本發(fā)明涉及集成電路領域，特別是涉及一種能夠實現(xiàn)快速啟動的運算放大電路。

背景技術：

運算放大電路在芯片的設計中是眾多系統(tǒng)不可缺少的模塊，在一些特殊的應用系統(tǒng)中，對于運算放大電路的啟動時間有很高的要求，因此能夠實現(xiàn)快速啟動就顯得尤為重要。

在現(xiàn)在技術中，通常對兩級運算放大電路采用米勒補償技術來達到環(huán)路的穩(wěn)定，但是對于過大的米勒補償電容進行充電，導致了運放啟動時間的增加，更是限制了這類運算放大電路在快速啟動結構中的使用。

因此，有必要提供一種能夠實現(xiàn)快速啟動的運算放大電路。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種能夠實現(xiàn)快速啟動的運算放大電路。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：一種運算放大電路，包括第一級放大子電路、與所述第一級放大子電路相連的補償電容、與所述補償電容相連的第二級放大子電路、與所述第一級放大子電路和所述第二級放大子電路相連的用于為所述運算放大電路提供偏置電流的電流偏置子電路及與所述電流偏置子電路相連的為所述運算放大電路提供偏置電壓的偏置電壓端，所述第一級放大子電路接收輸入的差分信號并進行放大后傳送至所述第二級放大子電路，為所述運算放大電路提供高的增益，所述第二級放大子電路對接收到的信號進行放大后輸出，為所述運算放大電路提供足夠的輸出擺幅，所述補償電容控制所述運算放大電路的環(huán)路穩(wěn)定性，并影響所述運算放大電路的啟動時間。

所述第一級放大子電路包括第一場效應管、與所述第一場效應管相連的第二場效應管、第三場效應管、與所述第三場效應管相連的第四場效應管，所述第一場效應管、所述第二場效應管、所述第三場效應管及所述第四場效應管共同組成了折疊式共源共柵的第一級放大子電路；所述第二級放大子電路包括第五場效應管；所述電流偏置子電路包括第六場效應管、第七場效應管、與所述第七場效應管相連的第八場效應管、第九場效應管、與所述第九場效應管相連的第十場效應管、與所述第九場效應管相連的第十一場效應管、與所述第十場效應管相連的第十二場效應管、與所述第七場效應管相連的第十三場效應管、與所述第三場效應管相連的第十四場效應管、與所述第四場效應管相連的第十五場效應管、與所述第八場效應管及所述補償電容相連的第十六場效應管及與所述補償電容相連的第十七場效應管；所述偏置電壓端包括第一偏置電壓端、第二偏置電壓端、第三偏置電壓端及第四偏置電壓端。

所述第一場效應管的柵極與所述第二場效應管的柵極分別接收輸入的差分信號，所述第一場效應管的源極與所述第二場效應管的源極共同連接所述第六場效應管的漏極，所述第一場效應管的漏極與所述第四場效應管的源極和所述第十五場效應管的漏極相連；所述第二場效應管的漏極與所述第三場效應管的源極和所述第十四場效應管的漏極相連。

所述第三場效應管的柵極、所述第四場效應管的柵極、所述第七場效應管的柵極及所述第八場效應管的柵極共同連接所述第一偏置電壓端，所述第三場效應管的漏極與所述第七場效應管的漏極、所述第九場效應管的柵極、所述第十場效應管的柵極及所述第十一場效應管的漏極相連。

所述第四場效應管的漏極與所述第五場效應管的柵極、所述第八場效應管的漏極及所述第十二場效應管的漏極相連；所述第六場效應管的柵極與所述第二偏置電壓端相連；所述第七場效應管的源極與所述第十三場效應管的漏極相連。

所述第八場效應管的源極與所述第十六場效應管的漏極共同連接所述補償電容的一端；所述第九場效應管的漏極與所述第十一場效應管的源極相連；所述第十場效應管的漏極與所述第十二場效應管的源極相連；所述第十一場效應管的柵極與所述第十二場效應管的柵極共同連接所述第三偏置電壓端。

