專利名稱：具有較低偏移電壓的運(yùn)算放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及運(yùn)算放大器，更具體地涉及不太受偏移電壓影響的運(yùn)算放大器。
背景技術(shù)：
常規(guī)上，運(yùn)算放大器典型地由雙極晶體管構(gòu)成。但是，近年來，由于需要集成MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)電路以及低功耗的需要，因此在許多情況下運(yùn)算放大器也由MOS晶體管構(gòu)成。為了使用MOS晶體管來構(gòu)成運(yùn)算放大器，由于MOS晶體管特有的模擬特性，因此采用與由雙極晶體管構(gòu)成的運(yùn)算放大器不同的電路構(gòu)造。作為由MOS晶體管構(gòu)成的運(yùn)算放大器的應(yīng)用領(lǐng)域之一，其可以用于TFT_LCD(薄膜晶體管液晶顯示器)驅(qū)動器LSI(大規(guī)模集成電路)。這種LCD驅(qū)動器LSI中包含多個用于γ補(bǔ)償灰度(gradation)電壓產(chǎn)生電路的電壓跟隨器的運(yùn)算放大器。具體地，需要在多個運(yùn)算放大器間的偏移電壓很小的設(shè)備。這是因?yàn)椋幢?0mV的電壓差都可以被人眼從TFT_LCD特征中識別為不同的灰度。因此，該領(lǐng)域需要MOS運(yùn)算放大器具有非常小的偏移電壓。
圖1A和1B中的電路圖顯示了用于驅(qū)動傳統(tǒng)的圖像顯示器的運(yùn)算放大器的構(gòu)造實(shí)例。日本公開專利申請(JP-A-Heisei 11-249623)中公開了這樣的傳統(tǒng)運(yùn)算放大器。該傳統(tǒng)運(yùn)算放大器包括差動對的兩個P溝道MOS晶體管MP11和MP12，恒定電流源I11，電流鏡電路的N溝道MOS晶體管MN11和MN12，N溝道MOS晶體管MN13，恒定電流源I12，相位補(bǔ)償電容器C11，斷開型開關(guān)S11、S14、S16和S18，以及閉合型開關(guān)S12、S13、S15和S17。
差動對的一個P溝道晶體管MP11的漏極連接到N溝道MOS晶體管MN11的漏極。此外，形成差動對的另一個P溝道MOS晶體管MP12的漏極連接到N溝道MOS晶體管MN12的漏極。恒定電流源I11插入在正電源VDD與P溝道MOS晶體管MP11和MP12的連接在一起的源極之間并對該差動對加偏壓。電流鏡結(jié)構(gòu)的N溝道MOS晶體管MN11和MN12用作差動對的有源負(fù)載，并將輸入的差動信號轉(zhuǎn)換為單端信號。N溝道MOS晶體管MN13在第二級形成放大電路。恒定電流源I12插入在正電源VDD和N溝道MOS晶體管MN13的漏極之間，并作為該N溝道MOS晶體管MN13的有源負(fù)載。相位補(bǔ)償電容器C11連接在N溝道MOS晶體管MN13的柵極和漏極之間。
斷開型開關(guān)S11連接在N溝道MOS晶體管MN11的柵極和漏極之間。閉合型開關(guān)S12連接在N溝道MOS晶體管MN12的柵極和漏極之間。閉合型開關(guān)S13連接在N溝道MOS晶體管MN11的漏極和N溝道MOS晶體管MN13的柵極之間。斷開型開關(guān)S14連接在N溝道MOS晶體管MN12的漏極和N溝道MOS晶體管MN13的柵極之間。閉合型開關(guān)S15連接在輸出端Vout和P溝道MOS晶體管MP12的柵極之間。斷開型開關(guān)S16連接在輸出端Vout和P溝道MOS晶體管MP11的柵極之間。閉合型開關(guān)S17連接在輸入端Vin和P溝道MOS晶體管MP11的柵極之間。斷開型開關(guān)S18連接在輸入端Vin和P溝道MOS晶體管MP12的柵極之間。
這些開關(guān)S11到S18全部聯(lián)動并受控，并為每幀而切換。圖1A顯示了奇數(shù)幀情況下的狀態(tài)，圖1B顯示了偶數(shù)幀情況下的狀態(tài)。在圖1A和1B所示的運(yùn)算放大器中，當(dāng)閉合開關(guān)S11時，N溝道MOS晶體管MN12的漏極用作其單端輸出，而當(dāng)閉合S12時，N溝道MOS晶體管MN11的漏極用作單端輸出。以這種方式，由于單端輸出的節(jié)點(diǎn)基于開關(guān)S11和S12的狀態(tài)而切換，因此輸出節(jié)點(diǎn)通過開關(guān)S13和開關(guān)S14來選擇。通過開關(guān)S13和開關(guān)S14而選擇的信號提供給用作輸出晶體管的N溝道MOS晶體管MN13的柵極。此時，恒定電流源I12用作N溝道MOS晶體管MN13的有源負(fù)載。N溝道MOS晶體管MN13的漏極用作輸出端Vout。相位補(bǔ)償電容器C11用作鏡像電容而用于相位補(bǔ)償。
由于這種運(yùn)算放大器用作緩沖放大器，因此構(gòu)建了所謂的電壓跟隨器連接，其中反向輸入端和輸出端連接在一起。當(dāng)切換開關(guān)S11至S14時，反向輸入端可以作為P溝道MOS晶體管MP11的柵極或P溝道MOS晶體管MP12的柵極。這通過開關(guān)S15和S16來切換。響應(yīng)該切換，切換非反向輸入端。從而，這通過開關(guān)S17和S18來切換。也就是說，當(dāng)閉合開關(guān)S11和開關(guān)S14時，反向輸入端用作P溝道MOS晶體管MP11的柵極。從而，在此時，閉合開關(guān)S16，將用作反向輸入端的P溝道MOS晶體管MP11的柵極和輸出端Vout連接在一起，作為電壓跟隨器連接。由于非反向輸入端用作P溝道MOS晶體管MP12的柵極，因此閉合開關(guān)S18。接著，將其連接到輸入端Vin。相反地，當(dāng)閉合開關(guān)S12和開關(guān)S13時，反向輸入端用作P溝道MOS晶體管MP12的柵極。從而，在此時，閉合開關(guān)S15，將作為反向輸入端的P溝道MOS晶體管MP12的柵極和輸出端Vout連接在一起，用作電壓跟隨器連接。由于非反向輸入端作為P溝道MOS晶體管MP11的柵極，因此閉合開關(guān)S17。接著，將其連接到輸入端Vin。
