【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于模擬集成電路領域，具體涉及一種寬共模輸入范圍的低噪聲運算放大器。
技術介紹
1、運算放大器是模擬信號處理系統中的基本單元之一，具有信號放大、有源濾波、模數轉換(dac)、數模轉換(adc)等功能，可實現信號的處理和傳遞。由于運算放大器的性能指標之間存在折中關系，如速度與功耗、穩定性與帶寬、噪聲與功耗等，難以設計出各方面指標均達到“完美”的運算放大器。運算放大器的選擇通常是根據應用場景的特點選擇的，而運算放大器的設計也逐漸根據不同應用場景對關鍵指標進行針對性的提升。
2、在精度要求高或處理微弱信號的應用系統中，由于運算放大器的噪聲較大將嚴重影響系統的性能，為滿足對低噪聲性能日益增長的需求，需要對運算放大器的噪聲進行針對性設計，以保證系統的正常運行。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術提出了一種寬共模輸入范圍的低噪聲運算放大器，該放大器包括：輸入偏置電流調節單元、差分輸入級單元、中間增益級單元和緩沖輸出級單元；輸入偏置電流調節單元、差分輸入級單元、中間增益級單元和緩沖輸出級單元依次連接；
2、所述輸入偏置電流調節單元用于輸入級電流采樣，調節輸入偏置電流大小及其溫漂，所述差分輸入級單元用于信號采集，采用軌到軌輸入式共射共基差分對結構；所述中間增益級單元對差分輸入級單元接收到的信號進行放大，所述緩沖輸出級單元提供足夠的輸出電流，保證運算放大器電流驅動能力。
3、優選的，輸入偏置電流調節單元包括11個npn三極管、5個pnp
4、優選的，差分輸入級單元包括15個npn三極管、15個pnp三極管、14個電阻和2個電容；電阻r7～r9、電阻r13～r15的一端均連接電源正極；npn三極管q18的基極連接pnp三極管q10的基極和輸入偏置電流調節單元中npn三極管q4的集電極，npn三極管q18的集電極連接電阻r1的另一端、npn三極管q23的集電極和pnp三極管q35的發射極，npn三極管q18的發射極連接npn三極管q19的發射極、npn三極管q22的集電極和輸入偏置電流調節單元中pnp三極管q13的基極；pnp三極管q17的發射極連接電阻r8的另一端，pnp三極管q17的基極連接pnp三極管q33的基極、pnp三極管q33的集電極和輸入偏置電流調節單元中pnp三極管q9的基極，pnp三極管q17的集電極連接pnp三極管q20的發射極、pnp三極管q21的發射極和輸入偏置電流調節單元中npn三極管q10的基極；npn三極管q19的集電極連接電阻r9的一端、npn三極管q24的集電極和pnp三極管q34的發射極，npn三極管q19的基極連接pnp三極管q21的基極和輸入偏置電流調節單元中npn三極管q5的集電極；pnp三極管q20的集電極連接電阻r10的一端、pnp三極管q27的集電極和npn三極管q43的發射極；pnp三極管q21的集電極連接電阻r22的一端、pnp三極管q28的集電極和npn三極管q42的發射極；npn三極管q22的基極連接npn三極管q46的基極、npn三極管q46的集電極和輸入偏置電流調節單元中npn三極管q16的基極；npn三極管q22的發射極連接電阻r11的一端；npn三極管q23的基極連接pnp三極管q31的集電極、npn三極管q24的基極和pnp三極管q25的發射極，npn三極管q23的發射極連接pnp三極管q27的發射極和電容c1的一端；npn三極管q24的發射極連接電容c2的另一端和pnp三極管q28的發射極；pnp三極管q25的集電極連接npn三極管q29的集電極、pnp三極管q25的基極、npn三極管q29的基極、pnp三極管q26的集電極和npn三極管q30的集電極；pnp三極管q26的發射極連接pnp三極管q32的集電極，pnp三極管q26的基極連接npn三極管q30的基極、pnp三極管q36的集電極和npn三極管q41的集電極；pnp三極管q27的基極連接npn三極管q30的發射極和npn三極管q45的集電極；pnp三極管q28的基極連接npn三極管q29的發射極和npn三極管q44的集電極；pnp三極管q31的發射極連接電阻r13的另一端，pnp三極管q31的基極連接pnp三極管q32的基極；pnp三極管q32的發射極連接電