NL1027052C2

NL1027052C2 - Operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB.

Info

Publication number: NL1027052C2
Application number: NL1027052A
Authority: NL
Inventors: Kyeon-Tae Moon
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-10-13
Filing date: 2004-09-16
Publication date: 2006-02-14
Also published as: KR100560413B1; JP2005124173A; NL1027052A1; CN1607724A; TW200518445A; TWI327820B; US7187235B2; US20050077961A1; KR20050035547A; CN100481718C

Description

Korte aanduiding: Operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB.

KRUIS-REFERENTIE NAAR VERWANTE AANVRAGEN

Deze aanvrage roept de prioriteit in van de Koreaanse octrooiaanvrage nr. 2003-70964 die is ingediend op 13 oktober 2003, waarvan de inhoud hierin in zijn geheel door verwijzing is opgenomen.

5

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

1. Gebied van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een operationele versterker van rail-naar-rail van klass AB.

10 2. Beschrijving van de stand van de techniek

Een operationele versterker heeft een eindige spanningsver-sterking, een eindig ingangsimpedantie en een uitgangsimpedantie die groter is dan nul.

In het algemeen moet de operationele versterker een hoge span-15 ningsversterking hebben en de hoge spanningsversterking over een hoge frequentie handhaven. In het algemeen neemt de spanningsversterking van de operationele versterker af als de frequentie toeneemt.

De operationele versterker moet ook een hoge ingangsimpedantie én een lage uitgangsimpedantie hebben.

20 Een operationele versterker uit een complementaire metaal- oxide-halfgeleider (CMOS) met een rail-naar-rail-ingangstrap en een rail-naar-rail uitgangstrap is geopenbaard in US octrooi nr. 5 311 145. Volgens de CMOS operationele versterker van het US octrooi nr.

5 311 145 is een zwevende stroombron verbonden met een sommeringscha-25 keling voor het toevoeren van een stroom aan de sommeringschakeling, en een voorstroom wordt toegevoerd aan de uitgangstransistoren van een uitgangstrap van klasse AB.

Volgens de CMOS operationele versterker van US octrooi nr.

5 311 145 kan het oppervlak van de operationele versterker toenemen 30 omdat de zwevende stroombron een aantal transistoren heeft. Bovendien is het aantal transistoren opgesteld langs een signaalweg. Volgens de frequentiedomeinkarakteristiek van de spanningsversterking, heeft de spanningsversterking een aantal polen als gevolg van de transistoren en de bedradingen die zijn opgesteld begrenzend aan de signaalweg, 1027052 - 2 - zodat de frequentiekarakteristiek van de operationele versterker kan zijn verslechterd.

Volgens de CMOS operationele versterker van US octrooi nr.

5 311 145 zijn twee voorspanningtransistoren Qdj en Qd2 parallel aan 5 elkaar geschakeld, en een uitgangsspanning van een diode-geschakelde schakeling wordt toegevoerd aan een poörtelektrode van elk van de voorspanningbesturingstransistoren. De CMOS operationele versterker van US octrooi nr. 5 311 145 kan niet door een extern besturingssig-naal worden bestuurd, en een poortspanning van de uitgangstrap vari-10 eert overeenkomstig verscheidene parameters die in een vervaardi- gingsproces van de operationele versterker zijn bepaald, en de statische voorstroom van de uitgangstrap kan afhangen van het vervaardi-gingsproces van de operationele versterker.

Dienovereenkomstig kunnen de frequentiekarakteristiek en de 15 fasekarakteristiek van de operationele versterkers zijn verslechterd als gevolg van de transistoren en de bedradingen die grenzend aan de signaalweg zijn opgesteld.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

20 Dienovereenkomstig wordt de onderhavige uitvinding verschaft voor het in hoofdzaak wegnemen van één of meer problemen als gevolg van beperkingen en de nadelen van de stand van de techniek.

De onderhavige uitvinding verschaft een operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB die een statische voorstroom van 25 een uitgangstrapschakeling van de operationele versterker kan besturen gebruikmakend van externe besturingssignalen.

De onderhavige uitvinding verschaft ook een operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB die het verslechteren van een fasekarakteristiek van de operationele versterker als gevolg van 30 transistoren en bedradingen die grenzend aan de signaalweg zijn opgesteld, kan verhinderen.

In overeenstemming met een aspect van de uitvinding bevat een operationele versterker van rail-naar-rail een differentiële in-gangstrapschakeling, een stroomsommeringsschakeling, een uitgangs-35 trapschakeling en een voorspanningbesturingschakeling. De differentiële ingangstrapschakeling bevat een eerste verschilversterker en een tweede verschilversterker. De eerste verschilversterker is verbonden met een negatieve voedingsrailspanning via een eerste stroombron, en de tweede verschilversterker is verbonden met een positieve - 3 - voedingsrailspanning via een tweede stroombron. De stroomsommerings-schakeling bevat een stroomspiegelschakeling, een derde stroombron en een vierde stroombron. De stroomsommeringsschakeling is geschakeld tussen de positieve en negatieve voedingsrailspanningen en ontvangt 5 een uitgangssignaal van de differentiële ingangstrapschakeling. De uitgangstrapschakeling is verbonden met uitgangsklemmen van de stroomsommeringsschakeling voor het verschaffen van een versterkt verschilsignaal. De uitgangstrapschakeling is geschakeld tussen de positieve en negatieve voedingsrailspanningen. De voorspanningbestu-10 ringsschakeling is verbonden met de uitgangsklemmen van de stroomsommeringsschakeling en is geschakeld tussen de stroomspiegelschakeling en vierde stroombron. De voorspanningbesturingsschakeling ontvangt ten minste een voorspanningbesturingssignaal voor het besturen van een voorspanning van ingangsklemmen van de uitgangstrapschakeling, en 15 voor het besturen van een voorstroom van de uitgangstrapschakeling.

Bijvoorbeeld bevat de operationele versterker van rail-naar- i rail verder een frequentiecompensatieschakeling. De frequentiecompen-satieschakeling is ingericht voor het compenseren van een frequentie-karakteristiek van een uitgangssignaal van de uitgangstrapschakeling. 20 De frequentiecondensatieschakeling kan zijn geschakeld tussen een uitgangsklem van de differentiële ingangstrapschakeling en een uit-gangsklem van de uitgangstrapschakeling. De frequentiecompensatieschakeling kan een eerste condensator en een tweede condensator bevatten .