在這樣方式中，根據(jù)開關(guān)S11到S18的切換，有兩種狀態(tài)。為每幀(或在一個水平周期中)而在兩種狀態(tài)切換。實(shí)際上，為每個水平周期而切換的極性反轉(zhuǎn)信號在很多情況下用來切換開關(guān)S11到S18。在圖1A所示的開關(guān)狀態(tài)中，假定暫時產(chǎn)生偏移電壓(+Vos)。當(dāng)將開關(guān)S11到S18切換導(dǎo)致圖1B所示的開關(guān)狀態(tài)時，偏移電壓變?yōu)?Vos。這樣，當(dāng)為每幀(或在一個水平周期中)而切換開關(guān)S11到S18時，可以在空間上分散偏移。然后，偏移電壓平均為零。因此，平均電壓，即，由人眼所識別的偏移電壓為零。換句話說，這是一種欺騙人眼的方法。
圖2顯示了在日本公開專利申請(JP-A-Heisei 6-326529)中公開的通常的放大器的電路圖。與圖1所示的放大器不同的是，這種放大器并不是用于切換開關(guān)并消除偏移的類型。根據(jù)圖2，可以認(rèn)為該放大器分為輸入級21、中間級22和末級23。輸入級21包括P溝道MOS晶體管MP20、MP21和MP22，以及N溝道MOS晶體管MN20、MN21和MN22。中間級22包括P溝道MOS晶體管MP23、MP24、MP25、MP26、MP27和MP28，以及N溝道MOS晶體管MN23、MN24、MN25、MN26、MN27和MN28。末級23包括P溝道MOS晶體管MP29和N溝道MOS晶體管MN29。該放大器還包括在中間級22和末級23之間的相位補(bǔ)償電容器C21、C22。
在P溝道MOS晶體管MP21和MP22中，它們的源極連接在一起，并形成P溝道差動對。P溝道MOS晶體管MP20連接在這個P溝道差動對和正電源VDD2之間。在P溝道MOS晶體管MP20中，它的源極連接到正電源VDD2，它的漏極連接到P溝道MOS晶體管MP21和MP22連接在一起的源極，它的柵極連接到恒定電壓源端BP21。P溝道MOS晶體管MP20用作恒定電流源。
在N溝道MOS晶體管MN21和MN22中，它們的源極連接在一起，并形成N溝道差動對。N溝道MOS晶體管MN20連接在這個N溝道差動對和負(fù)電源VSS2之間。在N溝道MOS晶體管MN20中，它的源極連接到負(fù)電源VSS2，它的漏極連接到N溝道MOS晶體管MN21和MN22的連接在一起的源極，而它的柵極連接到恒定電壓源端BN21。N溝道MOS晶體管MN20用作恒定電流源。P溝道MOS晶體管MP21的柵極和N溝道MOS晶體管MN21的柵極連接到輸入端INN。P溝道MOS晶體管MP22的柵極和N溝道MOS晶體管MN22的柵極連接到輸入端INP。P溝道MOS晶體管MP21的漏極連接到在中間級22中的N溝道MOS晶體管MN23的漏極和N溝道MOS晶體管MN25的源極間的連接節(jié)點(diǎn)C。P溝道MOS晶體管MP22的漏極連接到在N溝道MOS晶體管MN24的漏極和N溝道MOS晶體管MN26的源極間的連接節(jié)點(diǎn)D。N溝道MOS晶體管MN21的漏極連接到在P溝道MOS晶體管MP23的漏極和P溝道MOS晶體管MP25的源極間的連接節(jié)點(diǎn)A。N溝道MOS晶體管MN22的漏極連接到在P溝道MOS晶體管MP24的漏極和P溝道MOS晶體管MP26的源極間的連接節(jié)點(diǎn)B。
在P溝道MOS晶體管MP23和MP24中，它們的源極相互連接在一起，并且它們的柵極相互連接在一起。其連接在一起的源極連接到正電源VDD2。P溝道MOS晶體管MP23的漏極連接到節(jié)點(diǎn)A。P溝道MOS晶體管MP24的漏極連接到節(jié)點(diǎn)B。在P溝道MOS晶體管MP25中，它的源極連接到節(jié)點(diǎn)A，它的漏極連接到P溝道MOS晶體管MP23和MP24的連接在一起的柵極、P溝道MOS晶體管MP27的源極和N溝道MOS晶體管MN27的漏極。在P溝道MOS晶體管MP26中，它的源極連接到節(jié)點(diǎn)B，它的漏極連接到P溝道MOS晶體管MP28的源極、N溝道MOS晶體管MN28的漏極和P溝道MOS晶體管MP29的柵極。P溝道MOS晶體管MP25和MP26的柵極連接在一起并進(jìn)一步連接到恒定電壓源端BP22。在N溝道MOS晶體管MN23和MN24中，它們的源極和柵極分別連接在一起。在N溝道MOS晶體管MN23和MN24中，它們的源極相互連接在一起，并且它們的柵極相互連接在一起。其連接在一起的源極連接到負(fù)電源VSS2。N溝道MOS晶體管MN23的漏極連接到節(jié)點(diǎn)C。N溝道MOS晶體管MN24的漏極連接到節(jié)點(diǎn)D。在N溝道MOS晶體管MN25中，它的源極連接到節(jié)點(diǎn)C，它的漏極連接到N溝道MOS晶體管MN23和MN24連接在一起的柵極、N溝道MOS晶體管MN27的源極和P溝道MOS晶體管MP27的漏極。在N溝道MOS晶體管MN26中，它的源極連接到節(jié)點(diǎn)D，它的漏極連接到N溝道MOS晶體管MN28的源極、P溝道MOS晶體管MP28的漏極和N溝道MOS晶體管MN29的柵極。N溝道MOS晶體管MN25和MN26的柵極連接在一起并進(jìn)一步連接到恒定電壓源端BN22。
在P溝道MOS晶體管MP27中，它的柵極連接到恒定電壓源端BP23，它的源極連接到P溝道MOS晶體管MP25的漏極，而它的漏極連接到N溝道MOS晶體管MN25的漏極。在N溝道MOS晶體管MN27中，它的柵極連接到恒定電壓源端BN23，它的源極連接到N溝道MOS晶體管MN25的漏極，它的漏極連接到P溝道MOS晶體管MP25的漏極。P溝道MOS晶體管MP27和N溝道MOS晶體管MN27用作浮動恒定電流源。在P溝道MOS晶體管MP28中，它的柵極連接到恒定電壓源端BP24，它的源極連接到P溝道MOS晶體管MP26的漏極，而它的漏極連接到N溝道MOS晶體管MN26的漏極。在N溝道MOS晶體管MN28中，它的柵極連接到恒定電壓源端BN24，它的源極連接到N溝道MOS晶體管MN26的漏極，而它的漏極連接到P溝道MOS晶體管MP26的漏極。P溝道MOS晶體管MP28和N溝道MOS晶體管MN28用作浮動恒定電流源。P溝道MOS晶體管MP29為輸出晶體管，其源極連接到正電源VDD2，其柵極連接到P溝道MOS晶體管MP28的源極，而其漏極連接到輸出端OUT。N溝道MOS晶體管MN29為輸出晶體管，其源極連接到負(fù)電源VSS2，其柵極連接到N溝道MOS晶體管MN28的源極，其漏極連接到輸出端OUT。