阻r14的另一端；pnp三極管q33的發射極連接電阻r15的另一端；pnp三極管q34的基極連接pnp三極管q35的基極、pnp三極管q34的集電極和pnp三極管q36的發射極；pnp三極管q35的集電極連接pnp三極管q36的基極、npn三極管q38的集電極和中間增益級單元；npn三極管q37的集電極連接pnp三極管q33的集電極，npn三極管q37的基極連接電容c2的一端和npn三極管q38的基極，npn三極管q37的發射極連接電阻r19的一端，電阻r19的另一端pnp三極管q39的發射極；npn三極管q38的發射極連接電阻r20的發射極，電阻r20的另一端連接pnp三極管q40的發射極；pnp三極管q39的基極連接電容c2的另一端和pnp三本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種寬共模輸入范圍的低噪聲運算放大器，其特征在于，包括：輸入偏置電流調節單元、差分輸入級單元、中間增益級單元和緩沖輸出級單元；輸入偏置電流調節單元、差分輸入級單元、中間增益級單元和緩沖輸出級單元依次連接；
2.根據權利要求1所述的一種寬共模輸入范圍的低噪聲運算放大器，其特征在于，所述輸入偏置電流調節單元包括11個NPN三極管、5個PNP三極管、2個二極管和5個電阻；NPN三極管Q1的集電極、電阻R1～R3的一端和二極管D1的輸入端均連接電源正極，NPN三極管Q1的基極連接NPN三極管Q10的發射極、PNP三極管Q2的基極和PNP三極管Q13的發射極，NPN三極管Q1的發射極連接PNP三極管Q2的發射極、PNP三極管Q11的基極和NPN三極管Q12的基極；PNP三極管Q2的集電極連接NPN三極管Q4的基極、NPN三極管Q5的基極和NPN三極管Q3的集電極；NPN三極管Q3的發射極、NPN三極管Q6的發射極、電阻R4～R6的一端以及二極管D2的輸出端均連接電源負極，NPN三極管Q3的刪極連接NPN三極管Q6的刪極和NPN三極管Q6的集電極；NPN三極管Q4的集電極連接
3.根據權利要求1所述的一種寬共模輸入范圍的低噪聲運算放大器，其特征在于，所述差分輸入級單元包括15個NPN三極管、15個PNP三極管、14個電阻和2個電容；電阻R7～R9、電阻R13～R15的一端均連接電源正極；NPN三極管Q18的基極連接PNP三極管Q10的基極和輸入偏置電流調節單元中NPN三極管Q4的集電極，NPN三極管Q18的集電極連接電阻R1的另一端、NPN三極管Q23的集電極和PNP三極管Q35的發射極，NPN三極管Q18的發射極連接NPN三極管Q19的發射極、NPN三極管Q22的集電極和輸入偏置電流調節單元中PNP三極管Q13的基極；PNP三極管Q17的發射極連接電阻R8的另一端，PNP三極管Q17的基極連接PNP三極管Q33的基極、PNP三極管Q33的集電極和輸入偏置電流調節單元中PNP三極管Q9的基極，PNP三極管Q17的集電極連接PNP三極管Q20的發射極、PNP三極管Q21的發射極和輸入偏置電流調節單元中NPN三極管Q10的基極；NPN三極管Q19的集電極連接電阻R9的一端、NPN三極管Q24的集電極和PNP三極管Q34的發射極，NPN三極管Q19的基極連接PNP三極管Q21的基極和輸入偏置電流調節單元中NPN三極管Q5的集電極；PNP三極管Q20的集電極連接電阻R10的一端、PNP三極管Q27的集電極和NPN三極管Q43的發射極；PNP三極管Q21的集電極連接電阻R22的一端、PNP三極管Q28的集電極和NPN三極管Q42的發射極；NPN三極管Q22的基極連接NPN三極管Q46的基極、NPN三極管Q46的集電極和輸入偏置電流調節單元中NPN三極管Q16的基極；NPN三極管Q22的發射極連接電阻R11的一端；NPN三極管Q23的基極連接PNP三極管Q31的集電極、NPN三極管Q24的基極和PNP三極管Q25的發射極，NPN三極管Q23的發射極連接PNP三極管Q27的發射極和電容C1的一端；NPN三極管Q24的發射極連接電容C2的另一端和PNP三極管Q28的發射極；PNP三極管Q25的集電極連接NPN三極管Q29的集電極、PNP三極管Q25的基極、NPN三極管Q29的基極、PNP三極管Q26的集電極和NPN三極管Q30的集電極；PNP三極管Q26的發射極連接PNP三極管Q32的集電極，PNP三極管Q2...
