CN110690860A - 一种适应于小信号高噪声的零温漂运算放大器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子电路技术领域,具体为一种高精度、零温漂运算放大器。其结构包括:电流镜(1),给后级电路提供高质量的电流;JFET输入差分对(2),完成对高噪声、小信号的拾取;JFET信号放大整形(3),实现对输入差分对(2)的输出信号整形和放大;输出缓冲(4),对(3)输出的信号缓冲放大输出。在小信号,高噪声应用环境中,运放具有低温漂的特性,尤其是针对特定的应用环境,本发明的运放具有很高的性能和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域,具体为一种适应于小信号高噪声的零温漂运算放大器。
背景技术
在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。当前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP07、OP27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。
在小信号,高噪声应用环境中,且要求运放是低温漂型的,以上这些进口的放大器芯片还不能满足实际应用的需求。而且这些进口芯片也达不到军品等级的应用需求,在我国的武器核心装备上适用的运放芯片还受到美国的禁运,在国内,该类芯片还是空白。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于:针对目前低温漂型运放芯片在小信号、高噪声应用环境中存在的问题,采用 BCD JFET技术设计了一种适应于小信号高噪声的零温漂运算放大器,具有很高的性能。
本发明采用以下技术方案:
一种适应于小信号高噪声的零温漂运算放大器,包括:
电流镜(1),给后级电路提供高质量的电流;JFET输入差分对(2),完成对高噪声、小信号的拾取;JFET信号放大整形(3),实现对输入差分对(2)的输出信号整形和放大;输出缓冲(4),对(3)输出的信号缓冲放大输出。
作为本发明的进一步改进,所述电流镜(1)包括:P1 PMOS管,P2 PMOS管,组成一个电流镜,给(2)和(3)提供高质量的电流。
作为本发明的进一步改进:所述JFET差分对(2)电路包括:J1 JFET NMOS管,J2JFET NMOS管,N1 NMOS 管,组成差分输入对,完成对输入的高噪声、小信号的拾取,并通过尾流管N1 NMOS管对对差分输出电流的大小进行微调。
作为本发明的进一步改进,所述JFET整形(3)包括:J3 JFET NMOS管,N2 NMOS 弱管,实现对差分对(2)的输出信号整形和放大,N2 NMOS 弱管作为下拉管,用作当J3 JFETNMOS管关闭时,将其输出信号IN1下拉到逻辑低电平。
作为本发明的进一步改进,所述输出缓冲(4)包括:反相器IV1,反相器IV2,完成对(3)输出的信号进行缓冲放大,输出。
与现有技术相比,本发明的优点在于:采用 BCD JFET技术设计了一种适应于小信号高噪声的零温漂运算放大器,在小信号,高噪声应用环境中,运放具有低温漂的特性,尤其是针对特定的应用环境,本发明的运放具有很高的性能和可靠性。
附图说明
图1零温漂运算放大器逻辑框图。
图2电流镜逻辑原理图。
图3 JFET输入差分对逻辑原理图。
图4 JFET信号放大整形逻辑原理图。
图5输出缓冲逻辑图。
具体实施方式
如图1所示,为本发明的一种适应于小信号高噪声的零温漂运算放大器逻辑框图。电流镜(1),给后级电路提供高质量的电流。电源Vdd作为输入,经电流镜电路,输出给JFET输入差分对(2)提供电流;JFET输入差分对(2),完成对高噪声、小信号的拾取。接收电流镜(1)的电流输出SP1,SP2,接收输入差分信号OIP,OIN,接收BIAS作为尾流管的偏置电压信号,输出GJ3电流信号给后级的JFET信号放大整形电路(3);JFET信号放大整形(3),实现对输入差分对(2)的输出信号整形和放大。Vdd作为(3)的电源输入信号,同时也作为(3)中下拉弱管的电压偏置控制信号,接收来自(2)的电流输出信号GJ3,输出电压电压信号IN1给后级电路的输出缓冲(4);输出缓冲(4),对(3)输出的信号进行缓冲放大输出。(4)由两级反相器级联组成,负载能力逐级增强,接收(3)来的IN1信号,输出IS作为零温漂运算放大器的输出信号。