在相位補(bǔ)償電容器C21中，其一端連接到節(jié)點(diǎn)B，而另一端連接到輸出端OUT。在相位補(bǔ)償電容器C22中，其一端連接到節(jié)點(diǎn)D，而另一端連接到輸出端OUT。
在圖2中所示的差動放大器是所謂的滿擺幅(rail-to-rail)放大器。其輸入級21具有這樣的差動級構(gòu)造，其中為了達(dá)到滿擺幅，組合了P溝道MOS晶體管差動對和N溝道MOS晶體管差動對。這樣，就需要增加P溝道MOS晶體管差動對的輸出和N溝道MOS晶體管差動對的輸出。由于這個原因，在所謂的折疊疊接式(folded cascode)連接中，差動級的輸出連接到節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C和節(jié)點(diǎn)D中的每個。以這樣的連接，P溝道MOS晶體管差動對和N溝道MOS晶體管差動對的輸出都是隨電流增加的(current-added)。以這樣的構(gòu)造，N溝道MOS晶體管差動對在P溝道MOS晶體管差動對不工作的輸入信號范圍中工作。反之，P溝道MOS晶體管差動對在N溝道MOS晶體管差動對不工作的輸入信號范圍中工作。結(jié)果，就可以在電源電壓的整個輸入范圍中為運(yùn)算而獲得輸入級。
如上所述，用于消除偏移的P溝道差動放大器可以由圖1所示的電路實(shí)現(xiàn)，并且基于此的設(shè)計(jì)也不會導(dǎo)致任何問題。此外，如果是N溝道差動放大器，則可以僅通過反轉(zhuǎn)圖1中的晶體管的極性來獲得。但是，在除此之外的差動放大器中，就不能應(yīng)用類似于圖1的構(gòu)思。例如，如果將類似于圖1的原理應(yīng)用于圖2中所示的差動放大器，則電路就會變得非常復(fù)雜。即便作為有源負(fù)載的晶體管如圖1所示地簡單切換也不能獲得所需的運(yùn)算。也就是說，即便切換由P溝道MOS晶體管MP23到MP26和N溝道MOS晶體管MN23到MN26組成的電流鏡電路的輸入和輸出以改變到輸出晶體管MP29、MN29的柵極的連接，也不能獲得所需的運(yùn)算。需要切換所有到有源負(fù)載和用來確定中間級22的空載電流(idling current)的晶體管MP27和MN27的連接，以及在輸出晶體管MP29和MN29與用于確定末級23的空載電流的晶體管MP28和MN28間的連接。試圖獲得這些所導(dǎo)致的問題在于需要切換的開關(guān)數(shù)量非常巨大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種運(yùn)算放大器，其能消除偏移電壓的影響。
在本發(fā)明的一個方面中，運(yùn)算放大器包括差動對部分；負(fù)載部分，用來作為差動對部分的有源負(fù)載；以及開關(guān)部分，用來切換提供給差動對部分的差動輸入信號，并對差動對部分的輸出到負(fù)載部分的連接進(jìn)行切換。開關(guān)部分用來消除運(yùn)算放大器的偏移電壓。
這里，負(fù)載部分可以包括連接到較高電源電壓的第一對P溝道MOS晶體管；第二對P溝道MOS晶體管；第一負(fù)載開關(guān)部分，其用來切換在第一對P溝道MOS晶體管和第二對P溝道MOS晶體管間的連接；連接到較低電源電壓的第三對N溝道MOS晶體管；第四對N溝道MOS晶體管；第二負(fù)載開關(guān)部分，其用來切換在第三對N溝道MOS晶體管和第四對N溝道MOS晶體管間的連接；設(shè)置在第二對P溝道MOS晶體管中的一個和第四對N溝道MOS晶體管中的一個之間的浮動恒定電流源，以提供恒定電流；和輸出緩沖放大器，其連接在第二對P溝道MOS晶體管中的另一個和第四對N溝道MOS晶體管中的另一個之間。
此外，第二對P溝道MOS晶體管中的一個的漏極可以與第一對P溝道MOS晶體管的柵極連接在一起以形成折疊疊接式連接，而第二對P溝道MOS晶體管的柵極可以與第一恒定電壓連接在一起。
第四對N溝道MOS晶體管中的一個的漏極可以與第三對N溝道MOS晶體管的柵極連接在一起以形成折疊疊接式連接，而第四對P溝道MOS晶體管的柵極與第二恒定電壓連接在一起。
此外，差動對部分的輸入中的一個可以與差動信號的非反向信號連接，而差動對的另一個輸入可以連接到輸出緩沖放大器的輸出。
此外，差動對可以包括第五對N溝道MOS晶體管，并且第五對N溝道MOS晶體管中的每個漏極可以連接到第二對P溝道MOS晶體管的源極中的一個。
此外，差動對可以包括第六對P溝道MOS晶體管，并且第六對P溝道MOS晶體管中的每個漏極可以連接到第四對N溝道MOS晶體管的源極中的一個。
此外，差動對可以包括第五對N溝道MOS晶體管；和第六對P溝道MOS晶體管。第五對N溝道MOS晶體管中的每個漏極可以連接到第二對P溝道MOS晶體管的源極中的一個，而第六對P溝道MOS晶體管的每個漏極可以連接到第四對N溝道MOS晶體管的源極中的一個。
此外，開關(guān)部分可以包括第一開關(guān)，其用來將差動輸入信號的非反向信號切換連接到第五對N溝道MOS晶體管的柵極中的一個；第二開關(guān)，其用來將運(yùn)算放大器的輸出切換連接到第五對N溝道MOS晶體管的另一個柵極；第三開關(guān)，其用來切換第五對N溝道MOS晶體管的漏極到第二對P溝道MOS晶體管的源極的連接。
此外，開關(guān)部分可以包括第四開關(guān)，其用來將差動輸入信號的非反向信號切換連接到第六對P溝道MOS晶體管的柵極中的一個；第五開關(guān)，其用來將運(yùn)算放大器的輸出切換連接到第六對P溝道MOS晶體管中的另一個柵極；和第六開關(guān)，其用來切換第五對P溝道MOS晶體管的漏極到第四對N溝道MOS晶體管的源極的連接。
此外，開關(guān)部分可以包括第一開關(guān)，其用來將差動輸入信號的非反向信號切換連接到第五對N溝道MOS晶體管的柵極中的一個；第二開關(guān)，其用來將運(yùn)算放大器的輸出切換連接到第五對N溝道MOS晶體管的另一個柵極；第三開關(guān)，其用來切換第五對N溝道MOS晶體管的漏極到第二對P溝道MOS晶體管的源極的連接；第四開關(guān)，其用來將差動輸入信號的非反向信號切換連接到第六對P溝道MOS晶體管的柵極中的一個；第五開關(guān)，其用來將運(yùn)算放大器的輸出切換連接到第六對P溝道MOS晶體管中的另一個柵極；和第六開關(guān)，其用來切換第五對P溝道MOS晶體管的漏極到第四對N溝道MOS晶體管的源極的連接。
