專利名稱：切換運(yùn)算放大器及其動(dòng)作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種取樣保持電路，特別是涉及一種取樣保持電路中關(guān)于切換運(yùn)算放大器(Switched OP Amplifier)的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
取樣保持電路(Sample and Hold circuit)主要是用于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)的前端，以增加對(duì)取樣數(shù)據(jù)擷取的準(zhǔn)確度，故取樣保持電路都是位于系統(tǒng)最前端的位置，所以其效能將會(huì)直接決定整個(gè)系統(tǒng)的表現(xiàn)。此外，例如光驅(qū)芯片在燒錄模式時(shí)伺服(servo)訊號(hào)的取樣與保持也是藉由一取樣保持電路，以確保取樣(sample)與保持(hold)時(shí)的電壓輸出能夠維持在穩(wěn)定狀態(tài)，然而，取樣保持電路有許多種電路形式可以實(shí)現(xiàn)，以下將以切換放大器(Switched OP Amplifier)的形式來做說明。
如圖1所示，是以切換放大器作為取樣保持電路的示意圖，當(dāng)S/H＝1時(shí)(開關(guān)導(dǎo)通)，此時(shí)為取樣狀態(tài)且VOUT與VN相接以形成負(fù)回授，使得輸出電壓VOUT＝VP，并讓電容Ch上的電壓得以追隨電壓VP；當(dāng)S/H＝0時(shí)(開關(guān)斷路)，此時(shí)為保持狀態(tài)，輸出電壓則由電容Ch上的電壓提供，使得保持狀態(tài)下的輸出電壓仍可維持在電壓VP。
圖2所示，其為已知技術(shù)關(guān)于圖1的內(nèi)部組成電路圖，輸入訊號(hào)由VP進(jìn)入放大級(jí)電路10(由晶體管M0～M12所組成)，而偏壓電路12(由晶體管M15～M24所組成)產(chǎn)生bp0，bpc，bnc，bn0等四組偏壓電壓以提供放大級(jí)電路10與緩沖級(jí)電路14(由晶體管M13，M14及電容Ch所組成)使用。
在取樣模式時(shí)(開關(guān)S導(dǎo)通H開路)，此時(shí)，晶體管M7、M8、M9、M10連接到各自的偏壓電壓(bpc與bnc)使得晶體管各自操作在工作區(qū)(activeregion)并形成通路，并通過NZ點(diǎn)對(duì)電容Ch充電到預(yù)定的電壓值(VP)，使得負(fù)回授成立VOUT＝VP。其中偏壓電壓bn0與bnc分別藉由兩組電流源(current source)i1、i2通過二極管連接方式(diode connected)的晶體管M15與M17所產(chǎn)生；偏壓電壓bnc及bn0再給電流鏡電路中的晶體管M18、M20、M19、M21進(jìn)行一次電流鏡電流復(fù)制，再交給PMOS晶體管的M22、M23、M24以產(chǎn)生偏壓訊號(hào)bpc及bp0。此外，偏壓電壓bn0再饋入放大級(jí)電路10中的晶體管M0以產(chǎn)生一尾電流(tail current)it，電流it再分給差動(dòng)對(duì)(differential pair)的晶體管M1及M2產(chǎn)生it1及it2，其中it1＝(1/2)it+Δi，而it2＝(1/2)it-Δi。
另一方面，it1再經(jīng)由PMOS晶體管M3和M5的電流鏡(current mirror)產(chǎn)生電流it3，同樣在取樣模式下電流it3流過晶體管M7、M9、M11再經(jīng)過一次電流鏡的關(guān)系于晶體管M12產(chǎn)生鏡像電流it4，再加上電流it5(由晶體管M4、M6、M8的電流鏡產(chǎn)生)，以決定NZ點(diǎn)的電壓VNZ，經(jīng)由回授的連接方式使得VOUT＝VN＝VP，并同時(shí)對(duì)電容Ch充電。