所述第十三場效應管的柵極、所述第十四場效應管的柵極、所述第十五場效應管的柵極、所述第十六場效應管的柵極及所述第十七場效應管的柵極共同連接所述第四偏置電壓端；所述第五場效應管的漏極、所述第十七場效應管的漏極及所述補償電容的另一端共同連接輸出端。

所述第五場效應管的源極、所述第六場效應管的源極、所述第九場效應管的源極及所述第十場效應管的源極共同連接電源端；所述第十三場效應管的源極、所述第十四場效應管的源極、所述第十五場效應管的源極、所述第十六場效應管的源極及所述第十七場效應管的源極共同連接地端。

所述第一場效應管、所述第二場效應管、所述第五場效應管、所述第六場效應管、所述第九場效應管、所述第十場效應管、所述第十一場效應管、所述第十二場效應管為p型場效應管，所述第三場效應管、所述第四場效應管、所述第七場效應管、所述第八場效應管、所述第十三場效應管、所述第十四場效應管、所述第十五場效應管、所述第十六場效應管、所述第十七場效應管為n型場效應管。

本發(fā)明的有益效果是：能夠將運算放大電路的啟動時間提高到納秒級，為運算放大電路應用于快速啟動系統(tǒng)中提供了一種解決方案。

附圖說明

圖1為本發(fā)明運算放大電路的結構框圖；

圖2為本發(fā)明運算放大電路的具體電路結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，本發(fā)明運算放大電路包括第一級放大子電路、與第一級放大子電路相連的補償電容、與補償電容相連的第二級放大子電路、與第一級放大子電路和第二級放大子電路相連的電流偏置子電路及與電流偏置子電路相連的偏置電壓端。

其中，第一級放大子電路用于接收輸入的差分信號并進行放大后傳送至第二級放大子電路，為運算放大電路提供高的增益，第二級放大子電路對接收到的信號進行放大后輸出，為運算放大電路提供足夠的輸出擺幅，補償電容用于控制運算放大電路的環(huán)路穩(wěn)定性，并影響著運算放大電路的啟動時間，電流偏置子電路用于為運算放大電路提供偏置電流，偏置電壓端為運算放大電路提供偏置電壓。

請同時參閱圖2，圖2為本發(fā)明運算放大電路的具體電路結構圖。在本發(fā)明中，第一級放大子電路包括第一場效應管m1、與第一場效應管m1相連的第二場效應管m2、第三場效應管m3、與第三場效應管m3相連的第四場效應管m4，第一場效應管m1、第二場效應管m2、第三場效應管m3及第四場效應管m4共同組成了折疊式共源共柵的第一級放大子電路，其中，第一場效應管m1與第二場效應管m2為差分輸入對管，用于接收輸入的差分信號；補償電容為補償電容cap1；第二級放大子電路包括第五場效應管m5；電流偏置子電路包括第六場效應管m6、第七場效應管m7、與第七場效應管m7相連的第八場效應管m8、第九場效應管m9、與第九場效應管m9相連的第十場效應管m10、與第九場效應管m9相連的第十一場效應管m11、與第十場效應管m10相連的第十二場效應管m12、與第七場效應管m7相連的第十三場效應管m13、與第三場效應管m3相連的第十四場效應管m14、與第四場效應管m4相連的第十五場效應管m15、與第八場效應管m8及補償電容cap1相連的第十六場效應管m16及與補償電容cap1相連的第十七場效應管m17；偏置電壓端包括第一偏置電壓端vb1、第二偏置電壓端vb2、第三偏置電壓端vb3及第四偏置電壓端vb4。