此外，第一到第三開關(guān)可以彼此相關(guān)聯(lián)的工作。另外，第四到第六開關(guān)也可以彼此相關(guān)聯(lián)的工作。
此外，負(fù)載部分可以包括負(fù)載晶體管對，其用作有源負(fù)載；偏置晶體管對，向其柵極施加偏置電壓；和負(fù)載開關(guān)部分，其用于切換在負(fù)載晶體管對和偏置晶體管對之間的連接。負(fù)載晶體管和偏置晶體管可以形成折疊疊接式連接。
此外，開關(guān)部分可以響應(yīng)每個水平顯示周期切換的極性反轉(zhuǎn)信號而被驅(qū)動。
在本發(fā)明的另一個方面中，運(yùn)算放大器包括N溝道差動對晶體管，其中差動輸入對連接到非反向輸入端和連接于輸出端的反向輸入端；P溝道差動晶體管對，其中差動輸入對連接到非反向輸入端和反向輸入端；第一開關(guān)，其用來切換N溝道差動對晶體管中的每個漏極的連接目標(biāo)；第二開關(guān)，其用來切換P溝道差動對晶體管中每個漏極的連接目標(biāo)；以及第一組P溝道MOS晶體管，其源極共同連接到正電源，而其柵極連接在一起以作為折疊疊接式連接的有源負(fù)載。該運(yùn)算放大器還包括第一組N溝道MOS晶體管，其源極共同連接到負(fù)電源，其柵極連接在一起以用作折疊疊接式連接的有源負(fù)載；第二組P溝道MOS晶體管，其柵極彼此連接在一起；第二組N溝道MOS晶體管，其柵極彼此連接在一起；第三開關(guān)，其連接在第一組P溝道MOS晶體管的漏極和第二組P溝道MOS晶體管的源極之間，用來切換在第一組P溝道MOS晶體管的漏極和第二組P溝道MOS晶體管的源極之間的連接；第四開關(guān)，其連接在第一組N溝道MOS晶體管的漏極和第二組N溝道MOS晶體管的源極之間，用來切換在第一組N溝道MOS晶體管的漏極和第二組N溝道MOS晶體管的源極之間的連接；第五開關(guān)，具有連接到輸入端的共用端和連接到N溝道差動對晶體管的柵極的閉合及斷開端；第六開關(guān)，具有連接到輸出端的共用端和連接到N溝道差動對晶體管的柵極的閉合及斷開端；第七開關(guān)，具有連接到輸入端的共用端和連接到P溝道差動對晶體管的柵極的閉合及斷開端；以及第八開關(guān)，具有連接到輸出端的共用端和連接到P溝道差動對晶體管的柵極的閉合及斷開端。該運(yùn)算放大器還包括第一恒定電流源，其連接在負(fù)電源和N溝道差動對晶體管的連接在一起的源極之間；第二恒定電流源，其連接在正電源和P溝道差動對晶體管的連接在一起的源極之間；作為浮動電流源的第三恒定電流源，其一端與第二組P溝道MOS晶體管中一個的漏極和第一組P溝道MOS晶體管的連接在一起的柵極相連接，而另一端連接到第二組N溝道MOS晶體管中一個的漏極和第一組N溝道MOS晶體管的連接在一起的柵極；第一恒定電壓源，連接在正電源和第二組P溝道MOS晶體管的柵極之間；第二恒定電壓源，連接在負(fù)電源和第二組N溝道MOS晶體管的柵極之間；以及輸出緩沖放大器，具有輸入端，該輸入端連接到第二組P溝道MOS晶體管中的另一個的漏極和第二組N溝道MOS晶體管中的另一個的漏極。
這里，第一開關(guān)、第五開關(guān)和第六開關(guān)可以組成第一開關(guān)組并彼此相關(guān)聯(lián)的工作。
此外，第二開關(guān)、第七開關(guān)和第八開關(guān)可以組成第二開關(guān)組并彼此相關(guān)聯(lián)的工作。


圖1A和1B是顯示了用于驅(qū)動傳統(tǒng)的圖像顯示器的運(yùn)算放大器的構(gòu)造實(shí)例的電路圖；圖2是顯示了另一種傳統(tǒng)的運(yùn)算放大器的構(gòu)造實(shí)例的電路圖；圖3是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的差動放大器的等效電路的構(gòu)造的電路圖；圖4是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的差動放大器的具體實(shí)例的構(gòu)造的電路圖；圖5是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的運(yùn)算放大器的構(gòu)造的電路圖；和圖6是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的運(yùn)算放大器的構(gòu)造的電路圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的運(yùn)算放大器。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的運(yùn)算放大器電路的等效電路。參考圖3，在第一實(shí)施例中的運(yùn)算放大器電路包括作為N溝道差動對的N溝道MOS晶體管MN1和MN2；作為P溝道差動對的P溝道MOS晶體管MP1和MP2；開關(guān)S1到S8；P溝道MOS晶體管MP3到MP6；N溝道MOS晶體管MN3到MN6；恒定電流源I1到I3；恒定電壓源V1和V2；以及輸出緩沖放大器2。
在作為N溝道差動對的N溝道MOS晶體管MN1和MN2中，差動對的輸入端連接到運(yùn)算放大器的非反向輸入端In+和反向輸入端，并且反向輸入端連接到運(yùn)算放大器的輸出端Vout。恒定電流源I1連接在負(fù)電源VSS和N溝道MOS晶體管MN1和MN2的連接在一起的源極之間。開關(guān)組SW1包括開關(guān)S1、S5和S6，并響應(yīng)開關(guān)控制信號而被控制。也就是說，開關(guān)S1、S5和S6彼此相關(guān)聯(lián)的工作。開關(guān)S1切換N溝道MOS晶體管MN1和MN2各自的漏極的連接。在開關(guān)S5中，其共用端連接到非反向輸入端In+。開關(guān)S5的閉合端連接到N溝道MOS晶體管MN2的柵極，斷開端連接到N溝道MOS晶體管MN1的柵極。在開關(guān)S6中，其共用端連接到輸出端Vout。開關(guān)S6的斷開端連接到N溝道MOS晶體管MN2的柵極，而閉合端連接到N溝道MOS晶體管MN1的柵極。也就是說，開關(guān)S5切換N溝道差動對的非反向輸入信號，而開關(guān)S6切換N溝道差動對的反向輸入信號。