在保持模式時(shí)(開關(guān)S開路H導(dǎo)通)，此時(shí)，晶體管M7、M8、M9、M10各自連接到VDD和GND，使得上述晶體管操作在截止區(qū)(cut off)形成斷路，此時(shí)，輸入訊號(hào)VP無法影響VOUT，而VOUT的值將因電容Ch所儲(chǔ)存的電荷而保持在取樣模式最終的VOUT值，使得輸出電壓得以在取樣與保持的切換狀態(tài)下維持仍維持一定值。
然而，以上述已知技術(shù)的切換運(yùn)算放大器的電路設(shè)計(jì)具有相當(dāng)多的缺點(diǎn)，包含如接地電位的飄移。在取樣狀態(tài)下，晶體管M7、M8、M9、M10是導(dǎo)通(turn on)的，將產(chǎn)生約四百毫安的工作電流(電流大小依晶體管的尺寸，如W/L，而有所不同)；而在保持狀態(tài)時(shí)，上述晶體管則為截止(cut off)狀態(tài)，幾乎沒有工作電流產(chǎn)生，因此，在切換狀態(tài)下，電流的變化因?yàn)殡娐穬?nèi)部雜散電阻的作用，造成內(nèi)部接地電位的變動(dòng)，進(jìn)而影響輸出電壓的電平，甚至產(chǎn)生誤動(dòng)作的情形。
此外，已知技術(shù)的偏壓電路中是利用兩組偏壓電流源i1、i2以產(chǎn)生偏壓電壓(bn0、bnc、bp0、bpc)，因此，欲變動(dòng)此切換運(yùn)算放大器的頻寬，較快速的方法是直接變動(dòng)偏壓電流i1、i2，但由于在晶體管迭接(cascade)的偏壓架構(gòu)(晶體管M15～M21)下，變動(dòng)偏壓電流可能導(dǎo)致偏壓電壓(bnc與bpc)無法在不同情況下都偏壓在晶體管的最佳工作點(diǎn)，而使得部份晶體管超出工作區(qū)的范圍，導(dǎo)致切換運(yùn)算放大器的頻寬變化范圍受到限制。
另一方面，對(duì)于晶體管M7、M8、M9、M10而言，其各自的柵極端電壓隨著狀態(tài)切換而改變(在電壓bnc至GND間變動(dòng)或是在電壓bpc至VDD間變動(dòng))，因此，在取樣的瞬間NMOS與PMOS晶體管柵極端的電壓要分別設(shè)定(settle)在bnc與bpc兩電壓值，若兩者的設(shè)定速度不同，將造成輸出電壓的短暫不穩(wěn)定現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)定時(shí)間更加延遲。有鑒于此，本發(fā)明提供一種取樣保持電路的切換運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)，以有效解決已知技術(shù)所產(chǎn)生的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種具有較穩(wěn)定輸出電壓電平的切換運(yùn)算放大器。
本發(fā)明的另一目的為提供一具有較佳頻寬控制特性的切換運(yùn)算放大器。
本發(fā)明的再一目的為提供一具有快速設(shè)定輸出電壓特性的切換運(yùn)算放大器。
本發(fā)明提供一種切換運(yùn)算放大器，包含一偏壓電路、一放大級(jí)電路及一緩沖級(jí)電路。偏壓電路由一第一電流鏡、一偏壓訊號(hào)產(chǎn)生器、一低輸出阻抗緩沖電路所組成，其中該第一電流鏡由一參考電流(由一電流源產(chǎn)生)操作，在該第一電流鏡的鏡像端產(chǎn)生一第一鏡像電流，該第一鏡像電流流經(jīng)該偏壓訊號(hào)產(chǎn)生器時(shí)產(chǎn)生一第一偏壓訊號(hào)，該第一電流鏡的晶體管的柵極端則提供第二偏壓訊號(hào)，該低輸出阻抗緩沖電路以該第二偏壓訊號(hào)為第一輸入訊號(hào)、以一偏壓輸入訊號(hào)(由電阻分壓電路產(chǎn)生)為第二輸入訊號(hào)，以輸出一第三偏壓訊號(hào)，該第三偏壓訊號(hào)與偏壓輸入訊號(hào)的偏壓大小相當(dāng)?shù)哂邢鄬?duì)小的輸出阻抗。
