一种应用于classab型
运放输出级的输出电流钳位
电路技术领域
1.本实用新型属于模拟集成电路运放领域，具体属于一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路。
背景技术：
2.集成电路产业是信息技术产业的核心，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。这两年欧美国家频频以各种理由对中国实行芯片禁运，严重阻碍了我国经济与国防事业的发展。同时这也刺激了国产芯片产业化的进程，随着2014年6月，《国家集成电路产业发展推进纲要》出台，标志我国集成电路产业上升到国家战略高度。
3.随着电子技术的飞速发展，运算放大电路、ldo等模拟模块也得到广泛的应用，其中运算放大器作为运放的最基础模块，对运放的输出电流进行保护非常有必要。现有的运放输出电流保护电路通常采用反馈环路，当输出级电流或输出级偏置
电压超过一定范围后进行保护，但构造反馈环路不仅电路复杂，还有可能出现稳定性问题。
技术实现要素：
4.为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，能够对运放输出级的电流进行钳位，从而保护电路。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，包括若干个pmos管和若干个nmos管；
7.其中一个pmos管的源端与电源端相连接，栅端连接电压v
bp
；
8.其余的pmos管相互串联，首个pmos管的源端与电源端相连接，首个pmos管的漏端与栅端相连接并连接下一个pmos管的源端，下一个pmos管的漏端与栅端相连接并连接下下一个pmos管的源端，重复pmos管的串联直至尾部，尾部的pmos管的漏端与栅端相连接并连接
所述其中一个pmos管的栅端；
9.其中一个nmos管的源端与地端相连接，栅端连接电压v
bn
；
10.其余的nmos管相互串联，首个nmos管的源端与地端相连接，首个nmos管的漏端与栅端相连接并连接下一个nmos管的源端，下一个nmos管的漏端与栅端相连接并连接下下一个nmos管的源端，重复nmos管的串联直至尾部，尾部的nmos管的漏端与栅端相连接并连接所述其中一个nmos管的栅端；
11.所述其中一个pmos管的漏端连接所述其中一个nmos管的漏端。
12.优选的，所述若干个pmos管的数量和若干个nmos管的数量不相同。
13.进一步的，包括pmos管mp1、pmos管mp2、pmos管mp3、pmos管mp4、nmos管mn1、nmos管mn2和nmos管mn4；
14.所述pmos管mp4的源端与电源端相连接，栅端连接电压v
bp
；
15.所述pmos管mp1的源端与电源端相连接，pmos管mp1的漏端与栅端相连接并连接
pmos管mp2的源端，pmos管mp2的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp3的源端，pmos管mp3的漏端与栅端相连接并连接所述pmos管mp4的栅端；
16.所述nmos管mn4的源端与地端相连接，栅端连接电压v
bn
；
17.所述nmos管mn1的源端与地端相连接，nmos管mn1的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn2的源端，nmos管mn2的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn4的栅端；
18.所述pmos管mp4的漏端连接所述nmos管mn4的漏端。
19.进一步的，包括pmos管mp1、pmos管mp2、pmos管mp4、nmos管mn1、nmos管mn2、nmos管mn3和nmos管mn4；
20.所述pmos管mp4的源端与电源端相连接，栅端连接电压v
bp
；
21.所述pmos管mp1的源端与电源端相连接，pmos管mp1的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp2的源端，pmos管mp2的漏端与栅端相连接并连接所述pmos管mp4的栅端；
22.所述nmos管mn4的源端与地端相连接，栅端连接电压v
bn
；
23.所述nmos管mn1的源端与地端相连接，nmos管mn1的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn2的源端，nmos管mn2的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn3的源端，nmos管mn3的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn4的栅端；
24.所述pmos管mp4的漏端连接所述nmos管mn4的漏端。
25.优选的，所述若干个pmos管的数量和若干个nmos管的数量相同。
26.进一步的，包括pmos管mp1、pmos管mp2、pmos管mp4、nmos管mn1、nmos管mn2和nmos管mn4；
27.所述pmos管mp4的源端与电源端相连接，栅端连接电压v
bp
；
28.所述pmos管mp1的源端与电源端相连接，pmos管mp1的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp2的源端，pmos管mp2的漏端与栅端相连接并连接所述pmos管mp4的栅端；
29.所述nmos管mn4的源端与地端相连接，栅端连接电压v
bn
；
30.所述nmos管mn1的源端与地端相连接，nmos管mn1的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn2的源端，nmos管mn2的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn4的栅端；