25

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENING

De voorafgaande en andere kenmerkend en voordelen van de uitvinding zullen duidelijk worden uit de meer bijzonder beschrijving j van een uitvoeringsvorm van de uitvinding, zoals die in de bijgaande 30 tekening is geïllustreerd. De tekening is niet noodzakelijkerwijs op schaal maar de nadruk is in plaats daarvan gelegd op het illustreren | van de principes van de uitvinding.

j Figuur 1 is een schakelingschema dat een operationele verster ker van rail-naar-rail van klasse AB volgens een illustratieve uit-35 voeringsvorm van de onderhavige uitvinding toont.

. Figuur 2A en 2B zijn equivalente kleinsignaalschakelingen die de transistoren van de operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB volgens een illustratieve uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, modelleren.

- 4 -

Figuur 3 is een equivalente kleinsignaalschakeling die transistoren in een uitgangstrapschakeling van de operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB volgens een illustratieve uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, modelleert.

5 Figuur 4 is een schakelingschema dat een operationele verster ker van rail-naar-rail van klasse AB volgens een andere illustratieve uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding toont.

Figuren 5A en 5B zijn bodegrafieken die fasemarges van de operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB van de onderha-10 vige uitvinding, tonen.

BESCHRIJVING VAN UITVOERINGSVORMEN

(Uitvoeringsvorm 1)

Figuur 1 is een schakelingschema dat een operationele verster-15 ker van rail-naar-rail van klasse AB volgens een illustratieve uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding toont.

Onder verwijzing naar Figuur 1 bevat de operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB een differentiële ingangstrap-schakeling 10, een stroomsommeringschakeling 20, een voorspanningbe-20 sturingschakeling 30 en een uitgangstrapschakeling 40.

De differentiële ingangstrapschakeling 10 bevat eerste en tweedé verschilversterkers 12 en 14 en een eerste en tweede stroombronnen 16 en 18.

De eerste verschilversterker 12 bevat NMOS transistoren QN1 en 25 QN2. De NMOS transistoren QN1 en QN2 kunnen een aangepast transistor-paar zijn. De NMOS transistoren QN1 en QN2 hebben een configuratie met gemeenschappelijke bron. Bronelektroden van elk van de transistoren QN1 en QN2 zijn verbonden met een gemeenschappelijk knooppunt NI, en een eerste stroombron 16 is geschakeld tussen het gemeenschappe-30 lijke knooppunt NI en een negatieve voedingsrailspanning Vss. De eerste stroombron 16 bevat een NMOS transistor QC1, en neemt een voorstroom van de eerste verschilversterker 12 op zodat aan de transistoren QNl en QN2 een in hoofdzaak constante voorstroom wordt toegevoerd. Een voorspanningbesturingsspanning VS1 die wordt ingevoerd in 35 een poortelektrode van de transistor QC1 bestuurt de hoeveelheid voorstroom die aan de verschilversterker 12 wordt toegevoerd.

De tweede verschilversterker 14 bevat PMOS transistoren QPl en QP2. De PMOS transistoren QPl en QP2 kunnen een aangepast transistor-paar zijn. De PMOS transistoren QPl en QP2 hebben een configuratie -5-.

met een gemeenschappelijke bron. Bronelektroden van elk van de transistoren QP1 en QP2 zijn verbonden met een gemeenschappelijk knooppunt N2, en een tweede stroombron 18 is geschakeld tussen het gemeenschappelijke knooppunt N2 en de positieve voedingsrailspanning Vdd.

5 De tweede spanningsbron 18 bevat een PMOS transistor QC2 en neemt een voorstroom van de tweede verschilversterker 14 op zodat aan de transistoren QP1 en QP2 een in hoofdzaak constante voorstroom wordt toegevoerd. Een voorspanningbesturingspanning VS2 die wordt ingevoerd in een poortelektrode van de transistor QC2 bestuurt de hoeveelheid 10 voorstroom die aan de tweede verschilversterker 14 wordt toegevoerd.

Bijvoorbeeld heeft de voorstroom die wordt toegevoerd aan de eerster verschilversterker 2 in hoofdzaak dezelfde waarde als de voorstroom die aan de tweede verschilversterker 14 wordt toegevoerd. Dat wil zeggen dat de voorspanningbesturingspanningen VS1 en VS2 15 zodanig kunnen worden bestuurd dat de voorstroom die aan de eerste verschilversterker 12 wordt toegevoerd in hoofdzaak dezelfde waarde heeft als de voorstroom die aan de tweede verschilversterker 14 wordt toegevoerd.

Poortelektroden van de transistoren QPl en QN1 zijn 20 gemeenschappelijk verbonden met een positieve ingangsklem POS, en poortelektroden van de transistoren QP2 en QN2 zijn gemeenschappelijk verbonden met een negatieve ingangsklem NEG.

Afvoerelektroden van de transistoren QN1 en QN2 zijn uitgangs-klemmen (knooppunten N3, N4) van de eerste verschilversterker 12. In 25 het bijzonder is de afvoerelektrode van de QN1 een uitgangsklem (knooppunt N3) van de eerste verschilversterker 12 in een kleinsig-naalbedrijfswijze. Afvoerelektroden van de transistoren QPl en QP2 zijn uitgangSkleiranen (knooppunten N5, N6) van de tweede verschilversterker 14. In het bijzonder is de afvoerelektrode van de QPl een 30 uitgangsklem (knooppunt N5) van de tweede verschilversterker 14 in een kleinsignaalbedrijfswijze.

De operationele versterker voert een rail-naar-rail-werking uit in de differentiële ingangstrapschakeling 10. Een ingangspanning in gemeenschappelijke mode op de differentiële ingangstrapschakeling 35 10 varieert over het bereik tussen de positieve voedingsrailspanning

Vdd en de negatieve voedingsrailspanning Vss.

De stroomsommeringschakeling 20 bevat een stroomspiegelschake-ling 22 en ten minste een stroombron. De stroomspiegelschakeling 22 is geschakeld tussen de positieve voedingsrailspanning Vdd en de ne- - 6 - gatieve voedingsrailspanning Vss. De ten minste ene stroombron is geschakeld tussen de voorspanningbesturingschakeling 30 en de negatieve voedingsrailspanning Vss.

De stroomspiegelschakeling 22 bevat de transistoren QS1, QS2, 5 QS3, QS4, QS5 en QS6. Bijvoorbeeld zijn de transistoren QS1 tot en met QS4 PMOS transistoren. Een eerste gemeenschappelijke-poortver-sterker bevat de transistoren QS3 en QS4, en een tweede gemeenschappelijke-poortversterker bevat de transistoren QS5 en QS6. Een poortelektrode van de transistor QS1 is gemeenschappelijk verbon-10 den met een poortelektrode van de transistor QS2 en is verbonden met een afvoerelektrode van de transistor QS3. Bovendien zijn bronelek-troden van de transistoren QS1 en QS2 verbonden met de positieve voedingsrailspanning Vdd. Een afvoerelektrode van de transistor QS1 is verbonden met een afvoerelektrode van de transistor QN2 van de eerste 15 verschilversterker 12 en is verbonden met een bronelektrode van de transistor QS3.

