本发明公开了构成DC‑DC转换器的误差放大器和跨导放大器及增益放大器；构成DC‑DC转换器的误差放大器，包括跨导放大器和增益放大器；其特征在于：跨导放大器将基准电压和反馈电压之差的绝对值放大，输出电流正比于基准电压和反馈电压之差的绝对值，为增益放大器提供动态偏置电流；增益放大器将基准电压和反馈电压之差的绝对值放大，输出/吸收电流正比于基准电压和反馈电压之差的绝对值；当反馈电压小于基准电压时，增益放大器的输出端输出电流，当反馈电压大于基准电压时，增益放大器的输出端吸收电流；本发明有效提高DC‑DC转换器的效率、负载调整率、线性调整率和瞬态响应速度，具有良好的应用前景。
1.构成DC-DC转换器的误差放大器，包括跨导放大器(1)和增益放大器(2)；其特征在于：跨导放大器(1)将基准电压和反馈电压之差的绝对值放大，输出电流正比于基准电压和反馈电压之差的绝对值，为增益放大器(2)提供动态偏置电流；增益放大器将基准电压和反馈电压之差的绝对值放大，输出/吸收电流正比于基准电压和反馈电压之差的绝对值；当反馈电压小于基准电压时，增益放大器的输出端输出电流，当反馈电压大于基准电压时，增益放大器的输出端吸收电流。
2.根据权利要求1所述的构成DC-DC转换器的误差放大器，其特征在于：跨导放大器包括第一至第二十跨导级场效应管以及第一至第十偏置场效应管；第一至第五偏置场效应管的源极、第十一至第十六跨导级场效应管的源极以及第十九、第二十跨导级场效应管的源极接电源电压端；第一至第四跨导级场效应管的漏极和第十七、第十八跨导级场效应管的漏极以及第八、第九、第十偏置场效应管的源极接地；第一、第四跨导级场效应管的栅极同时接基准电压端，第二、第三跨导级场效应管的栅极同时接反馈电压端；第一、第二跨导级场效应管的源极分别与第五、六跨导级场效应管的源极连接；第五跨导级场效应管的栅极和漏极相连，并连接第二偏置场效应管的漏极以及第八、第十跨导级场效应管的栅极；第六跨导级场效应管的栅极和漏极相连，并连接第三偏置场效应管的漏极以及第七、第九跨导级场效应管的栅极；第一偏置场效应管的漏极接第一偏置电流源，并同时连接第一、第二、第三偏置场效应管的栅极；第七至第十跨导级场效应管的源极同时连接第三、第四跨导级场效应管的源极；第七跨导级场效应管的漏极同时连接第十一、第十五跨导级场效应管的漏极和第二十跨导级场效应管的栅极以及第十七跨导级场效应管的源级；第八跨导级场效应管的漏极同时连接第十二跨导级场效应管的漏极和栅极以及第十一跨导级场效应管的栅极；第九跨导级场效应管的漏极同时连接第十三跨导级场效应管的漏极和栅极以及第十四跨导级场效应管的栅极；第十跨导级场效应管的漏极同时连接第十四、第十六跨导级场效应管的漏极和第十九跨导级场效应管的栅极以及第十八跨导级场效应管的源级；第十五跨导级场效应管的栅极同时连接第四偏置场效应管的栅极和漏极；第十六跨导级场效应管的栅极同时连接第五偏置场效应管的栅极和漏极；第十七跨导级场效应管的栅极同时连接第六偏置场效应管的栅极和漏极以及第八偏置场效应管的漏极；第十八跨导级场效应管的栅极同时连接第七偏置场效应管的栅极和漏极以及第九偏置场效应管的漏极；第八、九偏置场效应管的栅极同时连接第十偏置场效应管的栅极和漏极，并同时接第二偏置电流源；
第十九、第二十跨导级场效应管的漏极相连，输出动态偏置电流到所述增益放大器。