低輸出阻抗緩沖電路包含一第四晶體管、一第一差動(dòng)對(duì)、一第二電流鏡，其中該第一差動(dòng)對(duì)的其中一晶體管為柵、漏極耦接型晶體管，該第一差動(dòng)對(duì)的兩個(gè)晶體管的漏極端再連接該第二電流鏡的參考端及鏡像端，上述的第一輸入訊號(hào)輸入于該第四晶體管的柵極端，該第二輸入訊號(hào)輸入于該第一差動(dòng)對(duì)的一輸入端，而于該第一差動(dòng)對(duì)的晶體管為柵漏極耦接型晶體管端輸出該第三偏壓訊號(hào)。
放大級(jí)電路，該放大級(jí)電路由一第一晶體管、一第二差動(dòng)對(duì)、一第三電流鏡、第四電流鏡、第五電流鏡、一取樣保持開關(guān)及一互補(bǔ)取樣保持開關(guān)所組成，其中該第一晶體管由該第一偏壓訊號(hào)開啟，以提供該第二差動(dòng)對(duì)的兩個(gè)晶體管的漏極端所分別連接的該第三電流鏡的參考端及第四電流鏡的參考端電流，該第三電流鏡的鏡像電流由該第三偏壓訊號(hào)所控制以決定是否將該第三電流鏡的鏡像電流引入該第五電流鏡的參考端，而該第四電流鏡的鏡像端連接該取樣保持開關(guān)與該互補(bǔ)取樣保持開關(guān)，其中該第二差動(dòng)對(duì)的兩個(gè)晶體管的柵極端分別作為放大級(jí)電路的正、負(fù)電壓輸入端。
緩沖級(jí)電路，包含一電容及兩個(gè)串聯(lián)的第二晶體管及第三晶體管，其中該取樣保持開關(guān)在取樣時(shí)間時(shí)，由該第三偏壓訊號(hào)控制該取樣保持開關(guān)的通路以使該第四電流鏡的鏡像電流對(duì)該電容充電，同時(shí)該第五電流鏡的鏡像電流也對(duì)該電容充電，直到該第二差動(dòng)對(duì)的正、負(fù)電壓輸入端的輸入電壓相等時(shí)，該電容停止充電，而該電容的端電壓則做為該第二晶體管的輸入訊號(hào)，該第二晶體管的漏極作為訊號(hào)輸出端且反饋至該第二差動(dòng)對(duì)的負(fù)電壓輸入端，該取樣保持開關(guān)在保持時(shí)間時(shí)，該取樣保持開關(guān)將關(guān)閉，以切斷該第五電流鏡的鏡像電流，同時(shí)間該互補(bǔ)取樣保持開關(guān)開啟，以維持該第四電流鏡的鏡像電流。


藉由以下結(jié)合附圖詳細(xì)的描述，將可輕易明了上述內(nèi)容及此項(xiàng)發(fā)明的諸多優(yōu)點(diǎn)，其中圖1為取樣保持電路的示意圖。
圖2為已知技術(shù)關(guān)于圖1的內(nèi)部組成電路圖。
圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的切換運(yùn)算放大器的內(nèi)部組成電路圖。
附圖符號(hào)說明10、20放大級(jí)電路 12、22偏壓電路14、24緩沖級(jí)電路 26取樣保持開關(guān)28互補(bǔ)取樣保持開關(guān)220低輸出阻抗緩沖電路
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的切換運(yùn)算放大器可以改善已知技術(shù)在切換取樣/保持狀態(tài)時(shí)，避免電流不穩(wěn)定造成內(nèi)部接地電位變化等諸多問題。以下列舉一較佳實(shí)施例以說明本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)知此僅為一舉例，而并非用以限定發(fā)明本身。有關(guān)此較佳實(shí)施例的內(nèi)容詳述如下。