31.所述pmos管mp4的漏端连接所述nmos管mn4的漏端。
32.进一步的，包括pmos管mp1、pmos管mp2、pmos管mp3、pmos管mp4、nmos管mn1、nmos管mn2、nmos管mn3和nmos管mn4；
33.所述pmos管mp4的源端与电源端相连接，栅端连接电压v
bp
；
34.所述pmos管mp1的源端与电源端相连接，pmos管mp1的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp2的源端，pmos管mp2的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp3的源端，pmos管mp3的漏端与栅端相连接并连接所述pmos管mp4的栅端；
35.所述nmos管mn4的源端与地端相连接，栅端连接电压v
bn
；
36.所述nmos管mn1的源端与地端相连接，nmos管mn1的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn2的源端，nmos管mn2的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn3的源端，nmos管mn3的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn4的栅端；
37.所述pmos管mp4的漏端连接所述nmos管mn4的漏端。
38.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
39.本实用新型提供一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，其中v
bp
和v
bn
为class ab型输出级的偏置电压，用以保证输出级处于合适的静态工作点。当输出电流很大时，反馈会使得运放输出级pmos管mp4的偏置电压v
bp
被下拉。对于高压电路，这有可能使pmos管mp4的栅源电压超过所能承受的耐压而损坏；此外，若输出出现短路，该电路能够保证v
bp
被钳位，使得pmos管mp4的栅源电压不会超过一定限度，限制pmos管mp4的输出电流，能够对运放输出级的电流进行钳位，从而保护电路，可以有效降低运放面积，提升可靠性。
附图说明
40.图1为本实用新型一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路示意图。
具体实施方式
41.下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
42.本实用新型提供一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，能够对classab型运放的输出管偏置进行钳位，从而钳位输出电流，避免短路电流过大损坏器件。
43.该电路包括若干个pmos管和若干个nmos管；其中一个pmos管的源端与电源端相连接，栅端连接电压v
bp
；其余的pmos管相互串联，首个pmos管的源端与电源端相连接，首个pmos管的漏端与栅端相连接并连接下一个pmos管的源端，下一个pmos管的漏端与栅端相连接并连接下下一个pmos管的源端，重复pmos管的串联直至尾部，尾部的pmos管的漏端与栅端相连接并连接其中一个pmos管的栅端；
44.其中一个nmos管的源端与地端相连接，栅端连接电压v
bn
；其余的nmos管相互串联，首个nmos管的源端与地端相连接，首个nmos管的漏端与栅端相连接并连接下一个nmos管的源端，下一个nmos管的漏端与栅端相连接并连接下下一个nmos管的源端，重复nmos管的串联直至尾部，尾部的nmos管的漏端与栅端相连接并连接其中一个nmos管的栅端；其中一个pmos管的漏端连接其中一个nmos管的漏端。
45.本实用新型的电路结构中钳位管的个数变化，若干个pmos管的数量和若干个nmos管的数量可以相同也可以不同。例如由pmos、nmos各三个变更为各两个或一边三个一边两个等诸多情况；
46.本实用新型中可以将nmos器件替代为相近的ldnmos、denmos、npn三极管，将pmos器件替代为相近的ldpmos、depmos、pnp三极管等情况。
47.其中v
bp
和v
bn
为class ab型输出级的偏置电压，用以保证输出级处于合适的静态工作点。当输出电流很大时(以pmos输出大电流为例)，反馈会使得运放输出级pmos管mp4的偏置v
bp
被下拉。对于高压电路，这有可能使pmos管mp4的栅源电压超过所能承受的耐压而损坏；此外，若输出出现短路，该电路能够保证v
bp
被钳位，使得pmos管mp4的栅源电压不会超过一定限度，限制pmos管mp4的输出电流，从而保护电路。由于大多数运放对输出电流保护的精度要求不高，采用更为简易有效的输出电流钳位电路可以有效降低运放面积，提升可靠性。
48.实施例1
49.本实施例一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，能够对运放输
出级的电流进行钳位，从而保护电路。该电路在低压和高压运放中均可采用。
50.如图1所示，本实施例的一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，包含4个pmos管，4个nmos管。
51.详细电路如图1所示，pmos管mp1的源端与pmos管mp4的源端、电源端相连接；pmos管mp1的漏端与pmos管mp1的栅端、pmos管mp2的源端相连接；pmos管mp2的漏端与pmos管mp2的栅端、pmos管mp3的源端相连接；pmos管mp3的漏端与pmos管mp3的栅端、pmos管mp4的栅端相连接；nmos管mn1的源端与nmos管mn4的源端、地端相连接；nmos管mn1的漏端与nmos管mn1的栅端、nmos管mn2的源端相连接；nmos管mn2的漏端与nmos管mn2的栅端、nmos管mn3的源端相连接；nmos管mn3的漏端与nmos管mn3的栅端、nmos管mn4的栅端相连接。