3.根据权利要求1或2所述的构成DC-DC转换器的误差放大器，其特征在于：所述增益放大器包括第一增益场效应管至第十一增益场效应管；第一增益场效应管的栅极接反馈电压端，第二增益场效应管的栅极接基准电压端，第一、第二增益场效应管的源极相连，同时接跨导放大器的输出端；第一增益场效应管的漏极连接第三增益场效应管的漏极和栅极以及第五增益场效应管的栅极；第二增益场效应管的漏极连接第四增益场效应管的漏极和栅极以及第六增益场效应管的栅极；第三至第六增益场效应管的源极接地；第五、第六增益场效应管的漏极分别接连第七、第八增益场效应管的源极；第七、第八增益场效应管的栅极相连，同时接第一偏置电压端；第七增益场效应管的漏极连接第九增益场效应管的漏极和栅极以及第十增益场效应管的栅极；第九、第十增益场效应管的源极接电源电压端；第八增益场效应管的漏极连接第十一增益场效应管的漏极，并作为增益放大器的输出；第十一增益场效应管的源极连接第十增益场效应管的漏极，第十一增益场效应管的栅极接第二偏置电压端。
4.构成误差放大器的跨导放大器，其特征在于：跨导放大器包括第一至第二十跨导级场效应管以及第一至第十偏置场效应管；第一至第五偏置场效应管的源极、第十一至第十六跨导级场效应管的源极以及第十九、第二十跨导级场效应管的源极接电源电压端；第一至第四跨导级场效应管的漏极和第十七、第十八跨导级场效应管的漏极以及第八、第九、第十偏置场效应管的源极接地；第一、第四跨导级场效应管的栅极同时接基准电压端，第二、第三跨导级场效应管的栅极同时接反馈电压端；第一、第二跨导级场效应管的源极分别与第五、六跨导级场效应管的源极连接；第五跨导级场效应管的栅极和漏极相连，并连接第二偏置场效应管的漏极以及第八、第十跨导级场效应管的栅极；第六跨导级场效应管的栅极和漏极相连，并连接第三偏置场效应管的漏极以及第七、第九跨导级场效应管的栅极；第一偏置场效应管的漏极，接第一偏置电流源，并同时连接第一、第二、第三偏置场效应管的栅极；第七至第十跨导级场效应管的源极同时连接第三、第四跨导级场效应管的源极；第七跨导级场效应管的漏极同时连接第十一、第十五跨导级场效应管的漏极和第二十跨导级场效应管的栅极以及第十七跨导级场效应管的源级；第八跨导级场效应管的漏极同时连接第十二跨导级场效应管的漏极和栅极以及第十一跨导级场效应管的栅极；第九跨导级场效应管的漏极同时连接第十三跨导级场效应管的漏极和栅极以及第十四跨导级场效应管的栅极；
第十跨导级场效应管的漏极同时连接第十四、第十六跨导级场效应管的漏极和第十九跨导级场效应管的栅极以及第十八跨导级场效应管的源级；第十五跨导级场效应管的栅极同时连接第四偏置场效应管的栅极和漏极；第十六跨导级场效应管的栅极同时连接第五偏置场效应管的栅极和漏极；第十七跨导级场效应管的栅极同时连接第六偏置场效应管的栅极和漏极以及第八偏置场效应管的漏极；第十八跨导级场效应管的栅极同时连接第七偏置场效应管的栅极和漏极以及第九偏置场效应管的漏极；第八、九偏置场效应管的栅极同时连接第十偏置场效应管的栅极和漏极，并同时接第二偏置电流源；第十九、第二十跨导级场效应管的漏极相连，输出尾电流到增益放大器。
5.构成误差放大器的增益放大器，其特征在于：所述增益放大器包括第一增益场效应管至第十一增益场效应管；第一增益场效应管的栅极接反馈电压端，第二增益场效应管的栅极接基准电压端，第一、第二增益场效应管的源极相连，同时接跨导放大器的输出端；第一增益场效应管的漏极连接第三增益场效应管的漏极和栅极以及第五增益场效应管的栅极；第二增益场效应管的漏极连接第四增益场效应管的漏极和栅极以及第六增益场效应管的栅极；第三至第六增益场效应管的源极接地；第五、第六增益场效应管的漏极分别接连第七、第八增益场效应管的源极；第七、第八增益场效应管的栅极相连，同时接第一偏置电压端；第七增益场效应管的漏极连接第九增益场效应管的漏极和栅极以及第十增益场效应管的栅极；第九、第十增益场效应管的源极接电源电压端；第八增益场效应管的漏极连接第十一增益场效应管的漏极，并作为增益放大器的输出；第十一增益场效应管的源极连接第十增益场效应管的漏极，第十一增益场效应管的栅极接第二偏置电压端。