如圖3所示的切換運(yùn)算放大器包含一放大級(jí)電路20、一偏壓電路22以及一緩沖級(jí)電路24。其中偏壓電路22包含一第一電流鏡(晶體管M15、M16)及低輸出阻抗緩沖電路220(晶體管M18～M22)，電流源用以產(chǎn)生一參考電流i1，并經(jīng)由第一電流鏡的二晶體管M15、M16的柵極端產(chǎn)生偏壓訊號(hào)bp0，此外，藉由第一電流鏡的鏡像端產(chǎn)生的鏡像電流i2則經(jīng)由一偏壓訊號(hào)產(chǎn)生器(如圖上的柵、漏極耦接的二極管型晶體管M17)產(chǎn)生偏壓訊號(hào)bn0。偏壓訊號(hào)bn0可提供放大級(jí)電路20的晶體管M0產(chǎn)生尾電流it(tail current)；偏壓訊號(hào)bp0則用以驅(qū)動(dòng)緩沖級(jí)電路24的PMOS晶體管M14。
低輸出阻抗緩沖電路220則由晶體管M18、第一差動(dòng)對(duì)(晶體管M19、M20)及第二電流鏡(晶體管M21、M22)所組成，其中M18的柵極與M15、M16的柵極相耦接，并由偏壓訊號(hào)bp0所驅(qū)動(dòng)。此外，M18的漏極耦接M19、M20的源極，而晶體管M19的柵極耦接偏壓輸入訊號(hào)boc_in，M20的柵極與其漏極相耦接再耦接至晶體管M22的漏極。第二電流鏡的晶體管M21的柵、漏極除耦接M22的柵極外，更耦接M19的漏極。
偏壓訊號(hào)bp0用以驅(qū)動(dòng)晶體管M18，而偏壓輸入訊號(hào)boc_in經(jīng)過晶體管M19、M20形成的差動(dòng)對(duì)及晶體管M21、M22形成的電流鏡，以產(chǎn)生另一偏壓訊號(hào)boc，其中偏壓輸入訊號(hào)boc_in由一電阻分壓電路(圖中未示)取得。因此，偏壓訊號(hào)boc得以驅(qū)動(dòng)放大級(jí)電路20的晶體管M7與M9，并提供給晶體管M8與M10在取樣狀態(tài)(開關(guān)S導(dǎo)通)下的柵極偏壓。應(yīng)注意的是，此處的緩沖電路具有較小的輸出阻抗(output impedance)，并藉由做為負(fù)載的第二電流鏡(晶體管M21、M22)，使得電壓Vboc_in等于電壓Vboc，以提供穩(wěn)定的偏壓訊號(hào)boc驅(qū)動(dòng)放大級(jí)電路20的晶體管(M7、M8、M9、M10、M8a)。
放大級(jí)電路20包含第二差動(dòng)對(duì)(晶體管M1、M2)、第三電流鏡(晶體管M3、M5、M7)、第四電流鏡(晶體管M4、M6)、第五電流鏡(晶體管M9、M11、M12)、取樣保持開關(guān)26(晶體管M8、M10)及互補(bǔ)取樣保持開關(guān)28(晶體管M8a)。第二差動(dòng)對(duì)中，晶體管M1、M2的柵極則分別作為放大級(jí)電路20的負(fù)、正電壓輸入端，并分別耦接至訊號(hào)VN及訊號(hào)VP，其中訊號(hào)VN回授自緩沖級(jí)電路24的訊號(hào)輸出端VOUT，訊號(hào)VP是外界的輸入訊號(hào)。此外，晶體管M1、M2的源極又耦接一晶體管M0的漏極，該晶體管M0藉由偏壓訊號(hào)bn0以產(chǎn)生尾電流it。第三電流鏡的晶體管M3及第四電流鏡的晶體管M4的柵、漏極分別與M1、M2的各別漏極耦接。當(dāng)晶體管M7、M8(或M8a)經(jīng)偏壓boc驅(qū)動(dòng)，使得M0上的尾電流it得以產(chǎn)生晶體管M1的電流it1及晶體管M2的電流it2，其中電流it＝it1+it2，it1與it2的電流大小則分別由晶體管M1、M2的柵極偏壓所決定。
