本技術(shù)涉及電路設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種軌到軌輸入偏置電路。

背景技術(shù)：

1、軌到軌輸入運算放大器(rail-to-rail?input?operational?amplifier)采用互補差分輸入對管(complementary?differential?pair)構(gòu)成的軌到軌輸入級，其輸入電壓范圍能夠覆蓋正、負(fù)電源電壓，從而允許更廣泛的輸入信號范圍。軌到軌輸入運算放大器可以通過軌到軌輸入偏置電路根據(jù)共模輸入信號動態(tài)調(diào)節(jié)互補差分輸入對管的偏置電流，以維持運算放大器的跨導(dǎo)恒定。實際中運算放大器存在輸出失調(diào)，使用斬波(chopping)技術(shù)可以減小輸出失調(diào)，但使用chopping技術(shù)時軌到軌輸入運算放大器輸出端產(chǎn)生的失調(diào)紋波會影響傳統(tǒng)的輸入偏置電路，造成失調(diào)電壓的絕對值大小隨chopping的工作相位變化，使得輸出失調(diào)無法被徹底抵消。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本技術(shù)提出了一種軌到軌輸入偏置電路，可以避免使用chopping技術(shù)時輸出端產(chǎn)生的失調(diào)紋波對軌到軌輸入偏置電路的影響，提高軌到軌輸入運算放大器的共模抑制比。

2、根據(jù)本技術(shù)的一方面，提供了一種軌到軌輸入偏置電路，用于為軌到軌輸入運算放大器的輸入級提供偏置電壓；所述軌到軌輸入偏置電路包括檢測模塊和偏置模塊；所述檢測模塊，用于根據(jù)差分輸入幅度生成選擇控制信號并輸出至所述偏置模塊；所述差分輸入幅度為所述軌到軌輸入運算放大器的外部輸入信號與輸出信號的電壓差值；所述偏置模塊，用于響應(yīng)于所述選擇控制信號控制所述外部輸入信號或共模輸入信號輸入，并將根據(jù)輸入的所述外部輸入信號或所述共模輸入信號生成的所述偏置電壓輸送至所述軌到軌輸入運算放大器的輸入級；所述共模輸入信號為所述外部輸入信號與所述輸出信號之和除以2；其中，所述差分輸入幅度大于檢測閾值時，所述偏置模塊響應(yīng)于所述選擇控制信號輸入所述共模輸入信號；所述差分輸入幅度小于或等于所述檢測閾值時，所述偏置模塊響應(yīng)于所述選擇控制信號輸入所述外部輸入信號。

3、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述偏置模塊包括多路選擇器、第一nmos管、第二nmos管、第三nmos管、第四nmos管、第一pmos管、第二pmos管和第三pmos管；所述多路選擇器的控制端輸入所述選擇控制信號；所述多路選擇器的第一輸入端輸入所述共模輸入信號；所述多路選擇器的第二輸入端輸入所述外部輸入信號；所述多路選擇器的輸出端與所述第二nmos管的柵極連接，所述多路選擇器響應(yīng)于接收到的選擇控制信號控制所述多路選擇器的第一輸入端的所述共模輸入信號或第二輸入端的所述外部輸入信號通過輸出端輸入所述第二nmos管的柵極；所述第一nmos管的源極、所述第二nmos管的源極和所述第三nmos管的漏極連接；所述第一nmos管的漏極、所述第一pmos管的漏極和所述第一pmos管的柵極連接；所述第二nmos管的漏極、所述第二pmos管的漏極、所述第二pmos管的柵極和所述第三pmos管的柵極連接；所述第三pmos管的漏極、所述第四nmos管的漏極和所述第四nmos管的柵極連接；所述第一nmos管的柵極接p/n切換閾值電壓；所述第三nmos管的柵極接第一電壓；所述第一pmos管的源極、所述第二pmos管的源極和所述第三pmos管的源極接所述軌到軌輸入運算放大器的正電源電壓；所述第三nmos管的源極和所述第四nmos管的源極接所述軌到軌輸入運算放大器的負(fù)電源電壓；所述第一pmos管的柵極和所述第四nmos管的柵極用于輸出所述偏置電壓。