构成DC-DC转换器的误差放大器和跨导放大器以及增益放
大器
技术领域
[0001] 本发明涉及误差放大器,具体涉及构成DC-DC转换器的误差放大器和跨导放大器以及增益放大器。
背景技术
[0002] DC-DC转换器是一种在电源管理领域中得到广泛应用的重要部件，它可以应用于手机、移动电源、网络通信、汽车电子、消费电子等领域。随着电源管理技术的快速发展，对DC-DC转换器的效率、瞬态响应速度、负载调整率、线性调整率等指标要求越来越高，而误差放大器的性能是决定DC-DC转换器上述指标的重要因素。误差放大器在峰值电流模式脉宽调制(PWM)控制的DC-DC转换器中的作用是将反馈电压VFB和内部基准电压VREF进行比较，控制误差放大器输出或者吸收电流，当VREF>VFB时，误差放大器输出电流，当VREF
[0003] 现有的误差放大器通常采用两级运放电路结构，该结构具有较高的直流增益，通过外接电阻和电容来补偿误差放大器的相位裕度，使闭环系统稳定。电路通常采用恒定电流源偏置，误差放大器输出端COMP输出/吸收的电流受恒流源限制，瞬态响应较慢。如果增大恒流源电流将导致误差放大器的功耗增加，直流增益降低，影响DC-DC转换器的效率、负载调整率和线性调整率指标。目前，低功耗、高增益、快速响应的误差放大器设计是DC-DC转换器设计关键点及难点。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题之一是提供构成DC-DC转换器的误差放大器；直流增益大于90dB，跨导大于2000μmhos，静态工作电流<280μA，由该误差放大器构成的DC-DC转换器的峰值效率达到95％，线性调整率<0.5％,负载调整率<0.10％。
[0005] 本发明所要解决的技术问题之二是提供构成DC-DC转换器的跨导放大器，跨导放大器为误差放大器提供动态偏置电流。由该跨导放大器构成的DC-DC转换器在负载电流瞬变2A～6A的情况下稳定时间<200μs。
[0006] 本发明所要解决的技术问题之三是提供构成误差放大器的增益放大器。增益放大器接收跨导放大器提供的动态偏置电流，将基准电压和反馈电压之差的绝对值放大，输出/吸收电流正比于基准电压和反馈电压之差的绝对值；当反馈电压小于基准电压时，增益放大器的输出端输出电流，当反馈电压大于基准电压时，增益放大器的输出端吸收电流。
[0007] 本发明的第一个技术方案是：构成DC-DC转换器的误差放大器，包括跨导放大器和增益放大器；其特征在于：跨导放大器将基准电压和反馈电压之差的绝对值放大，输出电流正比于基准电压和反馈电压之差的绝对值，为增益放大器提供动态偏置电流；增益放大器将基准电压和反馈电压之差的绝对值放大，输出/吸收电流正比于基准电压和反馈电压之差的绝对值；当反馈电压小于基准电压时，增益放大器的输出端输出电流，当反馈电压大于基准电压时，增益放大器的输出端吸收电流。