52.实施例2
53.本实施例一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，能够对运放输出级的电流进行钳位，从而保护电路。该电路在低压和高压运放中均可采用。
54.本实施例一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，包括pmos管mp1、pmos管mp2、pmos管mp3、pmos管mp4、nmos管mn1、nmos管mn2和nmos管mn4。
55.pmos管mp4的源端与电源端相连接，栅端连接电压v
bp
；pmos管mp1的源端与电源端相连接，pmos管mp1的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp2的源端，pmos管mp2的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp3的源端，pmos管mp3的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp4的栅端。
56.nmos管mn4的源端与地端相连接，栅端连接电压v
bn
；nmos管mn1的源端与地端相连接，nmos管mn1的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn2的源端，nmos管mn2的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn4的栅端；pmos管mp4的漏端连接nmos管mn4的漏端。
57.实施例3
58.本实施例一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，能够对运放输出级的电流进行钳位，从而保护电路。该电路在低压和高压运放中均可采用。
59.本实施例一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，包括pmos管mp1、pmos管mp2、pmos管mp4、nmos管mn1、nmos管mn2、nmos管mn3和nmos管mn4。
60.pmos管mp4的源端与电源端相连接，栅端连接电压v
bp
；pmos管mp1的源端与电源端相连接，pmos管mp1的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp2的源端，pmos管mp2的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp4的栅端。
61.nmos管mn4的源端与地端相连接，栅端连接电压v
bn
；nmos管mn1的源端与地端相连接，nmos管mn1的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn2的源端，nmos管mn2的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn3的源端，nmos管mn3的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn4的栅端；pmos管mp4的漏端连接nmos管mn4的漏端。
62.实施例4
63.本实施例一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，能够对运放输出级的电流进行钳位，从而保护电路。该电路在低压和高压运放中均可采用。
64.本实施例一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，包括pmos管mp1、pmos管mp2、pmos管mp4、nmos管mn1、nmos管mn2和nmos管mn4。
65.pmos管mp4的源端与电源端相连接，栅端连接电压v
bp
；pmos管mp1的源端与电源端相连接，pmos管mp1的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp2的源端，pmos管mp2的漏端与栅端
相连接并连接pmos管mp4的栅端。
66.nmos管mn4的源端与地端相连接，栅端连接电压v
bn
。nmos管mn1的源端与地端相连接，nmos管mn1的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn2的源端，nmos管mn2的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn4的栅端；pmos管mp4的漏端连接nmos管mn4的漏端。
技术特征：
1.一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，其特征在于，包括若干个pmos管和若干个nmos管；其中一个pmos管的源端与电源端相连接，栅端连接电压v
bp
；其余的pmos管相互串联，首个pmos管的源端与电源端相连接，首个pmos管的漏端与栅端相连接并连接下一个pmos管的源端，下一个pmos管的漏端与栅端相连接并连接下下一个pmos管的源端，重复pmos管的串联直至尾部，尾部的pmos管的漏端与栅端相连接并连接所述其中一个pmos管的栅端；其中一个nmos管的源端与地端相连接，栅端连接电压v
bn