Een poortelektrode van de transistor QS2 is verbonden met een afvoerelektrode van de transistor QS3. Een afvoerelektrode van de transistor QS2 is verbonden met een afvoerelektrode van de transistor 20 QN1, een bronelektrode van de transistor QS4 en een bronelektrode van de transistor QB4.

Bronelektroden van de transistoren QS3 en QS4 zijn met elkaar verbonden, zijn gemeenschappelijk verbonden met een poortelektrode van de transistor QB4 van de voorspanningbesturingschakeling 30 en 25 ontvangen een tweede voorspanning VB2.

Een bronelektrode van transistor QS3 is verbonden met een afvoerelektrode van de transistor QS1 en een afvoerelektrode van de transistor QN2. Een afvoerelektrode van de transistor QS3 is verbonden met poortelektroden van de transistoren QS1 en QS2 en is verbon-30 den met een afvoerelektrode van de transistor QS6. De transistoren QS1 en QS3 vormen een negatieve terugkoppelschakeling dié een klein signaal dat door de transistor QN2 van de eerste verschilversterker 12 wordt versterkt, regelt.

Een afvoerelektrode van de transistor QS4 verbonden met een 35 afvoerelektrode van de transistor QB1 van de voorspanningbesturing-schakeling 30 en een poortelektrode van de transistor QL1 van de uit-gangstrapschakeling 40. De transistor QS4 is gevouwen cascode-gescha-keld met de transistor QN1 van de eerste verschilversterker 12 en vormt daardoor een höofdsignaalweg in een kleinsignaalbedrijfswijze.

- 7 -

De stroomsommeringschakeling 20 bevat ten minste een stroombron bijvoorbeeld twee stroombronnen 24 en 26.

De derde stroombron 24 bevat een transistor QS7. Een poortelektrode van de transistor QS7 ontvangt de 5 voorspanningbesturingspanning VS1. Een bronelektrode van de transistor QS7 is verbonden.met.de negatieve voedingsrailspanning Vss, en een afvoerelektrode van de transistor QS7 is verbonden met een bronelektrode van de transistor QS6 en een afvoerelektrode van de transistor QP2 van de tweede verschilversterker 14.

10 De vierde stroombron 26 bevat een transistor QS8. Een poort elektrode van de transistor QS8 is gemeenschappelijk verbonden met de poortelektroden van de transistoren QS1 en QS7, en ontvangt de voorspanningbesturingspanning VS1. Een bronelektrode van de transistor QS8 is verbonden met de negatieve voedingsrailspanning 15 Vss, en een afvoerelektrode van de transistor QS8 is verbonden met een bronelektrode van de transistor QS5, een afvoerelektrode van de transistor QPl van de tweede verschilversterker 14 en een bronelektrode van de transistor QB2 van de voorspanningbesturingschakeling 30.

20 Een poortelektrode van de transistor QS6 is gemeenschappelijk verbonden met poortelektroden van de transistoren QB2 en QS5. De poortelektrode van de transistor QS6 ontvangt een eerste voorspanning VB1.

Een signaalweg die is samengesteld uit de transistoren QS3 en 25 QS4 sommeert stromen. Als een klein spanningsignaal wordt aangelegd aan de NEG klem, stroomt een klein signaal dat wordt gegenereerd door de transistor QN2 in de transistor QS3, en een klein signaal dat wordt gegenereerd door de transistor QP2 stroomt in de transistor QS6. Aldus worden de kleine signalen bij elkaar opgeteld in de sig-30 naalweg die is samengesteld uit de transistoren QS3 en QS6. Als de transconductantie (gm) en de kleinsignaaluitgangsweerstand (rO) van de transistor QN2 dezelfde zijn als die van de transistor QP2 en de transconductantie (gm) en de kleinsignaaluitgangsweerstand (rO) van de transistor QS3 dezelfde zijn als die van de transistor QS6 zijn de 35 gesommeerde kleine signalen 0 op de afvoer van de transistoren QS3 en QS6.

Een afvoerelektrode van de transistor QS5 is verbonden met een afvoerelektrode van de transistor QB3 van de voorspanningbesturings-schakeling 30 en een poortelektrode van de transistor Q02 van de uit- - 8 - gangstrapschakeling 40. De transistor QS5 is gevouwen cascode-gescha-keld met de transistor QP1 van de tweede verschilversterker 14 en vormt daardoor een hoofdsignaalweg in een kleinsignaalbedrijfswijze.

De voorspanningbesturingschakeling 30 bevat' een eerste 5 voorspanningbesturingschakeling 32 en een tweede voorspanningbesturingsschakeling 34. De eerste voorspanningbesturingsschakeling 32 is geschakeld tussen de . transistoren QS4 en QS8. De tweede voorspanningbesturingsschakeling 34 is geschakeld tussen de transistoren QS2 en QS5.

10 De eerste voorspanningbesturingsschakeling 32 bevat voorspanningbesturingstransistoren QBl en QB2. Een poortelektrode van de voorspanningbesturingstransistor QB1 ontvangt de eerste besturing-spanning VC1, en een bronelektrode van de voorspanningbestu-ringstransistor QBl is verbonden met een afvoerelektrode van de tran-15 sistor QB2.

Een poortelektrode van de voorspanningbesturingsstransistor QB2 ontvangt de eerste voorspanning VB1.

Een poortvoorspanning van de transistor QOl heeft een spanningsniveau dat van tevoren is bepaald door de signaalweg die is 20 samengesteld uit de transistoren QS4, QBl en QB2. Een poortvoorspanning van de transistor QOl wordt bestuurd door de tweede poortspan-ning VB2 en de eerste besturingsspanning VC1.

De tweede voorspanningbesturingsschakeling 34 bevat voorspanningbesturingsstransistoren QB3 en QB4. Een poortelektrode 25 van de voorspanningbesturingstransistor QB3 ontvangt de tweede besturingspanning VC2, en een bronelektrode van de voorspanningbesturingstransistor QB3 is verbonden met een afvoerelektrode van de transistor QB4.

Een poortelektrode van de voorspanningbesturingstransistor QB4 30 ontvangt de tweede voorspanning VB2.

