专利名称：运算放大器的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种耦合效应消除装置，且特别是有关于一种用以降低运算放大器中的电荷耦合效应的耦合效应消除装置。
背景技术：
在现有技术中，运算放大器时常被用来做为电压缓冲器，以对其后连接的负载电路进行电压驱动。一般来说，电压缓冲器多配合输出致能开关来进行相关的时序控制操作。举例来说，当输出致能开关截止时，电压缓冲器与负载电路之间为断路，如此，电压缓冲器无法对负载电路进行驱动；当输出致能开关导通时，电压缓冲器与负载电路耦接，如此，电压缓冲器可针对负载电路进行驱动。然而在实际操作情形中，前述输出致能开关导通与截止的切换操作将在电压缓冲 器的输出端点上产生电荷重新分配效应；当电压缓冲器内部设计有补偿电容或有电路寄生电容时，前述的现象可能造成电荷稱合效应(Coupling Effect)使得电压缓冲器内部节点电压偏离其原先设计的电平。
发明内容
本发明有关于一种耦合效应消除装置及应用其的运算放大器，相较于传统运算放大器，本发明相关的耦合效应消除装置及运算放大器具有可有效地隔离因输出致能开关的 导通与截止的切换所产生的电压重新分配效应及电荷稱合效应(Coupling Effect)及避免 其影响运算放大器的内部节点偏压的优点。根据本发明的第一方面，提出一种运算放大器，用以对负载进行驱动。运算放大器包括输入级、输出级、输出致能开关电路、内部电容及耦合效应消除电路。输入级根据输入信号提供中间信号。输出级包括输出节点，输出级根据中间信号提供驱动信号。输出致能开关电路耦接于输出节点及负载之间，并于输出致能期间导通，以提供驱动信号驱动负载，输出致能期间具有起始时点。内部电容耦接于输入级及输出级之间。耦合效应消除电路耦接于内部电容及输出节点之间或内部电容及输入级之间，耦合效应消除电路用以于起始时点起的一段操作期间内为截止，藉此避免输出致能开关电路导通时所产生的耦合电荷影响输入级的操作电平。为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下
图I绘示依照本发明实施例的运算放大器的方块图。图2绘示乃图I中输出致能开关电路108的操作时序图。图3绘示乃图I中的耦合效应消除电路1064的详细方块图。图4绘示依照本发明实施例的运算放大器的另一方块图。
图5绘示依照本发明实施例的运算放大器的再方块图。主要组件符号说明I、3、5:运算放大器2、4、6 :负载102、302、502 :输入级104、304、504 :耦合效应消除电路106、306、506 :输出级108、308、508 :输出致能开关电路 Cm:内部电容N :输出节点104a:控制单元104b :开关单元
具体实施例方式本实施例的耦合效应消除电路设置于运算放大器中，以在输出致能开关切换其导通/截止状态时，隔离其对应产生的电压重新分配效应及电荷耦合效应(CouplingEffect)与运算放大器中的部份电路。请参照图1，其绘示依照本发明实施例的运算放大器的方块图。运算放大器I做为输出缓冲器，以对负载2进行驱动，其中运算放大器I包括输入级102、耦合效应消除电路104、输出级106、输出致能开关电路108及内部电容Cm。输入级102根据输入信号Si提供中间信号Sm。举例来说，输入级102例如为运算放大器I的主要增益级放大电路。输出级106包括输出节点N，输出级106根据中间信号Sm提供驱动信号Sd。内部电容Cm耦接于输入级102及输出级106之间。举例来说，内部电容Cm可为运算放大器I的内部补偿电容，其用以对运算放大器I进行电容补偿操作或内部寄生电容。在另一个例子中，内部电容Cm亦可为运算放大器I的内部寄生电容。输出致能开关电路108，耦接于该输出节点N及负载2之间。输出致能开关电路108于输出致能期间TE导通，以提供驱动信号Sd驱动负载2，其中输出致能期间具有起始时点Txl。举例来说，输出致能开关电路108受控于频率信号CKE来进行其的导通及截止操作。请参照图2，其绘示乃图I中输出致能开关电路108的操作时序图。举例来说，输出致能开关电路108为低电压电平驱动开关。在起始时点Txl起的输出致能期间TE中，频率信号CKE对应至低信号电平L2，据此输出致能开关电路108对应地为导通。在非致能期间TD中，频率信号CKE对应至高信号电平LI，据此，输出致能开关电路108对应地为截止。耦合效应消除电路104耦接于内部电容Cm及输入级102之间。耦合效应消除电路104于起始时点Txl起操作期间TP内为截止，藉此将输出致能开关电路108导通时所产生的耦合电荷与输入级102隔离，藉此避免前述耦合电荷影响输入级102的操作电平。请参照图3，其绘示乃图I中的耦合效应消除电路1064的详细方块图。举例来说，耦合效应消除电路104包括控制单元104a及开关单元104b，其中控制单元104a可为微处理器或任何可根据相关时序信号产生控制信号CKDC的逻辑电路?？刂频ピ?04a提供控制信号CKDC，其中控制信号CKDC于操作期间TP中对应至非致能电平L3?？