；其余的nmos管相互串联，首个nmos管的源端与地端相连接，首个nmos管的漏端与栅端相连接并连接下一个nmos管的源端，下一个nmos管的漏端与栅端相连接并连接下下一个nmos管的源端，重复nmos管的串联直至尾部，尾部的nmos管的漏端与栅端相连接并连接所述其中一个nmos管的栅端；所述其中一个pmos管的漏端连接所述其中一个nmos管的漏端。2.根据权利要求1所述的一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，其特征在于，所述若干个pmos管的数量和若干个nmos管的数量不相同。3.根据权利要求2所述的一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，其特征在于，包括pmos管mp1、pmos管mp2、pmos管mp3、pmos管mp4、nmos管mn1、nmos管mn2和nmos管mn4；所述pmos管mp4的源端与电源端相连接，栅端连接电压v
bp
；所述pmos管mp1的源端与电源端相连接，pmos管mp1的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp2的源端，pmos管mp2的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp3的源端，pmos管mp3的漏端与栅端相连接并连接所述pmos管mp4的栅端；所述nmos管mn4的源端与地端相连接，栅端连接电压v
bn
；所述nmos管mn1的源端与地端相连接，nmos管mn1的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn2的源端，nmos管mn2的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn4的栅端；所述pmos管mp4的漏端连接所述nmos管mn4的漏端。4.根据权利要求2所述的一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，其特征在于，包括pmos管mp1、pmos管mp2、pmos管mp4、nmos管mn1、nmos管mn2、nmos管mn3和nmos管mn4；所述pmos管mp4的源端与电源端相连接，栅端连接电压v
bp
；所述pmos管mp1的源端与电源端相连接，pmos管mp1的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp2的源端，pmos管mp2的漏端与栅端相连接并连接所述pmos管mp4的栅端；所述nmos管mn4的源端与地端相连接，栅端连接电压v
bn
；所述nmos管mn1的源端与地端相连接，nmos管mn1的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn2的源端，nmos管mn2的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn3的源端，nmos管mn3的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn4的栅端；所述pmos管mp4的漏端连接所述nmos管mn4的漏端。5.根据权利要求1所述的一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，其特征在于，所述若干个pmos管的数量和若干个nmos管的数量相同。
6.根据权利要求5所述的一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，其特征在于，包括pmos管mp1、pmos管mp2、pmos管mp4、nmos管mn1、nmos管mn2和nmos管mn4；所述pmos管mp4的源端与电源端相连接，栅端连接电压v
bp
；所述pmos管mp1的源端与电源端相连接，pmos管mp1的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp2的源端，pmos管mp2的漏端与栅端相连接并连接所述pmos管mp4的栅端；所述nmos管mn4的源端与地端相连接，栅端连接电压v
bn
；所述nmos管mn1的源端与地端相连接，nmos管mn1的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn2的源端，nmos管mn2的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn4的栅端；所述pmos管mp4的漏端连接所述nmos管mn4的漏端。7.根据权利要求5所述的一种应用于classab型运放输出级的输出电流钳位电路，其特征在于，包括pmos管mp1、pmos管mp2、pmos管mp3、pmos管mp4、nmos管mn1、nmos管mn2、nmos管mn3和nmos管mn4；所述pmos管mp4的源端与电源端相连接，栅端连接电压v
bp
；所述pmos管mp1的源端与电源端相连接，pmos管mp1的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp2的源端，pmos管mp2的漏端与栅端相连接并连接pmos管mp3的源端，pmos管mp3的漏端与栅端相连接并连接所述pmos管mp4的栅端；所述nmos管mn4的源端与地端相连接，栅端连接电压v
bn
；所述nmos管mn1的源端与地端相连接，nmos管mn1的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn2的源端，nmos管mn2的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn3的源端，nmos管mn3的漏端与栅端相连接并连接nmos管mn4的栅端；所述pmos管mp4的漏端连接所述nmos管mn4的漏端。
技术总结
本实用新型公开了一种应用于ClassAB型运放输出级的输出电流钳位电路，其中一个PMOS管的源端与电源端相连接，栅端连接电压V
技术研发人员：
孙权 王玉伟 张龙 罗红瑞 袁婷 陈婷
受保护的技术使用者：
西安航天民芯科技有限公司
技术研发日：
2022.05.17
技术公布日：
2022/12/26