在作為P溝道差動對的P溝道MOS晶體管MP1和MP2中，該差動對的輸入端連接到運(yùn)算放大器的非反向輸入端In+和反向輸入端，并且運(yùn)算放大器連接到輸出端Vout。恒定電流源I2連接在正電源VDD和P溝道MOS晶體管MP1和MP2的連接在一起的源極之間。開關(guān)組SW2包括開關(guān)S2、S7和S8，并響應(yīng)開關(guān)控制信號而被控制。也就是說，開關(guān)S2、S7和S8彼此相關(guān)聯(lián)的工作。開關(guān)S2切換P溝道MOS晶體管MP1和MP2的各個漏極的連接。在開關(guān)S7中，其共用端連接到非反向輸入端In+。開關(guān)S7的閉合端連接到P溝道MOS晶體管MP2的柵極，斷開端連接到P溝道MOS晶體管MP1的柵極。在開關(guān)S8中，其共用端連接到輸出端Vout。開關(guān)S8的斷開端連接到P溝道MOS晶體管MP2的柵極，而閉合端連接到P溝道MOS晶體管MP1的柵極。也就是說，開關(guān)S7切換P溝道差動對的非反向輸入信號，而開關(guān)S8切換P溝道差動對的反向輸入信號。
在P溝道MOS晶體管MP5和MP6中，它們的源極共同連接到正電源VDD，而它們的柵極彼此連接在一起。P溝道MOS晶體管MP5和MP6用作折疊疊接式連接的有源負(fù)載。在P溝道MOS晶體管MP3和MP4中，它們的柵極彼此連接在一起，并連接到恒定電壓源V1。也就是說，恒定電壓源V1連接在正電源VDD和P溝道MOS晶體管MP3和MP4的連接在一起的柵極之間。P溝道MOS晶體管MP3和MP4的源極通過開關(guān)S3連接到P溝道MOS晶體管MP5和MP6的漏極。也就是說，開關(guān)S3在P溝道MOS晶體管MP3和MP4的各自的源極間切換P溝道MOS晶體管MP5的漏極連接。此外，開關(guān)S3還在P溝道MOS晶體管MP3和MP4的各自的源極間切換P溝道MOS晶體管MP6的漏極的連接。開關(guān)組SW3包括開關(guān)S3，其響應(yīng)開關(guān)控制信號而工作。P溝道MOS晶體管MP3的漏極連接到P溝道MOS晶體管MP5和MP6的連接在一起的柵極。在開關(guān)S3與晶體管MP3和MP4間的節(jié)點(diǎn)通過開關(guān)S1連接到N溝道MOS晶體管MN1和MN2的漏極。
類似地，在N溝道MOS晶體管MN5和MN6中，它們的源極一起連接到負(fù)電源VSS，而它們的柵極彼此連接在一起。N溝道MOS晶體管MN5和MN6用作折疊疊接式連接的有源負(fù)載。在N溝道MOS晶體管MN3和MN4中，它們的柵極彼此連接在一起，并連接到恒定電壓源V2。也就是說，恒定電壓源V2連接在負(fù)電源VSS和N溝道MOS晶體管MN3和MN4的連接在一起的柵極之間。N溝道MOS晶體管MN3和MN4的源極通過開關(guān)S4連接到N溝道MOS晶體管MN5和MN6的漏極。開關(guān)S4連接在N溝道MOS晶體管MN5和MN6的各自的漏極和N溝道MOS晶體管MN3和MN4的各自的源極之間。也就是說，開關(guān)S4在N溝道MOS晶體管MN3和MN4的各個源極間切換N溝道MOS晶體管MN5的漏極連接。此外，開關(guān)S4還在N溝道MOS晶體管MN3和MN4的各個源極間切換N溝道MOS晶體管MN6的漏極連接。開關(guān)組SW4包括開關(guān)S4，其響應(yīng)開關(guān)控制信號而工作。N溝道MOS晶體管MN3的漏極連接到N溝道MOS晶體管MN5和MN6的連接在一起的柵極。在開關(guān)S4與晶體管MN3和MN4間的節(jié)點(diǎn)通過開關(guān)S2連接到P溝道MOS晶體管MP1和MP2的漏極。
恒定電流源I3是浮動電流源。恒定電流源I3的一端連接到連接P溝道MOS晶體管MP3的漏極和P溝道MOS晶體管MP5和MP6的柵極的節(jié)點(diǎn)。而另一端連接到連接N溝道MOS晶體管MN3的漏極和N溝道MOS晶體管MN5和MN6的柵極的節(jié)點(diǎn)。
在用作輸出緩沖器的輸出緩沖放大器2中，兩個輸入連接到P溝道MOS晶體管MP4的漏極和N溝道MOS晶體管MN4的漏極。輸出緩沖放大器2的輸出連接到輸出端Vout并反饋到反向輸入端。
P溝道MOS晶體管MP3到MP6以及開關(guān)S3組成電流鏡電路部分，N溝道MOS晶體管MN3到MN6、開關(guān)S4以及恒定電流源I3和輸出緩沖放大器2組成電流鏡電路部分。P溝道MOS晶體管MP5和MP6以及N溝道MOS晶體管MN5和MN6分別用作N溝道差動對和P溝道差動對的負(fù)載。此外，P溝道MOS晶體管MP3和MP4、N溝道MOS晶體管MN3和MN4、浮動恒定電流源I3以及輸出緩沖放大器2用作輸出部分。
以下參考圖3來描述這種運(yùn)算放大器的操作。開關(guān)S1、S5和S6作為開關(guān)組SW1工作并同時驅(qū)動。而開關(guān)S2、S7和S8作為開關(guān)組SW2工作并同時驅(qū)動。開關(guān)S3和開關(guān)S4分別獨(dú)立驅(qū)動。也就是說，操作模式分成四個開關(guān)組。
(1)開關(guān)組SW1(S1，S5，S6)(2)開關(guān)組SW2(S2，S7，S8)(3)開關(guān)組SW3(S3)(4)開關(guān)組SW4(S4)開關(guān)組SW1到SW4能分別獨(dú)立驅(qū)動。例如，現(xiàn)描述切換開關(guān)組SW1的情況。在此，由于差動對的N溝道MOS晶體管MN1和MN2間不匹配因素而產(chǎn)生的偏移電壓設(shè)為Vos(N差動)，而由于其他因素產(chǎn)生的總的偏移電壓設(shè)為VOS(除N差動外)。當(dāng)輸入電壓設(shè)為VIN時，輸出電壓Vo由以下等式表示。
Vo＝VIN+VOS(除N差動外)±Vos(N差動)這里，“±”為在通過切換開關(guān)組SW1而切換極性后輸出的結(jié)果。這樣，當(dāng)切換開關(guān)組SW1以計(jì)算時間平均值時，±Vos(N差動)項(xiàng)為0。也就是說，通過切換開關(guān)組SW1，可以消除由于在N溝道MOS晶體管MN1和MN2間不匹配因素所產(chǎn)生的偏移電壓的影響。