氐ピ?04b例如包括控制端、第一输入端及第二输入端?？刂贫私邮湛刂菩藕臗KDC，第一输入端及第二输入端分别耦接至内部电容Cm及输入级102，开关单元104b响应于控制信号CKDC的非致能电平L3，于操作期间TP中为截止。举例来说，开关单元104b为低电压电平驱动开关，而其的相关时序图如图2所示。 在本实施例中，虽仅以耦合效应 消除电路104耦接于内部电容Cm及输入级102之间的情形为例做说明，然，本实施例的耦合效应消除电路104并不局限于此。在其它例子中，耦合效应消除电路304亦可耦接于内部电容Cm及输出节点N之间，以对应地将输出致能开关电路308导通时所产生的耦合电荷与输入级302隔离，藉此避免前述耦合电荷影响输入级302的操作电平，如图4所示。在本实施例中，虽仅以耦合效应消除电路104以包括控制单元104a及开关电路104b的电路结构实现的情形为例做说明，然，本实施例的耦合效应消除电路104并不局限于此。在其它例子中，耦合效应消除电路504亦可以晶体管T来实现，如图5所示。晶体管T例如为N通道金氧半(Metal Oxide Semiconductor,M0S)晶体管,其的栅极(Gate)接收偏压信号SB，漏极(Drain)及源极(Source)分别耦接至输入级502及内部电容Cm。其中，偏压信号SB的电平满足条件L_SmS < L_SB < L_SmT其中L_SB为偏压信号SB的电平；L_SmT为输出致能开关电路508导通时，内部电容Cm与晶体管T耦接的节点上的瞬时电压的中值电压电平；L_SmS为内部电容Cm与晶体管T耦接的节点上稳态电压电平。据此在输出致能开关电路508导通起的一段瞬时电压变化期间中(即是在操作期间TP)，晶体管T的栅极电压电平低于源极的电压电平(L_SB < L_SmT);如此晶体管T对应地为截止，以将输出致能开关电路508导通时所产生的耦合电荷与输入级502隔离，藉此避免前述耦合电荷影响输入级502的操作电平。在输出致能开关电路508导通起的一段瞬时电压变化期间外(即是操作期间TP以外的期间)，晶体管T的栅极电压电平高于源极的电压电平(L_SB < L_SmS);如此晶体管T对应地为截止,使运算放大器5可对应地正常操作。本实施例的耦合效应消除电路设置于运算放大器中，以在输出致能开关切换其导通/截止状态时，隔离其对应产生的电压重新分配效应及电荷耦合效应与运算放大器中的部份电路。据此，相较于传统运算放大器，本实施例的耦合效应消除装置及应用其的运算放大器具有可有效地隔离因输出致能开关的导通与截止的切换所产生的电压重新分配效应及电荷耦合效应及避免其影响运算放大器的内部节点偏压的优点。综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的?；し段У笔尤ɡ笫樗缍ㄕ呶?。
权利要求
1.一运算放大器，用以对一负载进行驱动，该运算放大器包括 一输入级，用以根据一输入信号提供一中间信号； 一输出级，包括一输出节点，该输出级根据该中间信号提供一驱动信号； 一输出致能开关电路，耦接于该输出节点及该负载之间，该输出致能开关电路用以于一输出致能期间导通，以提供该驱动信号驱动该负载，其中该输出致能期间具有一起始时占. 一内部电容，耦接于该输入级及该输出级之间；以及 一耦合效应消除电路，耦接于该内部电容及该输出节点之间或该内部电容及该输入级 之间，该耦合效应消除电路用以于该起始时点起一操作期间内为截止，藉此避免该输出致能开关电路导通时所产生的耦合电荷影响该输入级的操作电平。
2.如权利要求I所述的运算放大器，其中该耦合效应消除电路包括 一开关单元，控制端接收一参考电压信号，第一输入端及第二输入端分别耦接至该内部电容及该输出节点，该开关单元响应于该参考电压信号及该输出节点上的该驱动信号，于该操作期间中为截止。
3.如权利要求I所述的运算放大器，其中该耦合效应消除电路包括 一控制单元，用以提供一控制信号，其中该控制信号于该操作期间中对应至一非致能电平；及 一开关单元，控制端接收该控制信号，第一输入端及第二输入端分别耦接至该内部电容及该输入级，该开关单元响应于该控制信号的该非致能电平于该操作期间中为截止。
4.如权利要求I所述的运算放大器，其中该内部电容为补偿电容，用以对该运算放大器进行电容补偿操作。
全文摘要
一种运算放大器，包括输入级、输出级、输出致能开关电路、内部电容及耦合效应消除电路。输入级根据输入信号提供中间信号。输出级包括输出节点，输出级根据中间信号提供驱动信号。输出致能开关电路于输出致能期间导通，以提供驱动信号驱动负载，输出致能期间具有起始时点。内部电容耦接于输入级及输出级之间。耦合效应消除电路耦接于内部电容及输出节点之间或内部电容及输入级之间，于起始时点起的一段操作期间内为截止，藉此避免输出致能开关电路导通时所产生的耦合电荷影响输入级的操作电平。
文档编号H03F1/30GK102739171SQ201110096068
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月1日 优先权日2011年4月1日
发明者林家弘, 洪炜翔 申请人:联咏科技股份有限公司