Een poortvoorspanning van de transistor Q02 heeft een spanningsniveau dat van tevoren is bepaald door de signaalweg die is samengesteld uit de transistoren QS5, QB3 en QB4. Een poortvoorspanning van de transistor Q02 wordt bestuurd door de eerste voorspanning 35 VB1 en de tweede besturingsspanning VC2.

De uitgangstrapschakeling 40 bevat de transistoren QOl en Q02.

Een bronelektrode van de transistor QOl is verbonden met de positieve voedingsrailspanning Vdd, en een afvoerelektrode van de transistor QOl is verbonden met een afvoerelektrode van de transistor - 9 - Q02 en de uitgangsklem VOUT van de operationele versterker. Een poor-telektrode van de transistor Q01 is verbonden met een afvoerelektrode van de transistor QS4 van de stroomsoinmeringschakeling· 20 en een afvoerelektrode van de transistor QB1 van de eerste voorspanningbestu-5 ringsschakeling 32.

Een bronelektrode van de transistor Q02 is verbonden met de negatieve voedingsrailspanning Vss, en een afvoerelektrode van de transistor Q02 is verbonden met een afvoerelektrode van de transistor QOl en de uitgangsklem VOUT van de operationele versterker.

10 De transistoren QOl en Q02 hebben een gemeenschappelijke-bron- configuratie. De voorstroom van de transistoren QOl en Q02 wordt bepaald door de voorspanning die wordt aangelegd aan de poortelektrode van de transistoren QOl en Q02. De operationele versterker werkt dus als een operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB.

15 Hierna wordt de werking van de operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB volgens een illustratieve uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding beschreven.

Onder verwijzing naar Figuur 1 vormen de transistors QN1 en QN2 van de eerste verschilversterker 12 een verschilpaar, en de tran-20 sistoren QP1 en QP2 van de tweede verschilversterker vormen een verschilpaar.

Bijvoorbeeld is de eerste verschilversterker 12 samengesteld uit NMOS transistoren en is de tweede verschilversterker 14 samengesteld uit PMOS transistoren. De drempelspanningen van de transistoren 25 QNl en QN2 kunnen dezelfde zijn als de NMOS transistoren QN1 en QN2 een aangepast transistorpaar vormen. De drempelspanningen van de transistoren QP1 en QP2 kunnen dezelfde zijn als de PMOS transistoren QP1 en QP2 een aangepast transistorpaar vormen.

Hierna wordt aangenomen dat de transistoren van de differenti-30 ele ingangstrapschakeling 10 in een verzadigingsgebied werken, en het substraateffect van de transistoren wordt genegeerd.

Ten eerste ligt het ingangspanningsbereik van de eerste verschilversterker 12 tussen Vminl en Vmaxl. Vminl is een minimale waarde van de ingangspanning van de eerste verschilversterker 12 en 35 Vmax 1 is een maximale waarde van de ingangspanning van de eerste verschilversterker 12.

(Uitdrukking 1)

Viminl = Vss + Acl + Vgsn -ιοί waarin Vss de negatieve voedingsrailspanning representeert, Acl de afvoer-bronspanning in een verzadigingsmode (|Vds,sat|) van transistor QC1, en Vgsn represtenteert een poort-bronspanning van de trasis-5 toren QN1 en QN2.

Aangezien Vgsn = Δη + Vtn (Vtn representeert een drempelspan-ning van de transistors QN1 en QN2, Δη representeert |Vds,sat| van de transistoren QN1 en QN32) , wordt de uitdrukking 2 verkregen.

10 (Uitdrukking 2)

Viminl = Vss + Δοΐ + Δη + Vtn (Uitdrukking 3)

Vimaxl = Vdd - Asl + Vgdn 15 , waarbij Vdd de positieve voedingsrailspanning representeert, en Asl |Vds,sat| van de transistoren QS1 en QS2. Aangezien de transistoren QS1 en QS2 aan elkaar zijn aangepast en een stroomspiegel vormen. Aldus zijn de |Vds,sat| van de transistoren QS1 en QS2 dezelfde. Vgdn 20 representeert een poort-afvoerspanning van de transistoren QN1 en QN2. De maximale waarde van de VgdN is Vtn die de poort-afvoerspanning van de transistoren QN1 en QN2 is op het moment van afknijpen.

Aldus wordt de uitdrukking 3 uitgedrukt als uitdrukking 4.

25 (Uitdrukking 4)

Vimaxl = Vdd - Δβΐ + Vtn

In het algemeen is (Vdd - Δ31 + Vtn) groter dan Vdd, en ligt het ingangspanningsbereik in de gemeenschappelijke mode van de eerste verschilversterker 12 tussen (Vss + Acl + Δη + Vtn) en Vdd.

30 Het ingangspanningsbereik van de tweede verschilversterker 14 ligt tussen Vmin2 en Vmax2. Vmin2 is de minimale waarde van de in-gangspanning van de tweede verschilversterker 14 en Vmax2 is de maximale waarde van de ingangspanning van de tweede verschilversterker 14.

35 (Uitdrukking 5)

Vimin2 + Vss + As2 + Vgdp

As2 representeert |Vds,sat| van de twee aangepaste transistoren QS7 en QS8. Vgdp representeert een poort-afvoerspanning van de transistoren QP1 en QP2. Aangezien de minimale waarde van Vgdp -|vtp| is (Vtp representeert een drempelspanning van de transistoren QP1 en QP2), wordt de uitdrukking 5 uitgedrukt als uitdrukking 6.

.-11- 5 (Uitdrukking 6)

Vimin2 = Vss + As2 -| Vtpl (Uitdrukking 7)

Vimax2 = Vdd - Δο2 + Vgsp 10 , waarbij Ac2 |Vds,sat| van transistor QC2 representeert. Vgsp repre senteert een poort-bronspanning van de transistoren QP1 en QP2. Aangezien Vgsp gelijk is aan (-Ap-|Vtp|), wordt uitdrukking 7 uitgedrukt als uitdrukking 8. Δρ representeert |Vds,sat| van de transistoren QP1 en QP2.

15 (Uitdrukking 8)

Vimax2 = Vdd - Δο2 - Δρ - |Vtp|

In het algemeen is (Vss + As2 -| Vtp|) lager dan Vss, en ligt het ingangsspanningsbereik in de gemeenschappelijke mode van de 20 tweede verchilversterker tussen Vss en (Vdde - Ac2 - Δρ -| Vtpl). De voorspanningbesturingspanning VS1 van de transistor QC1 is (Vss + Vtn + Δη) eri de voorspanningbesturingspanning VS2 van transistor QC2 is (Vdd - Δρ - |Vtp|) zodat de eerste en tweede verschilversterker 12 en 14 aan de bovenstaande uitdrukkingen voldoen.

