AB类输出级和运算放大器
本公开提供了一种AB类输出级和运算放大器，其利用电源监测电路，在上电初始状态，Class AB控制环路未建立起来时，根据监测电源电压生成的参考电压控制第一输入节点的电位为电源电压，和控制第二输入节点的电位为参考地电压，并在上电完成后解放输出晶体管对的控制端，由Class AB控制环路自调节输出电压状态；以及能够通过电流泄放电路在上电过程，形成输出电路中耦合电流的泄放路径。由此可防止上电过程中在AB类输出级中形成较大的贯穿电流，有效解决了输出电压的过冲现象，避免后级电路的误动作，从而确保负载稳定工作。
发明专利
CN202111480790.4
2021-12-06
CN116232252A
2023-06-06
H03F1/52(2006.01)
圣邦微电子(北京)股份有限公司
曹玉杰;张利地
100089 北京市海淀区西三环北路87号11层4-1106
北京成创同维知识产权代理有限公司
蔡纯%张靖琳
北京;11
1.一种AB类输出级，其特征在于，包括： 控制电路，用于接收前级电路提供的差分放大信号并根据电源电压调整其自身电路状态，生成第一驱动电压或第二驱动电压； 输出电路，具有接收所述第一驱动电压的第一输入节点和接收所述第二驱动电压的第二输入节点，以及提供输出电压的输出节点； 电源监测电路，与所述输出电路连接，用于在上电初始阶段，根据监测所述电源电压生成的参考电压控制所述第一输入节点的电位为所述电源电压，以及控制所述第二输入节点的电位为参考地电压； 电流泄放电路，与所述电源监测电路连接，用于在上电过程中，形成所述输出电路中耦合电流的泄放路径。 2.根据权利要求1所述的AB类输出级，其特征在于，所述输出电路包括： 第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管和所述第二晶体管串联连接在电源端与地之间，且所述第一晶体管和所述第二晶体管的连接节点作为所述AB类输出级的输出端； 第一电容和第一电阻，所述第一电容和所述第一电阻串联连接在所述第一晶体管的控制端和第二端之间，所述第一晶体管的第一端连接电源端，控制端作为所述第一输入节点； 第二电容和第二电阻，所述第二电容和所述第二电阻串联连接在所述第二晶体管的控制端和第二端之间，所述第二晶体管的第一端接地，控制端作为所述第二输入节点。 3.根据权利要求2所述的AB类输出级，其特征在于，所述电源监测电路包括： 第三晶体管，所述第三晶体管的第二端连接电源端，第一端依次串联连接第四晶体管和第三电阻到地，且所述第四晶体管的控制端接地； 第五晶体管，所述第五晶体管的第一端与所述第三晶体管的第一端共同连接在所述第四晶体管的第二端，且所述第五晶体管的控制端接地，第二端作为控制节点，提供第一控制电压； 第四电阻和第五电阻，所述第四电阻和所述第五电阻串联连接在电源端与地之间，且所述第四电阻和所述第五电阻的连接节点与所述第三晶体管的控制端，以提供所述参考电压。 4.根据权利要求3所述的AB类输出级，其特征在于，所述第三晶体管、所述第四晶体管和所述第五晶体管的其中任一为耗尽型器件。 5.根据权利要求4所述的AB类输出级，其特征在于，所述第五晶体管的宽长比大于所述第三晶体管的宽长比。 6.根据权利要求5所述的AB类输出级，其特征在于，所述电流泄放电路包括： 第六晶体管，所述第六晶体管的第一端连接电源端，第二端连接所述第一输入节点，控制端连接所述控制节点，以接入所述第一控制电压； 第七晶体管，所述第七晶体管的第一端连接电源端，第二端串联连接第六点阻到地，控制端与所述第六晶体管的控制端共同连接所述控制节点； 第八晶体管，所述第八晶体管的第一端和所述第六点阻的第一端共同连接到地，第二端连接所述第一电容和所述第一电阻的连接节点，控制端连接所述第六点阻的第二端； 第一反相器和第九晶体管，所述第九晶体管的第一端接地，第二端连接所述第二输入节点，所述第一反相器的电源端连接所述第六晶体管的控制端，所述第一反相器的输出端连接所述第九晶体管的控制端。 7.根据权利要求6所述的AB类输出级，其特征在于，所述控制电路包括： 第十晶体管，所述第十晶体管的第一端通过第一电流源连接到电源端，第二端通过第二电流源连接到地，控制端通过第三电容连接电源端，且所述第一电流源与所述第十晶体管的连接节点作为所述第一输入节点，用于提供所述第一驱动电压，所述第十晶体管与所述第二电流源的连接节点作为所述第二输入节点，用于提供所述第二驱动电压； 第十一晶体管，所述第十一晶体管的第一端连接所述第二输入节点，第二端连接所述第一输入节点，控制端通过第四电容连接到地。 8.根据权利要求7所述的AB类输出级，其特征在于，所述控制电路还包括： 第十二晶体管和第三电流源，所述第十二晶体管和所述第三电流源串联连接在电源端与地之间，且所述第十二晶体管的控制端通过第五电容连接到电源端； 第四电流源和第十三晶体管，所述第四电流源和所述第十三晶体管串联连接在电源端与地之间，且所述第十三晶体管的控制端连接在所述第三电容与所述第十晶体管的控制端之间的连接节点，所述第四电流源和所述第十三晶体管的连接节点与所述第五电容和所述第十二晶体管的控制端之间的连接节点连接。 9.根据权利要求8所述的AB类输出级，其特征在于，所述控制电路还包括： 第五电流源和第十四晶体管，所述第五电流源和所述第十四晶体管串联连接在电源端与地之间，且所述第十四晶体管的控制端通过第六电容连接到地； 第十五晶体管和第六电流源，所述第十五晶体管和所述第六电流源串联连接在电源端与地之间，且所述第十五晶体管的控制端连接在所述第四电容与所述第十一晶体管的控制端之间的连接节点，所述第十五晶体管和所述第六电流源的连接节点与所述第六电容和所述第十四晶体管的控制端之间的连接节点连接。 10.根据权利要求9所述的AB类输出级，其特征在于，所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管、所述第六晶体管、所述第七晶体管、所述第八晶体管、所述第九晶体管、所述第十晶体管、所述第十一晶体管、所述第十二晶体管、所述第十三晶体管、所述第十四晶体管和所述第十五晶体管中的任一为金属氧化物半导体场效应晶体管。 11.根据权利要求10所述的AB类输出级，其特征在于，所述第一晶体管、所述第六晶体管、所述第七晶体管、所述第十晶体管、所述第十二晶体管和所述第十三晶体管均为P沟道型金属氧化物半导体场效应晶体管， 且所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管、所述第八晶体管、所述第九晶体管、所述第十一晶体管、所述第十四晶体管和所述第十五晶体管均为N沟道型金属氧化物半导体场效应晶体管。 12.一种运算放大器，其特征在于，包括： 放大级，用于将在输入节点接收的差分输入信号进行增益放大；以及 如权利要求1～11中任一项所述的AB类输出级，与所述放大级连接，用于将差分放大后的信号作为该AB类输出级的电源电压，并在电源电压上电初始阶段，控制所述AB类输出级的输出电压状态，以及在所述电源电压上电完成，利用所述AB类输出级中的控制电路自调节所述输出电压的状态。 13.根据权利要求12所述的运算放大器，其特征在于，所述AB类输出级接入的所述第二驱动电压用以表征所述差分放大后的信号。