[0008] 本发明利用跨导放大器控制增益放大器的工作电流，增益放大器的工作电流正比于|VREF-VFB|，当DC-DC转换器负载电流突变时，反馈电压VFB与基准电压VREF之差的绝对值增大，跨导放大器将该差值放大，使增益放大器的工作电流提高，从而导致增益放大器的输出端COMP输出/吸收的电流增大，达到快速调整增益放大器输出电压VCOMP的目的，从而快速调整DC-DC转换器的负载电流。此时增益放大器的输出端等效输出阻抗会暂时降低，直流增益会暂时降低，随着VCOMP电压的快速稳定，DC-DC转换器的负载电流稳定，|VREF-VFB|迅速减小，增益放大器的工作电流降低，增益放大器的输出端等效输出阻抗升高，直流增益提高，功耗降低。VCOMP的电压值决定了DC-DC转换器的负载电流能力。利用跨导放大器为增益放大器提供动态偏置电流，既提高了DC-DC转换器的瞬态响应性能，又降低了DC-DC转换器自身的功耗，提高了DC-DC转换器的效率、线性调整率和负载调整率等指标。
[0009] 根据本发明所述的构成DC-DC转换器的误差放大器的优选方案，所述跨导放大器包括第一至第二十跨导级场效应晶体管以及第一至第十偏置场效应晶体管；第一至第五偏置场效应管的源极、第十一至第十六跨导级场效应管的源极以及第十九、第二十跨导级场效应管的源极接电源电压端；第一至第四跨导级场效应管的漏极和第十七、第十八跨导级场效应管的漏极以及第八、第九、第十偏置场效应管的源极接地；第一、第四跨导级场效应管的栅极同时接基准电压端，第二、第三跨导级场效应管的栅极同时接反馈电压端；第一、第二跨导级场效应管的源极分别与第五、六跨导级场效应管的源极连接；第五跨导级场效应管的栅极和漏极相连，并连接第二偏置场效应管的漏极以及第八、第十跨导级场效应管的栅极；第六跨导级场效应管的栅极和漏极相连，并连接第三偏置场效应管的漏极以及第七、第九跨导级场效应管的栅极；第一偏置场效应管的漏极，接第一偏置电流源，并同时连接第一、第二、第三偏置场效应管的栅极；第七至第十跨导级场效应管的源极同时连接第三、第四跨导级场效应管的源极；第七跨导级场效应管的漏极同时连接第十一、第十五跨导级场效应管的漏极和第二十跨导级场效应管的栅极以及第十七跨导级场效应管的源级；第八跨导级场效应管的漏极同时连接第十二跨导级场效应管的漏极和栅极以及第十一跨导
级场效应管的栅极；第九跨导级场效应管的漏极同时连接第十三跨导级场效应管的漏极和栅极以及第十四跨导级场效应管的栅极；第十跨导级场效应管的漏极同时连接第十四、第十六跨导级场效应管的漏极和第十九跨导级场效应管的栅极以及第十八跨导级场效应管
的源级；第十五跨导级场效应管的栅极同时连接第四偏置场效应管的栅极和漏极；第十六跨导级场效应管的栅极同时连接第五偏置场效应管的栅极和漏极；第十七跨导级场效应管的栅极同时连接第六偏置场效应管的栅极和漏极以及第八偏置场效应管的漏极；第十八跨导级场效应管的栅极同时连接第七偏置场效应管的栅极和漏极以及第九偏置场效应管的
漏极；第八、九偏置场效应管的栅极同时连接第十偏置场效应管的栅极和漏极，并同时接第二偏置电流源；第十九、第二十跨导级场效应管的漏极相连，输出动态偏置电流到所述增益放大器。