25 De differentiële ingangstrapschakeling 10 heeft drie werkge bieden.

In een eerste bedrijfswijze ligt de ingangspanningsbereik tussen Vss en (Vss+ Δοΐ + Δη + Vtn), zijn de transistoren QN1 en QN2 van de eerste verschilversterker 12 uitgeschakeld, en is de tweede ver- 30 schilversterker 14 aangeschakeld om te werken in de verzadigingsmode. Als de uitgangsweerstand van de differentiële ingangstrap 10 R0 is in een kleinsignaalbedrijfswijze, is de laagfrequente spanningsverster-king in de verschilmode Gmp (een transconductantie van de transistoren QP1 en QP2) x R0.

35 In een tweede bedrijfswijze ligt het ingangspanningsbereik tussen (Vss + Acl + Δη + Vtn) en (Vdd - Ac2 - Δρ - | Vtpl), zijn de eerste en tweede verschilversterkers 12 en 14 aangeschakeld, en werken de transistoren van de eerste en tweede verschilversterkers 12 en 14 in de verzadigingsmode. Dus als een transconductantie van de tran- - 12 - sistoren QN1 en QN2 in de kleinsignaal bedrijfswijze {Gmn is;.VERT.), is de laagfrequente spanningsversterking in de verschilmode (Gmn +

Gmp) x Ro.

In een derde bedrijfswijze ligt het ingangspanningsbereik tus-5 sen (Vdd - Ac2 - Δρ - |Vtp|) en Vdd, is de eerste verschilversterker 12 aangeschakeld, werken de transistoren QN1 en QN2 in de verzadi-gingsmode, en is de tweede verschilversterker 14 uitgeschakeld. De laagfrequente spanningsversterking in de verschilmode is Gmp x Ro.

De kleinsignaalspanningsversterking varieert afhankelijk van 10 de ingangspanning in de gemeenschappelijke mode, en de kleinsignaal-spanningsversterking heeft niet-lineaire karakteristieken. In het geval echter dat de operationele versterker wordt gebruikt in een negatieve terugkoppelschakeling, kan de niet-lineaire karakteristiek worden veranderd in een lineaire karakteristiek als de kleinsignaal 15 spanningsversterking groot genoeg is door het geheel van het ingangs-spanningsbereik in de gemeenschappelijke mode.

De operationele versterker kan dus door het gehele ingangspanningsbereik in de gemeenschappelijke mode (van Vss tot Vdd) werken.

De voorspanningbesturingschakeling 30 is geschakeld tussen de 20 stroomspiegelschakeling 20 en de vierde stroombron 26. De voorspanning besturingschakeling 30 bestuurt de poortvoorspanning van de uitgangstrapschakeling 40 gebaseerd op externe voorspanningbesturingsignalen VC1 en VC2. De poortvoorspanning van de uitgangstrapschakeling 40 bepaalt de statische voorstroom van de uit-25 gangstrapschakeling 40, en de statische voorstroom van de uitgangs-trap 40 kan dus door de externe voorspanningbesturingsignalen VC1 en VC2 worden bestuurd.

De derde stroombron 24 heeft een stroomputfunctie. Een voorstroom die wordt verschaft door de positieve voedingsringspanning Vdd 30 vloeit in de transistoren QS3 en QS6 via de transistor QS1 van de stroomspiegel 22, en de derde stroombron 24 neemt de stroom op die vloeit langs de signaalweg die is samengesteld uit de transistoren QC2 en QP2. De transistoren QC1, QS7 en QS8 kunnen een aangepast transistorpaar zijn en de poortelektroden van de transistoren QC1, 35 QS7 en QS8 zijn met elkaar verbonden, en aldus zijn de voorstromen die vloeien door de eerste, derde en vierde stroombronnen 16, 24 en 26 in hoofdzaak dezelfde.

De transistor QS8 van de vierde stroombron 26 neemt een voorstroom op die vloeit door de voorspanningbesturingschakeling 30. Een - 13 - ! i voorstroom die wordt verschaft door de positieve voedingsrailspanning Vdd via de transistor QS2 wordt in twee vertakkingstromen verdeeld, waarbij de vertakkingstromen respectievelijk in de eerste en tweede voorspanningbesturingschakelingen 32 en.34 stromen om te worden | 5 gecombineerd bij de afvoerelektrode van de transistor QS8, en de ; gecombineerde stromen vloeien in de negatieve voedingsrailspanning ; Vss via de transistor QS8.

Bijvoorbeeld zijn de transistoren QS4 en QB4 een aangepast transistorpaar. De poortelektroden van de transistoren QS4 en QB4 10 zijn met elkaar verbonden. De voorstroom die vloeit door de transistor QS4 is dus in hoofdzaak dezelfde als de voorstroom die door de transistor QB4 vloeit.

Bijvoorbeeld zijn de transistoren QS5 en QB2 een aangepast transistorpaar. De poortelektroden van de transistoren QS5 en QB2 15 zijn met elkaar verbonden. De voorstroom die door de transistor QS5 vloeit is dus in hoofdzaak dezelfde als de voorstroom die door de transistor QB2 vloeit.

Hierna wordt aangenomen dat de transistoren van de stroomsom-meringschakeling 20, de voorspanningbesturingschakeling 30 en de 20 uitgangstrapschakeling 40 in het verzadigingsgebied werken, en dat het substraateffect van de transistoren wordt genegeerd.

Allereerst ligt het poortspanningsbereik van de uitgangstrapschakeling 40 tussen Vominl en Vomaxl. Vominl is minimale waarde van de poortspanning van de transistor QOl, en Vomaxl is de maximale 25 waarde van de poortspanning van de transistor QOl.

(Uitdrukking 9)

Vominl = VC1 - Vgdbl , waarbij Vgdbl een poort-afvoerspanning van transistor QB1 represen-30 teert. Aangezien de maximale waarde van Vgdbl Vtbl is (Vtbl representeert een drempelspanning van de transistor QB1), wordt de uitdrukking 9 uitgedrukt als uitdrukking 10.

(Uitdrukking 10) 35 Vominhl = VC1 - Vtbl Dé maximale waarde Vomax 1 van de poortspanning van de transistor QOl wordt uitgedrukt als de uitdrukkingen 11 en 12.

(Uitdrukking 11) - 14 -

Vomaxl = VB2 - Vgds4

Vgds4 representeert een poort-afvoerspanning van de transistor QS4. Aangezien de maximale waarde van Vgds4 - |Vts4| is (Vts4 representeert een drempelspanning van transistor QS4), wordt de uitdruk-5 king 11 uitgedrukt als uitdrukking 12.