藉由偏壓訊號(hào)boc的驅(qū)動(dòng)及第三電流鏡(晶體管M3、M5、M7)的結(jié)構(gòu)，于第三電流鏡的鏡像端(晶體管M5一側(cè))產(chǎn)生鏡像電流it3，其中電流it3約近似于電流it1。另一方面，在取樣狀態(tài)下(開關(guān)S導(dǎo)通，H開路)，取樣保持開關(guān)26的晶體管M8導(dǎo)通，使得電流it4約近似于電流it2。根據(jù)第五電流鏡(晶體管M9、M11、M12)的結(jié)構(gòu)，晶體管M9與取樣保持開關(guān)26的晶體管M10的漏極分別與M7、M8的漏極相耦接，流經(jīng)M11的電流it3得以經(jīng)過第五電流鏡的電流復(fù)制得到晶體管M12的電流it5。
緩沖級(jí)電路24是由一PMOS晶體管M14與一NMOS晶體管M13組成，M14的漏極與M13的源極相耦接并作為輸出訊號(hào)端VOUT，此外，輸出訊號(hào)端VOUT還回授到放大級(jí)電路20的負(fù)電壓輸入端VN。M13的柵極除耦接放大級(jí)電路20的晶體管M8與M10的漏極外，還耦接一電容Ch，因此，當(dāng)放大級(jí)電路20的取樣保持開關(guān)26開啟(即取樣狀態(tài)，開關(guān)S導(dǎo)通)時(shí)(晶體管M8、M10皆導(dǎo)通，且M9為固定導(dǎo)通狀態(tài))，電流it3將等于電流it5，若電流it4不等于it5，放大級(jí)電路20由NZ點(diǎn)持續(xù)對(duì)電容Ch充電，直到電流it4等于it5，此時(shí)，輸入訊號(hào)VP＝VN＝VOUT。
此外，放大級(jí)電路20中還包含一互補(bǔ)取樣保持開關(guān)28(是由一PMOS晶體管M8a所構(gòu)成)，M8a與M8的源極皆耦接至晶體管M6的漏極，M8a的漏極則接地。晶體管M8a的作用是于保持狀態(tài)(開關(guān)H導(dǎo)通，S開路)下，當(dāng)晶體管M8截止時(shí)(取樣保持開關(guān)26關(guān)閉，互補(bǔ)取樣保持開關(guān)28開啟)，由晶體管M8a提供一電流路徑，使得晶體管M6的鏡像電流得以經(jīng)由晶體管M8a導(dǎo)至接地端(GND)。因此，不論在取樣/保持狀態(tài)下，放大級(jí)電路20中的電流皆能維持穩(wěn)定。
以本發(fā)明較佳實(shí)施例，在取樣狀態(tài)時(shí)，此時(shí)，晶體管M7、M8、M9、M10柵極端電壓皆為偏壓boc，故上述晶體管皆操作在工作區(qū)(active region)并形成通路狀態(tài)，并由NZ點(diǎn)對(duì)電容Ch充電至一預(yù)定的電壓值，使得負(fù)回授成立(可同時(shí)參考圖1)，此時(shí)的輸出電壓VOUT＝VN＝VP；在保持狀態(tài)時(shí)(開關(guān)S開路，H導(dǎo)通)，此時(shí)，晶體管M8、M10各自連接到VDD與GND，使得晶體管M8、M10關(guān)閉形成斷路，導(dǎo)致輸入訊號(hào)VP無法影響VOUT，而輸出電壓VOUT將因于取樣狀態(tài)時(shí)電容Ch所充電的電荷而保持在取樣狀態(tài)時(shí)的VOUT值。此外，放大級(jí)電路20中的晶體管M8雖截止但另有一晶體管M8a導(dǎo)通，且晶體管M7、M9也持續(xù)維持導(dǎo)通狀態(tài)，使得保持狀態(tài)與取樣狀態(tài)的總工作電流維持定值。
