一种轨对轨运算放大器电路的制作方法

本技术涉及运算放大器，特别涉及一种轨对轨运算放大器电路。

背景技术：

1、传统的轨对轨运算放大器的输入失调校准精度较低且和输入共模电平的关系比较密切，导致在某一个特定的输入共模电压的情况下完成输入失调校准后，当输入共模电平变化时，又会引入新的失调误差。因为轨对轨运算放大器内部电路结构比较复杂，p型和n型输入对管和放大级晶体管引入的失调量往往是不一样的，而原本在芯片制造的过程中，引入的失调量也是随机的，往往该运放的失调量随共模电压的变化在整个电源范围内呈现三段变化形式，所以导致传统的失调校准电路所产生的实际效果不好，难以保证经过校准后的运放的输入失调电压在全电压范围下保持一致性。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种轨对轨运算放大器电路。

2、第一方面，本实用新型提供了一种轨对轨运算放大器电路，包括：采用源极跟随器和nmos差分对管作为低压轨的输入级电路，所述源极跟随器用于抬高所述nmos差分对管的输入电压；

3、中间级，用于收集转换而成的电流信号并转换为电压输出，最后经过输出级增强其驱动能力后输出。

4、优选地，所述nmos差分对管的迁移率相等。

5、优选地，还包括输入电压检测级电路，所述输入电压检测级电路包括晶体管mn10、晶体管mn11、晶体管mn0和晶体管mn1；

6、当输入电压达到预设值时，晶体管mn10和晶体管mn11开始导通，与晶体管mn10和晶体管mn11成镜像关系的晶体管mn0和mn1也导通，电流源ibias的晶体管由深度线性区向饱和区转换，使得流经的电流增大，镜像后所得电流ib1，电流进行做差后得到电流ib2，此时电流ib2将会减小；

7、当输入电压高到临界值时，晶体管mn10和晶体管mn11完全导通后，在忽略电路失调的情况下，电流ib1等于电流ibias，此时电流ib2等于零，低压轨的差分对管的尾电流源不再存在偏置电流，所述nmos差分对管的漏极为高阻点，不会影响晶体管mn10和mn11正常工作。

8、优选地，所述中间级和输出级均采用浮栅级class ab的结构。

9、本实用新型还提供了一种失调电流产生电路，所述失调电流产生电路用于对所述的失调电流产生电路进行失调校准，包括：通过7位可编程的电流矩阵对所述中间级进行灌入或者抽取电流，实现对运算放大器由于制造过程中所产生的失配进行校准。

10、本实用新型还提供了一种失调电压校准电路，所述失调电压校准电路用于对所述的失调电流产生电路进行校准；

11、当选择运放进行失调校准时，则断开输入端inp和inn与内部运放opa相连接的开关；

12、当控制信号cal_h_en等于“1”时，选择进行高共模电压情况校准；当控制信号cal_l_en等于“1”时，选择进行低共模电压情况校准。

13、优选地，所述控制信号cal_h_en等于“1”时，校准控制位从最高位向最低位逐次逼近的进行写“1”操作，与此同时自校准程序会按位检测运放的输出电压。

14、优选地，当输出电压存在翻转现象时，将会在下一个周期改变上一个周期所“先猜”的第“n+1”位数字码，同时将进行第“n”位数字码的置“1”操作；最终，当控制信号cal_eoc置“1”时，标志着整个自校准过程结束，通过查看寄存器中暂存的校准数字码值。

15、有益效果：

16、本实用新型提供了一种新颖的轨对轨运算放大器电路，并且基于该运算放大器提出了相应的输入失调电压校准电路，校准精度可精确至全输入共模电压范围下，输入的失调电压小于±0.5mv，并且提出一种有效的输入失调电压自校准算法，可以通过软件配置，自动完成对运算放大器的失调电压的调零工作，进一步简化该运放的校准操作。该电路相比较于传统的运算放大器电路来说，在具备恒定跨导轨对轨功能的同时，还兼具了对输入失调电压进行自校准的功能，使得输入失调电压校准后的运放不再随输入共模电压、电源电压、负载电流的变化而变化。

技术特征：

1.一种轨对轨运算放大器电路，其特征在于，包括：采用源极跟随器和nmos差分对管作为低压轨的输入级电路，所述源极跟随器用于抬高所述nmos差分对管的输入电压；

2.根据权利要求1所述的轨对轨运算放大器电路，其特征在于，所述nmos差分对管的迁移率相等。

3.根据权利要求1所述的轨对轨运算放大器电路，其特征在于，还包括输入电压检测级电路，所述输入电压检测级电路包括晶体管mn10、晶体管mn11、晶体管mn0和晶体管mn1；

4.根据权利要求1所述的轨对轨运算放大器电路，其特征在于，所述中间级和输出级均采用浮栅级class ab的结构。

技术总结本技术属于运算放大器技术领域，具体提供了一种轨对轨运算放大器电路，包括：采用源极跟随器和NMOS差分对管作为低压轨的输入级电路，所述源极跟随器用于抬高所述NMOS差分对管的输入电压；中间级，用于收集转换而成的电流信号并转换为电压输出，最后经过输出级增强其驱动能力后输出。通过这种方式，该输入级电路具备恒跨导的能力，相比较于传统的恒定跨导的输入级来，这种实现方式直接有效，电路结构简单，且电路结构和校准电路复用，减小版图面积。技术研发人员：陈肃,夏建宝,陈志明,田杰峰,彭河锦,胡俊芃受保护的技术使用者：厦门澎湃微电子有限公司技术研发日：20231020技术公布日：2024/7/15