(Uitdrukking 12)

Vomaxl = VB2 + |Vts4|

De poortspanning van de transistor QOl ligt dus in een bereik tussen (VCl-Vtbl) en VB2 + |Vts4|).

Het poortspanningsbereik van de transistor Q02 van de uit-20 gangstrapschakeling 40 ligt tussen Vomin2 en Vomax2. Vomin2 is een minimale waarde van de poortspanning van de transistor Q02, en Vomax2 is een maximale waarde van de poortspanning van de transistor Q02.

(Uitdrukking 13) 25 Vomin2 = VB1 - Vgds5

Vgds5 representeert de poort-afvoerspanning van de transistor QS5. Aangezien de maximale waarde van Vgds5 Vts5 is (Vts5 representeert een drempelspanning van de transistorQS5), wordt uitdrukking 13 uitgedrukt als uitdrukking 14.

30 (Uitdrukking 14)

Vomin2 = VB1 -Vts5 (Uitdrukking 15) 35 Vomax2 = VC2 - Vgdb3

Vgdb3 representeert de poort-afvoerspanning van de transistor QB3. Aangezien de minimale waarde van Vgdb3 -|Vtb3| is (Vtb3 representeert een drempelspanning van de transistor QB3), wordt uitdrukking 15 uitgedrukt als uitdrukking 16.

- 15 - (Uitdrukking 16)

De poortspanning van de transistor Q02 ligt dus in een bereik tussen (VB1-Vts5) en (VC2 + |Vtb3|).

15 De voorspanningbesturingsschakeling 30 bestuurt de poortvoor- spanning van de uitgangstrapschakeling 40 gebaseerd op de externe voorspanningbesturingsignalen VB1 en VB2 en de poórt-afvoerspanningen van de transistoren QB1, QB2, QB3 en QB4. De poortvoorspanning van de uitgangstrapschakeling 40 bepaalt de voorstroom van de uitgangs-20 trapschakeling 40, en de voorstroom van de uitgangstrapschakeling 40 kan dus door de externe voorspanningbesturingsignalen VBl en VB2 worden bestuurd.

Figuren 2A en 2B zijn equivalente kleinsignaalschakelingen die transistoren van de operationele versterker van rail-naar-rail van 25 klassen AB volgens een illustratieve uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, modelleren.

Figuur 2A is een equivalente kleinsignaalschakeling die de transistoren QN1 en QS4 die een hoofdsignaalweg van het aan de POS klem toegevoerde kleine signaal samenstellen, modelleren. In Figuur 30 2A wordt de kleinsignaalweerstand van de transistoren QS2 en QB4 genegeerd.

Onder verwijzing naar Figuur 2A werken de transistoren QN1 en QS4 in de verzadigingsmode en als een kleinsignaal vi wordt toegevoerd aan de poortelektrode van de transistor QN1 wordt een span-35 ningsgestuurde stroombron g^m x v± gegenereerd tussen de afvoer- en bronelektroden van de transistor QN1. Een kleinsignaalweerstand r0m is geschakeld tussen de afvoer- en bronelektroden van de transistor QN1. gnNi representeert een transconductantie van de transistor QN1.

De transistor QS4 is in gevouwen cascode-schakeling verbonden met de - 16 - transistor QN1. Een spanningsgestuurde stroombron g^* vx wordt gegenereerd tussen de afvoer- en bronelektroden van de transistor QS4. De vx is een kleinsignaaluitgangs.panning van de transistor QN1 en een kleinsignaalingangspanning van de transistor QS4. Een kleinsignaal-5 weerstand r0s4 is parallel geschakeld aan de spanningsgestuurde stroombron. gmS4 * vx. Als een ingangsweerstand van de transistoren die zijn verbonden met de afvoerelektrode van de transistor QS4 RLi is, is een kleinsignaalspanning aan beide einden van de weerstand RL1 v0i· Een kleinsignaalspanning V01 die wordt ingevoerd in de poort-10 elektrode van de transistro QOl kan worden uitgedrukt door uitdrukking 17 die een benadering is gebruikmakend van.de aanname dat g«nNi»l/*0Ni en gnsi » l/r0S4.

(Uitdrukking 17) 15 Voi = -gmni x {roHiX g,ns4 X roS4 | | Rtl) x Vi

Figuur 2B is een equivalente kleinsignaalschakeling die de transistoren QN1 en QS4 de de hoofdsignaalweg van het aan de POS klem toegevoerde kleine signaal samenstellen, modelleert.

In Figuur 2B is de kleinsignaalweerstand van de transistoren 20 QS8 en QB2 genegeerd.

' Ortder verwijzing naar Figuur 2B werken de transistoren QPl en QS5 in de verzadigingsmode en als het kleine signaal vi wordt toegevoerd aan de poortelektrode van de transistor QP1, wordt een spanningsgestuurde stroombron g^i * v± is gegenereerd tussen de afvoer- en 25 bronelektroden, van de transistor QPl. Een kleinsignaalweerstand r0pi is geschakeld tussen de afvoer- en bronelektroden van de transistor QPl. gapi representeert een transconductantie van de transistor QPl.

De transistor QA5 is in gevouwen cascode-schakeling verbonden met de transistor QPl. Een spanningsgestuurde stroombron g^x vy wordt gege-30 nereerd tussen de afvoer- en bronelektroden van de transistor QS5. De vy is een kleinsignaaluitgangspanning van de transistor QPl en een kleinsignaalingangspanning van de transistor QS5. Een kleinsignaal weerstand r0S5 is parallel geschakeld aan de spanningsgestuurde stroombron gmss x vy. Als een ingangsweerstand van de transistoren die 35 met de afvoerelektrode van de transistor QS5 zijn verbonden, Ru is, is een kleinsignaalspanning aan beide einden van de weerstand R^ v02.

Een kleinsignaalspanning v02 die wordt ingevoerd in de poortelektrode van de transistor Q02 kan worden uitgedrukt door uitdrukking - η - 18 die een benadering is gebruikmakend van de aanname dat gnPi»l/ropi en gmS5»l/r0s5· 5 (Uitdrukking 18) v02 = -gmPi x { (roPiX gnss x roS5 I I Ris) X Vi

Figuur 3 is een equivalente kleinsignaalschakeling die de transistoren in een uitgangstrapschakeling van de operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB volgens een illustratieve 10 uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvindingmodelleert.