如图2所示,为本发明的电流镜逻辑原理图。本发明由P1 PMOS管和P2 PMOS管构成。 其中,P1的漏极DP1与电源Vdd相连,P1的源极SP1作为电流镜的输出,与图3的DJ1相连,P1的栅极GP1与其源极SP1相连,同时也与P2的栅极GP2相连。P2的漏极DP2与电源Vdd相连;P2的源极SP2作为电流镜的另一端输出,与图3的DJ2相连;P2的栅极GP2与P1的栅极GP1相连。
如图3所示,是本发明的JFET输入差分对逻辑原理图。本发明由J1 JFET NMOS管,J2 JFET NMOS管和N1 NMOS管构成。其中,J1 JFET NMOS管的漏极DJ1与图2的SP1相连,源极SJ1与J2 JFET NMOS管的源极SJ2、N1 NMOS管的漏极DN1相连,栅极GJ1作为JFET输入差分对正极信号的输入与OIP相连;J2 JFET NMOS管的漏极DJ2与图2的SP2相连,与图4的GJ3相连,源极SJ2与J1 JFET NMOS管的源极SJ1、N1 NMOS管的漏极DN1相连,栅极GJ2作为JFET输入差分对负极信号的输入与OIN相连;N1 NMOS管的漏极DN1与SJ1、SJ2连,栅极GN1作为尾流控制信号的输入与BIAS相连,源极SN1与地GND相连。
如图4所示,是本发明的JFET信号放大整形逻辑原理图。本发明由J3 JFET NMOS管,N2 NMOS管构成。其中,J3 JFET NMOS管的漏极DJ3与电源Vdd相连,栅极GJ3与图2的SP2相连,也与图3的DJ2相连,源极SJ3与N2 NMOS弱管的漏极DN2、图5的IN1相连;N2 NMOS弱管的漏极DN2与SJ3、图5的IN1相连,源极SN2与地GND相连,栅极GN2与电源Vdd相连。
如图5所示,是本发明的输出缓冲逻辑图。本发明由IV1和IV2构成。其中,IV1的输入IN1与图4的SJ3、DN2相连,IV1的输出ON1与IV2的输入相连;IV2的输入与IV1的输出ON1相连,IV2的输出IS作为本发明一种适应于小信号高噪声的零温漂运算放大器的输出。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种适应于小信号高噪声的零温漂运算放大器,其特征在于,
包括:电流镜(1),给后级电路提供高质量的电流;
JFET输入差分对(2),完成对高噪声、小信号的拾取;
JFET信号放大整形(3),实现对输入差分对(2)的输出信号整形和放大;
输出缓冲(4),对(3)输出的信号缓冲放大输出。
2.根据权利要求1所述的一种适应于小信号高噪声的零温漂运算放大器,其特征在于:所述电流镜(1)包括:P1 PMOS管,P2 PMOS管,组成一个电流镜,给(2)和(3)提供高质量的电流。
3.根据权利要求1或2所述的一种适应于小信号高噪声的零温漂运算放大器,其特征在于:所述JFET差分对(2)电路包括:J1 JFET NMOS管,J2 JFET NMOS管,N1 NMOS 管,组成差分输入对,完成对输入的高噪声、小信号的拾取,并通过尾流管N1 NMOS管对对差分输出电流的大小进行微调。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种适应于小信号高噪声的零温漂运算放大器,其特征在于:所述JFET整形(3)包括:J3 JFET NMOS管,N2 NMOS 弱管,实现对差分对(2)的输出信号整形和放大,N2 NMOS 弱管作为下拉管,用作当J3 JFET NMOS管关闭时,将其输出信号IN1下拉到逻辑低电平。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种适应于小信号高噪声的零温漂运算放大器,其特征在于:所述输出缓冲(4)包括:反相器IV1,反相器IV2,完成对(3)输出的信号进行缓冲放大,输出。
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