[0010] 根据本发明所述的构成DC-DC转换器的误差放大器的优选方案，所述增益放大器包括第一增益场效应管至第十一增益场效应管；第一增益场效应管的栅极接反馈电压端，第二增益场效应管的栅极接基准电压端，第一、第二增益场效应管的源极相连，同时接跨导放大器的输出端；第一增益场效应管的漏极连接第三增益场效应管的漏极和栅极以及第五增益场效应管的栅极；第二增益场效应管的漏极连接第四增益场效应管的漏极和栅极以及第六增益场效应管的栅极；第三至第六增益场效应管的源极接地；第五、第六增益场效应管的漏极分别接连第七、第八增益场效应管的源极；第七、第八增益场效应管的栅极相连，同时接第一偏置电压端；第七增益场效应管的漏极连接第九增益场效应管的漏极和栅极以及第十增益场效应管的栅极；第九、第十增益场效应管的源极接电源电压端；第八增益场效应管的漏极连接第十一增益场效应管的漏极，并作为增益放大器的输出；第十一增益场效应管的源极连接第十增益场效应管的漏极，第十一增益场效应管的栅极接第二偏置电压端。
[0011] 本发明的第二个技术方案是：构成误差放大器的跨导放大器，其特征在于：跨导放大器包括第一至第二十跨导级场效应晶体管以及第一至第十偏置场效应晶体管；第一至第五偏置场效应管的源极、第十一至第十六跨导级场效应管的源极以及第十九、第二十跨导级场效应管的源极接电源电压端；第一至第四跨导级场效应管的漏极和第十七、第十八跨导级场效应管的漏极以及第八、第九、第十偏置场效应管的源极接地；第一、第四跨导级场效应管的栅极同时接基准电压端，第二、第三跨导级场效应管的栅极同时接反馈电压端；第一、第二跨导级场效应管的源极分别与第五、六跨导级场效应管的源极连接；第五的栅极和漏极相连，并连接第二偏置场效应管的漏极以及第八、第十跨导级场效应管的栅极；第六跨导级场效应管的栅极和漏极相连，并连接第三偏置场效应管的漏极以及第七、第九跨导级场效应管的栅极；第一偏置场效应管的漏极，接第一偏置电流源，并同时连接第一、第二、第三偏置场效应管的栅极；第七至第十跨导级场效应管的源极同时连接第三、第四跨导级场效应管的源极；第七跨导级场效应管的漏极同时连接第十一、第十五跨导级场效应管的漏极和第二十跨导级场效应管的栅极以及第十七跨导级场效应管的源级；第八跨导级场效应管的漏极同时连接第十二跨导级场效应管的漏极和栅极以及第十一跨导级场效应管的栅极；第九跨导级场效应管的漏极同时连接第十三的漏极和栅极以及第十四跨导级场效应管的栅极；第十跨导级场效应管的漏极同时连接第十四、第十六跨导级场效应管的漏极和第十九跨导级场效应管的栅极以及第十八跨导级场效应管的源级；第十五跨导级场效应管的栅极同时连接第四偏置场效应管的栅极和漏极；第十六跨导级场效应管的栅极同时连接第五偏置场效应管的栅极和漏极；第十七跨导级场效应管的栅极同时连接第六偏置场效应管的栅极和漏极以及第八偏置场效应管的漏极；第十八跨导级场效应管的栅极同时连接第七偏置场效应管的栅极和漏极以及第九偏置场效应管的漏极；第八、九偏置场效应管的栅极同时连接第十偏置场效应管的栅极和漏极，并同时接第二偏置电流源；第十九、第二十跨导级场效应管的漏极相连，输出动态偏置电流到增益放大器。
[0012] 本发明的第三个技术方案是：构成误差放大器的增益放大器，其特征在于：所述增益放大器包括第一增益场效应管至第十一增益场效应管；第一增益场效应管的栅极接反馈电压端，第二增益场效应管的栅极接基准电压端，第一、第二增益场效应管的源极相连，同时接跨导放大器的输出端；第一增益场效应管的漏极连接第三增益场效应管的漏极和栅极以及第五增益场效应管的栅极；第二增益场效应管的漏极连接第四增益场效应管的漏极和栅极以及第六增益场效应管的栅极；第三至第六增益场效应管的源极接地；第五、第六增益场效应管的漏极分别接连第七、第八增益场效应管的源极；第七、第八增益场效应管的栅极相连，同时接第一偏置电压端；第七增益场效应的漏极连接第九增益场效应管的漏极和栅极以及第十增益场效应管的栅极；第九、第十偏置场效应管的源极接电源电压端；第八增益场效应管的漏极连接第十一增益场效应管的漏极，并作为增益放大器的输出；第十一增益场效应管的源极连接第十增益场效应管的漏极，第十一增益场效应管的栅极接第二偏置电压端。