Onder verwijzing naar Figuur 3 wordt, als het kleine signaal v0i aan de poortelektrode van de transistor QOl wordt toegevoerd, een spanningsgestuurde stroombron gnoi x voi gegenereerd tussen de afvoeren bronelektroden van de transistor QOl. Als het kleine signaal v02 15 wordt toegevoerd aan de poortelektrode van de transistor Q02 wordt een spanningsgestuurde stroombron gtó2x v02 gegenereerd tussen de afvoer- en bronelektroden van de transistor Q02. De spanningsgestuurde stroombron g^ x v02 is parallel geschakeld aan de spanningsgestuurde stroombron gmoi x v0i. De kleinsignaalweerstanden r0i en r02 zijn paral-20 lel geschakeld aan de spanningsgestuurde stroombron g^i x v0i en g„,o2 x V02 · r0i representeert een kleinsignaalweerstand van de transistor QOl en r0i representeert een kleinsignaalweerstand van de transistor Q02.

25 Een kleinsignaaluitgangspanning v0 van de operationele verster ker wordt uitgedrukt door uitdrukking 19.

(Uitdrukking 19) V0 =(gmoixV0i+ gm02 x v02) x (r01 || r02) 30 Zoals hierboven is beschreven besturen de externe voorspanningbesturingsignalen VB1 en VB2 de statische voorstroom van de uitgangstrapschakeling 40 zodat de operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB een geringe bedrijfstroom en een hoge kleinsignaalversterking kan hebben.

35 Het aantal transistoren dat wordt gebruikt in de voorspanningbesturingsschakeling 30 kan worden verminderd en aldus kan het chipoppervlak dat door de operationele versterker in beslag wordt genomen, worden verminderd.

- 18 - (Uitvoeringsvorm 2)

Figuur 4 is een schakelingschema dat een operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB volgens een andere illustratieve uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding toont.

5 De elementen van de schakeling van Figuur 4 zijn dezelfde als die van Figuur 1 met uitzondering van een frequentiecompensatiescha-keling 410. De beschrijving van deze zelfde elementen zal daarom niet worden herhaald.

Onder verwijzing naar Figuur 4 bevat de frequentiecompensatie-10 schakeling 410 bijvoorbeeld een eerste condensator Cl en een tweede condensator C2. De eerste condensator Cl is geschakeld tussen de af-voerelektrode van de transistor QS2 van de stroomsommeringschakeling 20 en de uitgangsklem VOUT van de operationele versterker.· De tweede condensator C2 is geschakeld tussen de afvoerelektrode van de tran-15 sistor QS8 van de stroomsommeringschakeling 20 en de uitgangsklem VOUT van de operationele versterker.

Aangezien de operationele versterker gewoonlijk wordt gebruikt in een negatieve terugkoppelschakeling wordt vereist dat de operationele versterker niet op een stabiele wijze oscilleert. Aangezien een 20 algemene operationele versterker gebruik maakt van een verschilver-sterker met een gemeenschappelijke-brönconfiguratie als een in-gangstrapsthakeling, heeft de algemene operationele versterker een voordeel van een hoge kleinsignaalversterking, maar de frequentieka-rakteristieken van de algemene operationele versterker zijn slechter. 25 De operationele versterker volgens de illustratieve uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding verschaft de gevouwen cascode-schakeling waarin de verschilversterkers (QN1 en QN2, QPl en QP2) met de gemeenschappen jke-bronconfiguratie zijn verbonden met de transisto-ren QS3, QS4, QS5, QS6 met de gemeenschappelijke-poortconfiguratie.

30 De condensatoren Cl en C2 verbeteren de hoogfrequente karakte ristiek van de operationele versterker. Dat wil zeggen dat de condensatoren Cl en C2 de fasemarge in het hoogfrequentgebied verbeteren.

Figuren 5A en 5B zijn bodëgrafieken die de fasemarges van de 35 operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB van de onderhavige uitvinding tonen.

Figuur 5A is een bodegrafiek die de fasemarge van de operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB van Figuur 1, waarin de condensatoren Cl en C2 niet worden gebruikt, toont.

- 19 -

Onder verwijzing naar Figuur 5A is de fase bij de frequentie waarbij de versterking 1 (of 0 dB) is ongeveer -143° (graden). De fasemarge is dus ongeveer 37° (dat wil zeggen 180° - 143°).

Figuur 5B is een bodegrafiek die de fasemarge van de operatio-5 nele versterker van rail-naar-rail van klasse AB van Figuur 4, waarin de condensatoren Cl en C2 worden gebruikt, toont.

Onder verwijzing naar Figuur 5B is de fase bij de frequentie waarbij de versterking 1 (of 0 dB)is ongeveer -103° (graden). De fasemarge is dus ongeveer 73° (dat wil zeggen 180° - 103°). De fase-10 . marge is dus toegenomen met ongeveer 36° als de condensatoren Cl en C2in de operationele versterker worden gebruikt. De frequentiekarak-teristiek van de operationele versterkers kan worden verbeterd door gebruik te maken van de frequentiecompensatiecondensatoren Cl en C.

Volgens de bovenstaande illustratieve uitvoeringsvormen van de 15 onderhavige uitvinding, wordt de voorstroom van de uitgangstrapscha-keling van de operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB door de externe voorspanningbesturingsignalen bestuurd. De operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB verschaft dus een geringe bedrijfstroom en een hoge kleinsignaalversterking. Bovendien 20 . is het aantal transistoren van de voorspanningbesturingschakeling verminderd en kan het chipoppervlak van de operationele versterker worden verminderd.

Bovendien kunnen de fasekarakteristieken van de operationele versterker van rail-naar-rail van klasse AB worden verbeterd.

25 Terwijl deze uitvinding in het bijzonder is getoond en be schreven onder verwijzing naar voorkeursuitvoeringsvormen daarvan, zal door de vakman worden begrepen dat verscheidene veranderingen in vorm en detail daarin kunnen worden uitgevoerd zonder af te wijken van het wezen en het kader van de uitvinding zoals die door de aange-30 hechte conclusies zijn gedefinieerd.

