郭仲杰，何 帅，郑晓依，陈 浩，李 青

(西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安710048)

随着电子产品性能的迅速提升，电子芯片朝着低功耗方向不断发展，在各种模拟前端芯片中，作为模拟缓冲输出电路的高性能轨对轨运算放大器[1-4]越来越重要，可以说，缓冲输出电路的性能和精度决定整个芯片的性能[5]。 而降低电源电压是低功耗首要考虑的问题，运算放大器输入信号幅值会随着电源电压的降低而减小，为了提高电源电压利用率，通常需要输入端和输出端信号都要达到轨对轨[6]。轨对轨运算放大器一般采用PMOS 和NMOS 互补差分对作为输入级，可使共模输入范围达到从负电源电压到正电源电压，但当输入共模电压在中间范围时，两个差分对会同时工作，输入级跨导为单个差分对工作时的2 倍，这种跨导的大幅度变化会给频率补偿带来很大困难，这就使得保证输入级跨导恒定尤为重要。

传统实现输入级跨导恒定的方法有很多[7]，例如冗余差分对法、最小(大)电流法、电平移位法、电流镜技术[8]等。 冗余差分对法占用的芯片面积较大，同时对跨导的控制不是很理想，实际中很少采用这种结构；最小(大)电流法的功耗较大；电平移位法虽然结构简单，易于实现，但其增益无法保持恒定；电流镜技术结构较为复杂[9-10]。

本文提出一种适用于多电池组高精度监测芯片中的模拟缓冲输出电路——轨对轨运放的输入级恒跨导控制电路结构，通过模拟验证，在实现输入级跨导恒定的基础上，降低了功耗，简化了电路结构。……