類似地，當(dāng)切換開關(guān)組SW2時，由于差動對的P溝道MOS晶體管MP1和MP2間的不匹配因素所產(chǎn)生的偏移電壓設(shè)為Vos(P差動)，而由于其他因素產(chǎn)生的總的偏移電壓設(shè)為VOS(除P差動外)。當(dāng)輸入電壓設(shè)為VIN時，輸出電壓Vo由以下等式表示。
Vo＝VIN+VOS(除P差動外)±Vos(P差動)對于開關(guān)組SW3和開關(guān)組SW4的切換，根據(jù)類似的原理，在基于開關(guān)的狀態(tài)而切換極性后輸出偏移電壓。通過打開/關(guān)閉(切換)開關(guān)組SW1到SW4可以讓偏移電壓為零。因此，由于各元件組而產(chǎn)生的偏移電壓為零。這樣，由于將所有開關(guān)完全打開/關(guān)閉，就能使所有的偏移電壓平均為零。因而，減少了偏移電壓的影響。
對于這四個開關(guān)組，分別存在著打開/關(guān)閉兩種狀態(tài)。這樣，基于24存在著16種可能的狀態(tài)。但是，沒有必要產(chǎn)生這些所有的狀態(tài)。例如，通過讓開關(guān)組SW1和開關(guān)組SW2一起工作并設(shè)定三個開關(guān)組(SW1+SW2)、SW3和SW4，則共需考慮8種狀態(tài)。此外，通過讓所有的開關(guān)組工作，可以允許在打開/關(guān)閉兩種狀態(tài)下切換。在這樣方式中，各個開關(guān)組可以任意組合在一起工作。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的運(yùn)算放大器的具體實(shí)例的構(gòu)造，其中圖3中的輸出緩沖放大器2具有具體的構(gòu)造。應(yīng)當(dāng)注意的是，省略了對圖3中相同組件的描述。參考圖4，輸出緩沖放大器2包括P溝道MO晶體管MP8、N溝道MOS晶體管MN8、P溝道MOS晶體管MP7、N溝道MOS晶體管MN7、電容器C1和電容器C2。應(yīng)當(dāng)注意的是，假定恒定電壓源V1和V2分別連接到恒定電壓源端BP2和BN2，并將其省略。
在P溝道MOS晶體管MP8中，其柵極連接到P溝道MOS晶體管MP4的漏極，其源極連接到正電源VDD，而其漏極連接到輸出緩沖放大器2的輸出端Vout。在N溝道MOS晶體管MN8中，其柵極連接到N溝道MOS晶體管MN4的漏極，其源極連接到負(fù)電源VSS，而其漏極連接到輸出緩沖放大器2的輸出Vout。在P溝道MOS晶體管MP7中，其源極連接到P溝道MOS晶體管MP8的柵極，其柵極連接到恒定電壓源端BP1，而其漏極連接到N溝道MOS晶體管MN8的柵極。P溝道MOS晶體管MP7決定P溝道MOS晶體管MP8的空載電流。此外，在N溝道MOS晶體管MN7中，其源極連接到N溝道MOS晶體管MN8的柵極，其柵極連接到恒定電壓源端BN1，而其漏極連接到P溝道MOS晶體管MP8的柵極。N溝道MOS晶體管MN7決定N溝道MOS晶體管MN8的空載電流。電容器C1用作相位補(bǔ)償電容器。其一端連接到P溝道MOS晶體管MP4的源極，而另一端連接到輸出端Vout。電容器C2也用作相位補(bǔ)償電容器。其一端連接到N溝道MOS晶體管MN4的源極，而另一端連接到輸出端Vout。
N溝道MOS晶體管MN8和P溝道MOS晶體管MP8用作所謂的浮動恒定電流源。以下將描述設(shè)定這種浮動恒定電流源的方法。首先，連接到終端BP1的恒定電壓源的電壓V(BP1)等于在P溝道MOS晶體管MP7的柵極和源極間的電壓VGS(MP7)和在P溝道MOS晶體管MP8的柵極和源極間的電壓VGS(MP8)之和。因此，滿足以下的等式(1)。
V(BP1)＝VGS(MP7)+VGS(MP8)(1)這里，設(shè)定W為柵極寬度，L為柵極長度，μ為遷移率，CO為每單位面積的柵極氧化物薄膜電容，VT為閥值電壓，而ID為漏極電流，在柵極和源極間的電壓VGS由以下等式表示VGS=2IDβ+VT---(2)]]>這里，β=WLμCO]]>當(dāng)差動對的N溝道MOS晶體管MN1和MN2作為放大器工作時，這兩個晶體管的漏極電流相等。這樣，當(dāng)電流源I3的電流設(shè)為I3時，每個漏極電流為I3/2。通常，確定終端BP1和BN1的偏置電壓以便在浮動電流源中的P溝道MOS晶體管MP7和N溝道MOS晶體管MN7的漏極電流相等。此時，終端BP1的偏置電壓和在輸出級的P溝道MOS晶體管MP8的空載電流Iidle(MP8)間的關(guān)系由以下等式表示。這里，β(MP7)表示P溝道MOS晶體管MP7的β，而β(MP8)表示N溝道MOS晶體管MP8的β。
V(BP1)=I3β(MP7)+2Iidle(MP8)β(MP8)+2VT---(3)]]>這里，雖然沒有示出用于產(chǎn)生偏置電壓V(BP1)的恒定電壓源的具體電路，但等式(3)能求出Iidle(MP8)。由于實(shí)際的等式非常的復(fù)雜，因此這里省略該等式。類似地，設(shè)定連接到終端BN1的恒定電壓源的電壓V(BN1)，以便N溝道MOS晶體管MN7的漏極電流和P溝道MOS晶體管MP7的漏極電流相等。
在以上所述的方法中，設(shè)定浮動恒定電流源。這里，由于連接到終端BN1的恒定電壓源(電壓V(BN1))以及連接到終端BP1的恒定電壓源(V(BP1))都使用了兩個MOS晶體管和恒定電流源組成，因此它們對由元件偏差而導(dǎo)致的改變都具有很強(qiáng)的抗變性。根據(jù)該構(gòu)造，項(xiàng)“2VT”出現(xiàn)在V(BP1)沿電路展開的等式中。這樣，等式(3)的左側(cè)(V(BP1))包括了等于其右側(cè)的項(xiàng)“2VT”，并消除在左右兩側(cè)的該項(xiàng)。因此，不再顯示恒定電壓源的具體電路實(shí)例。
圖5是其中省略了圖4的P溝道差動對的電路圖。當(dāng)無需滿擺幅的特性并且輸入電壓的范圍在(Vss+約1伏特)和(VDD)之間時，無需圖4中的P溝道差動對。因此，在這種情況下，可以省略P溝道差動對的P溝道MOS晶體管MP1和MP2，以及恒定電流源I2。即便省略了這些元件，也可以實(shí)現(xiàn)正常的放大運(yùn)算。該電路的操作基本上與以上描述的圖3和4中的電路相同。因此，省略對其操作的描述。