1027052

Claims

1. Een operationele versterker van rail-naar-rail bevattende: een differentiële ingangstrapschakeling bevattende een eerste verschilversterker en een tweede verschilversterker, waarbij de eerst verschilversterker is verbonden met een negatieve voèdingsrailspan-5 ning via een eerste stroombron, en de tweede verschilversterker is verbonden met een positieve voedingsrailspanning via een tweede stroombron; een stroomsommeringschakeling bevattende een stroomspiegelschakeling, een derde stroombron en een vierde stroom-10 bron, waarbij de stroomsommeringschakeling is geschakeld tussen de positieve en negatieve voedingsrailspanningen en een uitgangsignaal van dë differentiële ingangstrapschakeling ontvangt; een üitgangstrapschakeling die is verbonden met uitgangsklem-men van de stroomsommeringschakeling voor het verschaffen van een 15 versterkt verschilsignaal, waarbij de üitgangstrapschakeling is geschakeld tussen de positieve en negatieve voedingsrailspanningen; en een voorspanningbesturingschakeling die is verbonden met de uitgangsklemmen van de stroomsommeringschakeling en is geschakeld tussen de stroomspiegelschakeling en dè vierde stroombron, waarbij de 20 voorspanningbesturingsschakeling ten minste een voorspanningbesturingsignaal ontvangt voor het besturen van een voorspanning van ingangsklemmen van de üitgangstrapschakeling, en voor het besturen van een voorstroom van de üitgangstrapschakeling, waarbij de voorspanningbesturingsschakeling een eerste 25 voorspanningbesturingsschakeling en een tweede voorspanningbesturingsschakeling bevat, waarbij de eerste voorspanningbesturingsschakeling parallel is geschakeld aan de tweede voorspanningbesturingsschakeling tussen de stroomspiegelschakeling en de vierde stroombron, waarbij de eerste 30 voorspanningbesturingsschakeling een eerste voorspanning- besturingsstransistor en een tweede voorspanningbesturingstransistor bevat, waarbij een besturingselektrode van de eerste voorspanningbesturingstransistor een eerste externe voorspanningbesturingstransistorvoorspanning ontvangt, en een 35 besturingselektrode van de tweede voorspanningbesturingstransistor een eerste voorspanningbesturingstransistorbesturingspanning ontvangt. 1027052 ..... ......... .... ____ ...__ - 21 -

2. De operationele versterker van rail-naar-rail volgens conclusie 1, waarbij de eerste voorspanningbesturingsschakeling een eerste ingangsklemvoorspanning toevoert aan een eerste ingangsklem van de 5 uitgangstrapschakeling, waarbij de eerste ingangsklemvoorspanning een spanningsniveau heeft tussen ongeveer de eerste voorspanningbestu-ringstransistorvoorspanning en ongeveer de eerste voorspanningbestu-ringstransistorbesturingspanning.

3. De operationele versterker van rail-naar-rail volgens conclusie 1, waarbij de tweede voorspanningbesturingsschakeling. een derde voorspanningbesturingstransistor en een vierde voorspanningbesturingstransistor bevat, waarbij een beturingselektrode van de derde voorspanningbesturingstransistor een 15 tweede voorspanningbesturingstransistor- voorspanning ontvangt, en een besturingselektrode van de vierde voorspanningbesturingstransistor een.tweede voorspanningbesturingstransistorbesturingspanning ontvangt.

4. De operationele versterker van rail-naar-rail volgens conclu sie 3, waarbij de tweede voorspanningbesturingschakeling een tweede ingangsklemvoorspanning toevoert aan een tweede ingangsklem van de uitgangstrapschakeling, waarbij de tweede ingangsklemvoorspanning een spanningsniveau heeft tussen ongeveer de tweede voorspanningbestu-25 ringstransistorvoorspanning en ongeveer de tweede voorspanningbestu-ringstransistorbesturingspanning.

5. De operationele versterker van rail-naar-rail volgens conclusie 1, waarbij de stroomspiegelschakeling is geschakeld tussen de 30 positieve en negatieve voedingsrailspanningen, en de vierde stroombron is geschakeld tussen de negatieve voedingsrailspanning en de voorspanninghesturingschakeling.

6. De operationele versterker van rail-naar-rail volgens conclu-35 sie 5, waarbij de stroomspiegel een eerste gemeenschappelijke-poort- versterker bevat die in cascode-schakeling is verbonden met de eerste verschilversterker, en de eerste gemeenschappelijke-poortversterker een eerste versterkt signaal verschaft dat behoort bij een ingangsig-naal van de eerste verschilversterker. - 22 -

7. De operationele versterker van rail-naar-rail volgens conclusie 6, waarbij de stroomsommeringschakeling verder een tweede gemeen-schappelijke-poortversterker bevat die in cascode-schakeling is ver- 5 bonden met de tweede verschilversterker,. waarbij de tweede gemeenschappen jkë-poortversterker een tweede versterkt signaal verschaft dat behoort bij een ingangsignaal van de tweede verschilversterker.

8. De operationele versterker van rail-naar-rail van conclusie 7, 10 waarbij de uitgangstrapschakeling bevat: een eerste transistor die is verbonden met een uitgangsklem van de eerste gemeenschappelijke-poortyersterker voor het ontvangen van het eerste versterkte signaal voor het verschaffen van het versterkte verschilsignaal; en een tweede transistor die is verbonden 15 met een uitgangsklem van de tweede gemeenschappelijke-poortversterker voor het ontvangen van het tweede versterkte signaal voor het verschaffen van het versterkte verschilsignaal.

9. De versterker van rail-naar-rail volgens conclusie 8, waarbij 20 de eerste transistor is geschakeld tussen de positieve voedingsrail- spanning en een uitgangsklem van de uitgangstrapschakeling, de tweede transistor is geschakeld tussen de negatieve voedingsrailspanning en de uitgangsklem van de uitgangstrapschakeling, de eerste en tweede transistoren een gemeenschappelijke-bronconfiguratie hebben, en de 25 eerste stroomelektroden van de eerste en tweede transistoren zijn verbonden met de uitgangsklem van de uitgangstapschakeling.

10. De versterker van rail-naar-rail volgens conclusie 1, waarbij de operationele versterker van rail-naar-rail een operationele ver- 30 sterker van rail-naar-rail van klasse AB is.

11. De operationele versterker van rail-naar-rail volgens conclusie 1, verder bevattende een frequentiecompensatieschakeling die is ingericht voor het compenseren van een frequentiekarakteristiek van 35 een uitgangsignaal van de uitgangstrapschakeling, waarbij de frequen-tiecompensatieschakeling is geschakeld tussen een uitgangsklem van de differentiële ingangstrapschakeling en een uitgangsklem van de uitgangstrapschakeling. - 23 -

12. De operationele versterker van rail-naar-rail volgens conclusie 11, waarbij de frequentiecompensatieschakeling een eerste condensator en een tweede condensator bevat, waarbij de eerste condensator is geschakeld tussen een uitgangsklem van de eerste verschilverster-5 ker en de uitgangsklem van de uitgangstrapschakeling, en de tweede condensator is geschakeld tussen een uitgangsklem van de tweede ver-schilversterker en de uitgangsklem van de uitgangstrapschakeling. -o-o-o- 10 1027052 i