4、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述檢測模塊包括第七nmos管、第八nmos管、第九nmos管、第十nmos管、第十一nmos管、第六pmos管、第七pmos管、第八pmos管、第九pmos管和或門；所述第十nmos管的柵極輸入所述外部輸入信號；所述第十一nmos管的柵極輸入所述輸出信號；所述第十nmos管的源極、所述第十一nmos管的源極和所述第七nmos管的漏極連接；所述第十nmos管的漏極、所述第六pmos管的漏極、所述第六pmos管的柵極和所述第八pmos管的柵極連接；所述第十一nmos管的漏極、所述第七pmos管的漏極、所述第七pmos管的柵極和所述第九pmos管的柵極連接；所述第七nmos管的柵極、所述第八nmos管的柵極和所述第九nmos管的柵極連接并接第二電壓；所述第六pmos管的源極、所述第七pmos管的源極、所述第八pmos管的源極和所述第九pmos管的源極接所述軌到軌輸入運算放大器的正電源電壓；所述第七nmos管的源極、所述第八nmos管的源極和所述第九nmos管的源極接所述軌到軌輸入運算放大器的負(fù)電源電壓；所述第八nmos管的漏極、所述第八pmos管的漏極和所述或門的第一輸入端連接；所述第九nmos管的漏極、所述第九pmos管的漏極和所述或門的第二輸入端連接；所述或門的輸出端輸出所述選擇控制信號。

5、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述軌到軌輸入運算放大器的輸入級包括第一輸入nmos管、第二輸入nmos管、第一輸入pmos管、第二輸入pmos管、第五nmos管和第四pmos管；所述第一輸入nmos管的柵極和所述第一輸入pmos管的柵極連接，構(gòu)成所述軌到軌輸入運算放大器的正輸入端；所述第二輸入nmos管的柵極和所述第二輸入pmos管的柵極連接，構(gòu)成所述軌到軌輸入運算放大器的負(fù)輸入端；所述第一輸入nmos管的源極、所述第二輸入nmos管的源極和所述第五nmos管的漏極連接；所述第一輸入pmos管的源極、所述第二輸入pmos管的源極和所述第四pmos管的漏極連接；所述第五nmos管的柵極與所述第四nmos管的柵極連接，以接收所述偏置電壓；所述第四pmos管的柵極與所述第一pmos管的柵極連接，以接收所述偏置電壓；所述第四pmos管的源極接所述軌到軌輸入運算放大器的正電源電壓；所述第五nmos管的源極接所述軌到軌輸入運算放大器的負(fù)電源電壓。

6、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述軌到軌輸入運算放大器的輸出端與所述軌到軌輸入運算放大器的正輸入端或負(fù)輸入端連接；其中，所述軌到軌輸入運算放大器的輸出端與所述軌到軌輸入運算放大器的負(fù)輸入端連接時，所述軌到軌輸入運算放大器的正輸入端輸入所述外部輸入信號；所述軌到軌輸入運算放大器的輸出端與所述軌到軌輸入運算放大器的正輸入端連接時，所述軌到軌輸入運算放大器的負(fù)輸入端輸入所述外部輸入信號。

7、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述差分輸入幅度大于所述檢測閾值時，所述選擇控制信號為高電平，所述多路選擇器響應(yīng)于所述選擇控制信號將所述共模輸入信號輸入至所述第二nmos管的柵極；所述差分輸入幅度小于或等于所述檢測閾值時，所述選擇控制信號為低電平，所述多路選擇器響應(yīng)于所述選擇控制信號將所述外部輸入信號輸入至所述第二nmos管的柵極。

8、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述檢測閾值根據(jù)所述第七nmos管的寬長比、所述第八nmos管的寬長比、所述第九nmos管的寬長比、所述第六pmos管的寬長比、所述第七pmos管的寬長比、所述第八pmos管的寬長比或所述第九pmos管的寬長比中的至少一項進(jìn)行調(diào)整設(shè)置。

9、本技術(shù)的軌到軌輸入偏置電路的檢測模塊可以自動檢測軌到軌輸入運算放大器的差分輸入幅度并生成選擇控制信號，在差分輸入幅度超過檢測閾值時，偏置模塊可以響應(yīng)于選擇控制信號根據(jù)軌到軌輸入運算放大器的共模輸入信號提供偏置電壓和偏置電流，從而可以避免輸入跨導(dǎo)變化，使得軌到軌輸入運算放大器在響應(yīng)大幅度瞬態(tài)輸入時具備軌到軌的輸入范圍；在差分輸入幅度不大于檢測閾值時，偏置模塊可以響應(yīng)于選擇控制信號根據(jù)軌到軌輸入運算放大器的外部輸入信號提供偏置電壓和偏置電流，將偏置電流與輸出信號解耦，由外部輸入信號直接偏置，從而可以避免使用chopping技術(shù)時輸出端產(chǎn)生的失調(diào)紋波引起偏置電流變化，使得輸出失調(diào)不隨共模輸入信號變化，可以顯著提升共模抑制比。

10、根據(jù)下面參考附圖對示例性實施例的詳細(xì)說明，本技術(shù)的其它特征及方面將變得清楚。