圖6是其中省略了圖4中的N溝道差動對的電路圖。當(dāng)無需滿擺幅的特性并且輸入電壓的范圍在(Vss)和(VDD-約1伏特)之間時，無需圖4中的N溝道差動對。因此，在這種情況下，可以省略N溝道差動對的N溝道MOS晶體管MN1和MN2，以及恒定電流源I2。即便省略了這些元件，也可以實(shí)現(xiàn)正常的放大運(yùn)算。該電路的操作基本上與以上描述的圖3和4中的電路相同。因此，省略對其操作的描述。
如同用于LCD源極驅(qū)動器的輸出放大器或用于確定γ校正的灰度電壓產(chǎn)生電路的運(yùn)算放大器，需要電路的偏移電壓盡可能的小。因此，需要盡可能的消除偏移。如上所述，本發(fā)明獲得了一種具有簡單電路構(gòu)造的空間偏移消除電路。因此，根據(jù)本發(fā)明，在運(yùn)算放大器中，可以在空間上分配偏移電壓從而抑制由于明顯的偏移電壓所導(dǎo)致的影響。例如，其適用于LCD驅(qū)動器的放大電路和用于確定γ補(bǔ)償?shù)幕叶入娫措娐?，這些電路用來驅(qū)動例如液晶面板等電容性負(fù)載。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種運(yùn)算放大器，其具有簡單的電路構(gòu)造，并且不太受偏移電壓的影響。特別地，該運(yùn)算放大器適用于在圖像領(lǐng)域中常見的LCD驅(qū)動器電路。
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)算放大器，其包括差動對部分；負(fù)載部分，其用作所述差動對部分的有源負(fù)載；和開關(guān)部分，其用來對到所述差動對部分的差動輸入信號的提供進(jìn)行切換并對所述差動對部分的輸出到所述負(fù)載部分的連接進(jìn)行切換，其中所述開關(guān)部分用來消除所述運(yùn)算放大器的偏移電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的運(yùn)算放大器，其中所述負(fù)載部分包括連接到較高電源電壓的第一對P溝道MOS晶體管；第二對P溝道MOS晶體管；第一負(fù)載開關(guān)部分，其用來切換在所述第一對P溝道MOS晶體管和所述第二對P溝道MOS晶體管之間的連接；連接到較低電源電壓的第三對N溝道MOS晶體管；第四對N溝道MOS晶體管；第二負(fù)載開關(guān)部分，其用來切換在所述第三對N溝道MOS晶體管和所述第四對N溝道MOS晶體管之間的連接；浮動恒定電流源，其設(shè)置在所述第二對P溝道MOS晶體管中的一個和所述第四對N溝道MOS晶體管中的一個之間，以提供恒定電流；和輸出緩沖放大器，其連接在所述第二對P溝道MOS晶體管的另一個與所述第四對N溝道MOS晶體管的另一個之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的運(yùn)算放大器，其中，所述第二對P溝道MOS晶體管中的一個的漏極連接到所述第一對P溝道MOS晶體管連接在一起的柵極以形成折疊疊接式連接，而所述第二對P溝道MOS晶體管的柵極共同連接到第一恒定電壓，以及所述第四對N溝道MOS晶體管中的一個的漏極連接到所述第三對N溝道MOS晶體管連接在一起的柵極以形成折疊疊接式連接，而所述第四對P溝道MOS晶體管的柵極共同連接到第二恒定電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的運(yùn)算放大器，其中，所述差動對部分的輸入中的一個連接到差動信號的非反向信號，而所述差動對的另一個輸入連接到所述輸出緩沖放大器的輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的運(yùn)算放大器，其中所述差動對包括第五對N溝道MOS晶體管，以及所述第五對N溝道MOS晶體管中的每個漏極連接到所述第二對P溝道MOS晶體管的源極中的一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的運(yùn)算放大器，其中所述差動對包括第六對P溝道MOS晶體管，以及所述第六對P溝道MOS晶體管中的每個漏極連接到所述第四對N溝道MOS晶體管的源極中的一個。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的運(yùn)算放大器，其中所述差動對包括第五對N溝道MOS晶體管；和第六對P溝道MOS晶體管，所述第五對N溝道MOS晶體管中的每個漏極連接到所述第二對P溝道MOS晶體管的源極中的一個，所述第六對P溝道MOS晶體管的每個漏極連接到所述第四對N溝道MOS晶體管的源極中的一個。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的運(yùn)算放大器，其中所述開關(guān)部分包括第一開關(guān)，其用來將所述差動輸入信號的所述非反向信號切換連接到所述第五對N溝道MOS晶體管的柵極中的一個；第二開關(guān)，其用來將所述運(yùn)算放大器的所述輸出切換連接到所述第五對N溝道MOS晶體管的柵極中的另一個；和第三開關(guān)，其用來切換所述第五對N溝道MOS晶體管的漏極到所述第二對P溝道MOS晶體管的源極的連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的運(yùn)算放大器，其中所述開關(guān)部分包括第四開關(guān)，其用來將所述差動輸入信號的所述非反向信號切換連接到所述第六對P溝道MOS晶體管的柵極中的一個；第五開關(guān)，其用來將所述運(yùn)算放大器的所述輸出切換連接到所述第六對P溝道MOS晶體管的柵極中的另一個；和第六開關(guān)，其用來切換所述第五對P溝道MOS晶體管的漏極到所述第四對N溝道MOS晶體管的源極的連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的運(yùn)算放大器，其中所述開關(guān)部分包括第一開關(guān)，其用來將所述差動輸入信號的所述非