本發(fā)明運算放大電路的具體電路連接關系如下：第一場效應管m1的柵極與第二場效應管m2的柵極分別接收輸入的差分信號inp、inn，第一場效應管m1的源極與第二場效應管m2的源極共同連接第六場效應管m6的漏極，第一場效應管m1的漏極與第四場效應管m4的源極和第十五場效應管m15的漏極相連；第二場效應管m2的漏極與第三場效應管m3的源極和第十四場效應管m14的漏極相連；第三場效應管m3的柵極、第四場效應管m4的柵極、第七場效應管m7的柵極及第八場效應管m8的柵極共同連接第一偏置電壓端vb1，第三場效應管m3的漏極與第七場效應管m7的漏極、第九場效應管m9的柵極、第十場效應管m10的柵極及第十一場效應管m11的漏極相連；第四場效應管m4的漏極與第五場效應管m5的柵極、第八場效應管m8的漏極及第十二場效應管m12的漏極相連；第六場效應管m6的柵極與第二偏置電壓端vb2相連；第七場效應管m7的源極與第十三場效應管m13的漏極相連；第八場效應管m8的源極與第十六場效應管m16的漏極共同連接補償電容cap1的一端；第九場效應管m9的漏極與第十一場效應管m11的源極相連；第十場效應管m10的漏極與第十二場效應管m12的源極相連；第十一場效應管m11的柵極與第十二場效應管m12的柵極共同連接第三偏置電壓端vb3；第十三場效應管m13的柵極、第十四場效應管m14的柵極、第十五場效應管m15的柵極、第十六場效應管m16的柵極及第十七場效應管m17的柵極共同連接第四偏置電壓端vb4；第五場效應管m5的漏極、第十七場效應管m17的漏極及補償電容cap1的另一端共同連接輸出端out；第五場效應管m5的源極、第六場效應管m6的源極、第九場效應管m9的源極及第十場效應管m10的源極共同連接電源端acdd；第十三場效應管m13的源極、第十四場效應管m14的源極、第十五場效應管m15的源極、第十六場效應管m16的源極及第十七場效應管m17的源極共同連接地端agnd。

其中，在本實施例中，第一場效應管m1、第二場效應管m2、第五場效應管m5、第六場效應管m6、第九場效應管m9、第十場效應管m10、第十一場效應管m11、第十二場效應管m12為p型場效應管，第三場效應管m3、第四場效應管m4、第七場效應管m7、第八場效應管m8、第十三場效應管m13、第十四場效應管m14、第十五場效應管m15、第十六場效應管m16、第十七場效應管m17為n型場效應管，在其他實施例中，上述場效應管可以為其他結構可以實現(xiàn)相同功能的元器件，并不限于此。

本發(fā)明運算放大電路的工作原理如下：

差分信號inp、inn分別輸入至第一級放大子電路中的第一場效應管m1及第二場效應管m2，電流偏置子電路產(chǎn)生整個電路所需的偏置電流，以保證運算放大電路中的場效應管均工作于正常飽和區(qū)域，第一場效應管m1、第二場效應管m2、第三場效應管m3及第四場效應管m4組成了折疊式的共源共柵的第一級放大子電路，輸入差分信號經(jīng)過第一級放大子電路與第二級放大子電路進行放大后由輸出端out輸出。第一級放大子電路為運算放大電路提供了高的增益，補償電容cap1提高了環(huán)路穩(wěn)定性，同時影響著整個電路的啟動時間，第二級放大子電路為運算放大電路提供了足夠的輸出擺幅。

本發(fā)明運算放大電路通過差分對管的輸入模式，同時采用電流折疊技術來提高電壓的輸出擺幅，在折疊的共柵端并聯(lián)兩條相同之路來隔離補償反饋的耦合電容通路，再通過補償電容從輸出耦合到折疊的偏置電流源漏端來補償環(huán)路的相位裕度，這種補償方式的補償電容相比米勒補償電容小很多，充電速度快，從而達到快速啟動的目的。

綜上所述，本發(fā)明運算放大電路能夠將運算放大電路的啟動時間提高到納秒級，為運算放大電路應用于快速啟動系統(tǒng)中提供了一種解決方案。