本發(fā)明的切換運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)具有如下的優(yōu)點(diǎn)(1)在本發(fā)明的放大級(jí)電路20中，由于晶體管M7、M9的柵極偏壓皆固定在boc，使得M7、M9永遠(yuǎn)導(dǎo)通，再加上晶體管M8雖于保持狀態(tài)截止，但是同時(shí)間晶體管M8a則導(dǎo)通，使得晶體管M6、M8a這一側(cè)的電流得以順利導(dǎo)入GND，進(jìn)而使得放大級(jí)電路20中的總電流于取樣狀態(tài)與保持狀態(tài)下幾乎維持不變，讓電路內(nèi)部的GND電位與外部的GND電位不致因電流的劇烈變動(dòng)，而影響輸出電壓的電平。
(2)在本發(fā)明的偏壓電路22中僅利用一組偏壓電流源，以產(chǎn)生放大級(jí)電路20與緩沖級(jí)電路24所需的偏壓boc、bn0與bp0，使得切換運(yùn)算放大器中各晶體管的偏壓點(diǎn)與已知技術(shù)相比，更易控制在工作區(qū)，進(jìn)而使得頻寬的控制更為彈性。
(3)在本發(fā)明中于保持模式進(jìn)入取樣模式的瞬間，晶體管M8的柵極電壓(由VDD變成boc)及晶體管M10的柵極電壓(由GND變成boc)同時(shí)接到偏壓boc，由于偏壓boc接近VDD與GND的平均處，使得電荷瞬間中和以加速晶體管M8、M10柵極電壓的設(shè)定時(shí)間，因此，NZ點(diǎn)的電壓與輸出電壓VOUT即可快速設(shè)定到預(yù)定電壓，提升操作速度。
本發(fā)明雖以較佳實(shí)例說明如上，然其并非用以限定本發(fā)明精神與發(fā)明實(shí)體于上述實(shí)施例。因此，在不脫離本發(fā)明的精神與范圍的前提下所作的修改，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種切換運(yùn)算放大器，至少包含一偏壓電路，提供一第一偏壓訊號(hào)、一第二偏壓訊號(hào)以及一第三偏壓訊號(hào)；一放大級(jí)電路，包括一第一晶體管、一第二差動(dòng)對(duì)、一第三電流鏡、第四電流鏡、第五電流鏡、一取樣保持開關(guān)及一互補(bǔ)取樣保持開關(guān)，其中該第一晶體管由該第一偏壓訊號(hào)控制，以提供該第二差動(dòng)對(duì)的兩個(gè)晶體管所分別連接的該第三電流鏡的參考端及第四電流鏡的參考端電流，該第三電流鏡的鏡像電流由該第三偏壓訊號(hào)所控制以決定是否將該第三電流鏡的鏡像電流引入該第五電流鏡的參考端，而該第四電流鏡的鏡像端連接該取樣保持開關(guān)與該互補(bǔ)取樣保持開關(guān)，其中該取樣保持開關(guān)與該互補(bǔ)取樣保持開關(guān)兩者為不同時(shí)導(dǎo)通狀態(tài)，以維持該第四電流鏡的鏡像電流，該第二差動(dòng)對(duì)的兩個(gè)晶體管的柵極端分別作為正、負(fù)電壓輸入端；及一緩沖級(jí)電路，包含一電容、一第二晶體管及一第三晶體管，該電容一端連接到取樣保持開關(guān)與第二晶體管的柵極，該第二晶體管的漏極連接到第三晶體管并作為訊號(hào)輸出端且反饋至該第二差動(dòng)對(duì)的負(fù)電壓輸入端，而該第三晶體管由該第二偏壓訊號(hào)控制。
2.如權(quán)利要求1所述的切換運(yùn)算放大器，其中該偏壓電路，包括一第一電流鏡、一偏壓訊號(hào)產(chǎn)生器、一低輸出阻抗緩沖電路，并以一參考電流操作在該第一電流鏡上，產(chǎn)生該第二偏壓訊號(hào)，該偏壓訊號(hào)產(chǎn)生器連接該第一電流鏡，產(chǎn)生該第一偏壓訊號(hào)，該低輸出阻抗緩沖電路連接該第一電流鏡并以一偏壓輸入訊號(hào)，以產(chǎn)生該第三偏壓訊號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的切換運(yùn)算放大器，其中上述的低輸出阻抗緩沖電路包含一第四晶體管、一第一差動(dòng)對(duì)、一第二電流鏡，其中該第四晶體管以該第二偏壓訊號(hào)控制，并連接到該第一差動(dòng)對(duì)，該第一差動(dòng)對(duì)與第二電流鏡連接，使該偏壓輸入訊號(hào)輸入到該第一差動(dòng)對(duì)，以產(chǎn)生該第三偏壓訊號(hào)。