【技術特征摘要】
1.一種寬共模輸入范圍的低噪聲運算放大器，其特征在于，包括：輸入偏置電流調節單元、差分輸入級單元、中間增益級單元和緩沖輸出級單元；輸入偏置電流調節單元、差分輸入級單元、中間增益級單元和緩沖輸出級單元依次連接；
2.根據權利要求1所述的一種寬共模輸入范圍的低噪聲運算放大器，其特征在于，所述輸入偏置電流調節單元包括11個npn三極管、5個pnp三極管、2個二極管和5個電阻；npn三極管q1的集電極、電阻r1～r3的一端和二極管d1的輸入端均連接電源正極，npn三極管q1的基極連接npn三極管q10的發射極、pnp三極管q2的基極和pnp三極管q13的發射極，npn三極管q1的發射極連接pnp三極管q2的發射極、pnp三極管q11的基極和npn三極管q12的基極；pnp三極管q2的集電極連接npn三極管q4的基極、npn三極管q5的基極和npn三極管q3的集電極；npn三極管q3的發射極、npn三極管q6的發射極、電阻r4～r6的一端以及二極管d2的輸出端均連接電源負極，npn三極管q3的刪極連接npn三極管q6的刪極和npn三極管q6的集電極；npn三極管q4的集電極連接差分輸入級單元，npn三極管q4的發射極連接npn三極管q5的發射極和npn三極管q6的集電極；npn三極管q5的集電極連接差分輸入級單元；pnp三極管q7的發射極連接電阻r1的另一端，pnp三極管q7的基極連接pnp三極管q8的基極、pnp三極管q7的集電極和npn三極管q10的集電極；pnp三極管q8的發射極連接電阻r2的另一端，pnp三極管q8的集電極連接pnp三極管q9的基極和差分輸入級單元；pnp三極管q9的集電極連接pnp三極管q11的發射極；npn三極管q10的基極連接差分輸入級單元；pnp三極管q11的集電極連接二極管d2的輸入端；npn三極管q12的集電極連接二極管d1的輸出端，npn三極管q12的發射極連接npn三極管q16的集電極；pnp三極管q13的基極連接差分輸入級單元，pnp三極管q13的集電極連接npn三極管q14的集電極、npn三極管q14的基極和npn三極管q15的基極；npn三極管q14的發射極連接電阻r4的另一端；npn三極管q15的集電極連接npn三極管q16的基極和差分輸入級單元，npn三極管q15的發射極連接電阻r5的另一端；npn三極管q16的發射極連接電阻r6的另一端。
3.根據權利要求1所述的一種寬共模輸入范圍的低噪聲運算放大器，其特征在于，所述差分輸入級單元包括15個npn三極管、15個pnp三極管、14個電阻和2個電容；電阻r7～r9、電阻r13～r15的一端均連接電源正極；npn三極管q18的基極連接pnp三極管q10的基極和輸入偏置電流調節單元中npn三極管q4的集電極，npn三極管q18的集電極連接電阻r1的另一端、npn三極管q23的集電極和pnp三極管q35的發射極，npn三極管q18的發射極連接npn三極管q19的發射極、npn三極管q22的集電極和輸入偏置電流調節單元中pnp三極管q13的基極；pnp三極管q17的發射極連接電阻r8的另一端，pnp三極管q17的基極連接pnp三極管q33的基極、pnp三極管q33的集電極和輸入偏置電流調節單元中pnp三極管q9的基極，pnp三極管q17的集電極連接pnp三極管q20的發射極、pnp三極管q21的發射極和輸入偏置電流調節單元中npn三極管q10的基極；npn三極管q19的集電極連接電阻r9的一端、npn三極管q24的集電極和pnp三極管q34的發射極，npn三極管q19的基極連接pnp三極管q21的基極和輸入偏置電流調節單元中npn三極管q5的集電極；pnp三極管q20的集電極連接電阻r10的一端、pnp三極管q27的集電極和npn三極管q43的發射極；pnp三極管q21的集電極連接電阻r22的一端、pnp三極管q28的集電極和npn三極管q42的發射極；npn三極管q22的基極連接npn三極管q46的基極、npn三極管q46的集電極和輸入偏置電流調節單元中npn三極管q16的基極；npn三極管q22的發射極連接電阻r11的一端；npn三極管q23的基極連接pnp三極管q31的集電極、npn三極管q24的基極和pnp三極管q25的發射極，npn三極管q23的發射極連接pnp三極管q27的發射極和電容c1的一端；npn三極管q24...
【專利技術屬性】
技術研發人員：杜宜鎣，蔣思奇，周遠杰，趙飛宇，盧夢晨，王成鶴，
申請(專利權)人：中國電子科技集團公司第二十四研究所，
類型：發明
國別省市：
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