連接射隨輸出單元的輸入；差分放大單元用于放大輸入信號，射隨輸出單元用于驅(qū)動下一級電路，溫度補償單元用于提供正溫度系數(shù)電流的第一偏置電壓Vbias1，通過調(diào)節(jié)正溫度系數(shù)電流以及其流過的第六電阻R6大小，調(diào)節(jié)差分放大單元的共模電平，使通過第六電阻R6的正溫度系數(shù)電壓與射隨輸出單元的負(fù)溫度系數(shù)電壓相抵消。

如圖2所示，所述溫度補償單元包括：第八NPN晶體管Q8、第九NPN晶體管Q9、第六電阻R6、第七電阻R7；其中，第八NPN晶體管Q8的發(fā)射極和第七電阻R7連接，第七電阻R7的另一端接地；第八NPN晶體管Q8的基極連接第一偏置電壓Vbias1，第八NPN晶體管Q8的集電極和第九NPN晶體管Q9的發(fā)射極連接；第九NPN晶體管Q9的基極和集電極連接在一起，然后和第六電阻R6連接，第六電阻R6的另外一端連接電源電壓。優(yōu)選的，所述溫度補償單元還包括一個和第六電阻R6并聯(lián)的電容C1，使得共模電平更加穩(wěn)定。

如圖2所示，所述差分放大單元包括：第一NPN晶體管Q1、第二NPN晶體管Q2、第三NPN晶體管Q3、第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3；其中，第一NPN晶體管Q1的基極連接第一差分輸入信號Vinp，第一NPN晶體管Q1的集電極連接第一電阻R1形成第一輸出信號Voutn1；第二NPN晶體管Q2的基極連接第二差分輸入信號Vinn，第二NPN晶體管Q2的集電極連接第二電阻R2形成第二輸出信號Voutp1；第一NPN晶體管Q1的發(fā)射極和第二NPN晶體管Q2的發(fā)射極連接，再一起連接至第三NPN晶體管Q3的集電極，第三NPN晶體管Q3的基極接第二偏置電壓Vbias2；第一電阻R1和第二電阻R2的另外一端共同連接第六電阻R6，第三NPN晶體管Q3連接第三電阻R3，第三電阻R3的另外一端接地。

如圖2所示，所述射隨輸出單元包括：第四NPN晶體管Q4、第五NPN晶體管Q5、第六NPN晶體管Q6、第七NPN晶體管Q7、第四電阻R4和第五電阻R5，其中，第四NPN晶體管Q4的基極連接差分放大單元的第一輸出信號Voutn1，第六NPN晶體管Q6的基極連接差分放大單元的第二輸出信號Voutp1，第四NPN晶體管Q4的集電極和第六NPN晶體管Q6的集電極均連接電源電壓；第四NPN晶體管Q4的發(fā)射極連接第五NPN晶體管Q5的集電極，形成第三輸出信號Voutn2；第六NPN晶體管Q6的發(fā)射極連接第七NPN晶體管Q7的集電極，形成第四輸出信號Voutp2；第五NPN晶體管Q5的基極和第七NPN晶體管Q7的基極均連接第二偏置電壓Vbias2；第五NPN晶體管Q5的發(fā)射極連接第四電阻R4，第七NPN晶體管Q7的發(fā)射極連接第五電阻R5，第四電阻R4另外一端和第五電阻R5另外一端均接地。

本發(fā)明通過溫度補償單元，第八NPN晶體管Q8的電流由第一偏置電壓Vbias1控制，提供一個正溫度系數(shù)的電流，因此第六電阻R6兩端的壓降Ip*R6是正溫度系數(shù)，所以第六電阻R6兩端的壓降隨著溫度升高而升高，第一輸出信號Voutn1和第二輸出信號Voutp1的共模電平隨著溫度的升高而降低。而射隨輸出單元最終輸出的第三輸出信號Voutn2和第四輸出信號Voutp2的共模電平為：VCC-R1*I0/2-Vbe-Ip*R6，可以和前面的電壓Ip*R6相抵消，從而使第三輸出信號Voutn2和第四輸出信號Voutp2的共模電平不隨溫度而變，更加穩(wěn)定。

另外，溫度補償單元的電路結(jié)構(gòu)簡單，通過調(diào)節(jié)第六電阻R6的電阻值可以實現(xiàn)很小的功耗；控制正溫度系數(shù)電流的第一偏置電壓Vbias1獲取十分便利，也可以從產(chǎn)生第二偏置電壓Vbias2的帶隙基準(zhǔn)電路中獲得。根據(jù)帶隙基準(zhǔn)電路的原理，要產(chǎn)生使晶體管電流隨溫度不變的第二偏置電壓Vbias2，就先要產(chǎn)生使晶體管電流為正溫度系數(shù)的第一偏置電壓Vbias1然后和一個負(fù)溫度系數(shù)的電壓相加，從而得到第二偏置電壓Vbias2，第一偏置電壓Vbias1是第二偏置電壓Vbias2的中間信號，因此不需要額外的帶隙基準(zhǔn)電路。

本發(fā)明不局限于上述實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。