4.如權(quán)利要求2所述的切換運(yùn)算放大器，其中該參考電流由一電流源產(chǎn)生。
5.如權(quán)利要求2所述的切換運(yùn)算放大器，其中該偏壓輸入訊號(hào)藉由一電阻分壓電路產(chǎn)生。
6.如權(quán)利要求2所述的切換運(yùn)算放大器，其中該第三偏壓訊號(hào)與該偏壓輸入訊號(hào)的偏壓大小相當(dāng)?shù)哂邢鄬?duì)小的輸出阻抗。
7.如權(quán)利要求2所述的切換運(yùn)算放大器，其中該偏壓訊號(hào)產(chǎn)生器使用一二極管型晶體管。
8.如權(quán)利要求1所述的切換運(yùn)算放大器，其中該取樣保持開關(guān)由串聯(lián)的一第五晶體管與一第六晶體管所組成，藉由該第三偏壓訊號(hào)以決定該取樣保持開關(guān)的開啟與關(guān)閉。
9.如權(quán)利要求1所述的切換運(yùn)算放大器，其中該互補(bǔ)取樣保持開關(guān)為一晶體管，其源極耦接該第四電流鏡的鏡像端，其漏極則接地，柵極由該第三偏壓訊號(hào)控制以決定該互補(bǔ)取樣保持開關(guān)的開啟與關(guān)閉。
10.一種取樣與保持切換運(yùn)作的方法，適用于一切換運(yùn)算放大器內(nèi)，該切換運(yùn)算放大器包括產(chǎn)生一第三偏壓訊號(hào)的一偏壓電路、一放大級(jí)電路以及一緩沖級(jí)電路，該放大級(jí)電路至少包括一第二差動(dòng)對(duì)、一第四電流鏡、一第五電流鏡、一取樣保持開關(guān)及一互補(bǔ)取樣保持開關(guān)，該緩沖級(jí)電路至少包括一電容，該方法包括下列步驟當(dāng)進(jìn)行取樣狀態(tài)時(shí)，以該第三偏壓訊號(hào)控制該取樣保持開關(guān)的通路導(dǎo)通以使該第四電流鏡的鏡像電流與第五電流鏡的鏡像電流對(duì)該電容充電，并由該電容控制一輸出電壓反饋到第二差動(dòng)對(duì)的負(fù)電壓輸入端，直到該第二差動(dòng)對(duì)的正、負(fù)電壓輸入端的輸入電壓相等；及當(dāng)進(jìn)行保持狀態(tài)時(shí)，該取樣保持開關(guān)將關(guān)閉，以切斷該第五電流鏡的鏡像電流與該第四電流鏡的鏡像電流對(duì)該電容充電，該電容進(jìn)行放電以保持該輸出電壓的電平，同時(shí)該互補(bǔ)取樣保持開關(guān)開啟，以維持該第四電流鏡的鏡像電流。
全文摘要
一種切換運(yùn)算放大器，包含一偏壓電路、一放大級(jí)電路及一緩沖級(jí)電路。偏壓電路由一第一電流鏡、一偏壓訊號(hào)產(chǎn)生器、一低輸出阻抗緩沖電路所組成。放大級(jí)電路由一第一晶體管、一第二差動(dòng)對(duì)、一第三電流鏡、第四電流鏡、第五電流鏡、一取樣保持開關(guān)及一互補(bǔ)取樣保持開關(guān)所組成。緩沖級(jí)電路，包含一電容及一第二晶體管及一第三晶體管，其中藉由切換運(yùn)算放大器的運(yùn)作使得輸出電壓能夠維持在穩(wěn)定狀態(tài)。
文檔編號(hào)G11C27/00GK1588805SQ20041008571
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月15日
發(fā)明者劉智民 申請(qǐng)人:威盛電子股份有限公司