反向信號切換連接到所述第五對N溝道MOS晶體管的柵極中的一個；第二開關(guān)，其用來將所述運(yùn)算放大器的所述輸出切換連接到所述第五對N溝道MOS晶體管的柵極中的另一個；第三開關(guān)，其用來切換所述第五對N溝道MOS晶體管的漏極到所述第二對P溝道MOS晶體管的源極的連接；第四開關(guān)，其用來將所述差動輸入信號的所述非反向信號切換連接到所述第六對P溝道MOS晶體管的柵極中的一個；第五開關(guān)，其用來將所述運(yùn)算放大器的所述輸出切換連接到所述第六對P溝道MOS晶體管的柵極中的另一個；第六開關(guān)，其用來切換所述第五對P溝道MOS晶體管的漏極到所述第四對N溝道MOS晶體管的源極的連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或10的運(yùn)算放大器，其中所述第一到第三開關(guān)彼此相關(guān)聯(lián)的工作。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或10的運(yùn)算放大器，其中所述第四到第六開關(guān)彼此相關(guān)聯(lián)的工作。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的運(yùn)算放大器，其中所述負(fù)載部分包括負(fù)載晶體管對，其用作有源負(fù)載；偏置晶體管對，向其柵極施加偏置電壓；和負(fù)載開關(guān)部分，其用來切換在所述負(fù)載晶體管對和所述偏置晶體管對之間的連接，以及所述負(fù)載晶體管和偏置晶體管可以形成折疊疊接式連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的運(yùn)算放大器，其中所述開關(guān)部分響應(yīng)每個水平顯示周期切換的極性反轉(zhuǎn)信號而被驅(qū)動。
15.一種運(yùn)算放大器，其包括N溝道差動對晶體管，其中差動輸入對連接到非反向輸入端和連接于輸出端的反向輸入端；P溝道差動晶體管對，其中差動輸入對連接到所述非反向輸入端和所述反向輸入端；第一開關(guān)，其用來切換所述N溝道差動對晶體管的每個漏極的連接目標(biāo)；第二開關(guān)，其用來切換所述P溝道差動對晶體管的每個漏極的連接目標(biāo)；第一組P溝道MOS晶體管，其源極共同連接到正電源，其柵極連接在一起并作為折疊疊接式連接的有源負(fù)載；第一組N溝道MOS晶體管，其源極共同連接到負(fù)電源，其柵極連接在一起并作為折疊疊接式連接的有源負(fù)載；第二組P溝道MOS晶體管，其柵極彼此連接在一起；第二組N溝道MOS晶體管，其柵極彼此連接在一起；第三開關(guān)，其連接在所述第一組P溝道MOS晶體管的漏極和所述第二組P溝道MOS晶體管的源極之間，用來切換在所述第一組P溝道MOS晶體管的漏極和所述第二組P溝道MOS晶體管的源極之間的連接；第四開關(guān)，其連接在所述第一組N溝道MOS晶體管的漏極和所述第二組N溝道MOS晶體管的源極之間，用來切換在所述第一組N溝道MOS晶體管的漏極和所述第二組N溝道MOS晶體管的源極之間的連接；第五開關(guān)，其具有連接到輸入端的共用端和連接到所述N溝道差動對晶體管的柵極的閉合及斷開端；第六開關(guān)，其具有連接到所述輸出端的共用端和連接到所述N溝道差動對晶體管的柵極的閉合及斷開端；第七開關(guān)，其具有連接到所述輸入端的共用端和連接到所述P溝道差動對晶體管的柵極的閉合及斷開端；第八開關(guān)，其具有連接到所述輸出端的共用端和連接到所述P溝道差動對晶體管的柵極的閉合及斷開端；第一恒定電流源，其連接在負(fù)電源和所述N溝道差動對晶體管的連接在一起的源極之間；第二恒定電流源，其連接在正電源和所述P溝道差動對晶體管的連接在一起的源極之間；作為浮動電流源的第三恒定電流源，其具有與所述第二組P溝道MOS晶體管中的一個的漏極和所述第一組P溝道MOS晶體管的連接在一起的柵極相連接的一端，以及與所述第二組N溝道MOS晶體管中的一個的漏極和所述第一組N溝道MOS晶體管的連接在一起的柵極相連接的另一端；第一恒定電壓源，其連接在所述正電源和所述第二組P溝道MOS晶體管的柵極之間；第二恒定電壓源，其連接在所述負(fù)電源和所述第二組N溝道MOS晶體管的柵極之間；以及輸出緩沖放大器，其具有輸入端，該輸入端連接到所述第二組P溝道MOS晶體管中的另一個的漏極和所述第二組N溝道MOS晶體管中的另一個的漏極。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的運(yùn)算放大器，其中，所述第一開關(guān)、所述第五開關(guān)和所述第六開關(guān)組成第一開關(guān)組并彼此相關(guān)聯(lián)的工作。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16的運(yùn)算放大器，其中，所述第二開關(guān)、所述第七開關(guān)和所述第八開關(guān)組成第二開關(guān)組并彼此相關(guān)聯(lián)的工作。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的運(yùn)算放大器，還包括浮動電流源，其中，所述負(fù)載部分具有折疊疊接式連接，并且切換所述折疊疊接式連接中的連接而不改變所述浮動電流源和所述負(fù)載部分的連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種運(yùn)算放大器，其包括差動對部分；負(fù)載部分，其用作差動對部分的有源負(fù)載；和開關(guān)部分，其用來對到差動對部分的差動輸入信號的提供進(jìn)行切換并對差動對部分的輸出到負(fù)載部分的連接進(jìn)行切換。開關(guān)部分用來消除運(yùn)算放大器的偏移電壓。
文檔編號G02F1/133GK1866734SQ200610081798
公開日2006年11月22日 申請日期2006年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月16日
發(fā)明者西村浩一 申請人:恩益禧電子股份有限公司