[0013] 本发明所述的构成DC-DC转换器的误差放大器和跨导放大器以及增益放大器的有益效果是：利用跨导放大器控制增益放大器的工作电流，当DC-DC转换器负载电流突变时，快速调整DC-DC转换器的负载电流；完成调整后，增益放大器的工作电流降低至最小，提高了误差放大器的直流增益，降低了功耗；本发明电路结构简单，成本低、体积小、效率高、性能优，有效提高了DC-DC转换器的瞬态响应速度、效率、线性调整率和负载调整率等指标，具有良好的应用前景。
附图说明
[0014] 图1是本发明提出的误差放大器原理框图。
[0015] 图2是增益放大器的原理图。
[0016] 图3是跨导放大器的原理图。
[0017] 图4是误差放大器的增益仿真波形。
[0018] 图5是误差放大器的跨导仿真波形。
[0019] 图6是误差放大器输出/吸收电流的仿真波形。
[0020] 图7是DC-DC转换器瞬态响应的仿真波形。
[0021] 图8是DC-DC转换器负载调整率的仿真波形。
[0022] 图9是DC-DC转换器线性调整率的仿真波形。
[0023] 图10是DC-DC转换器负载调整率的实测结果。
[0024] 图11是DC-DC转换器线性调整率的实测结果。
[0025] 图12DC-DC转换器效率的实测结果。
具体实施方式
[0026] 参见图1至图3，构成DC-DC转换器的误差放大器由跨导放大器1、增益放大器2，补偿电阻R和补偿电容C1、C2构成；跨导放大器1的输入正端接增益放大器2的输入正端，同时接基准电压VREF端；跨导放大器1的输入负端接增益放大器2的输入负端，同时接反馈电压VFB端；跨导放大器1的输出为增益放大器2提供动态偏置电流ISS；增益放大器2的输出端COMP通过补偿电阻R和补偿电容C1、C2接地。跨导放大器将基准电压和反馈电压之差的绝对值放大，输出电流正比于基准电压和反馈电压之差的绝对值，为增益放大器提供可变的尾电流源；增益放大器将基准电压和反馈电压之差的绝对值放大，输出/吸收电流正比于基准电压和反馈电压之差的绝对值；当反馈电压小于基准电压时，增益放大器的输出端输出电流，当反馈电压大于基准电压时，增益放大器的输出端吸收电流。当基准电压VREF＝0.795V，跨导放大器输出的最小电流ISS＝40μA。
[0027] 在具体实施例中，增益放大器包括Me1、Me2…Me11增益场效应管，Me1的栅极接反馈电压VFB端，Me2的栅极接基准电压VREF端，Me1、Me2的源极相连，同时连接跨导放大器的输出端；Me1、Me2的漏极分别与Me3、Me4的漏极连接；Me3、Me4的栅极和漏极相连，Me3、Me4的源极接地；Me5、Me6的栅极分别与Me3、Me4的栅极连接，Me5、Me6的漏极分别与Me7、Me8的源极连接，Me5、Me6的源极接地；Me7、Me8的栅极相连，同时接第一偏置电压VB1端，Me7、Me8的漏极分别与Me9、Me11的漏极相连；Me9、Me11的栅极相连，同时连接Me9的漏极，Me9、Me10的源极接电源电压VCC端，Me11的源极接Me10的漏极，Me11的栅极接第二偏置电压VB2端，Me11的漏极接Me8的漏极，同时作为增益放大器的输出端COMP。
[0028] 在具体实施例中，跨导放大器包括跨导级场效应晶体管Mg1、Mg2…Mg20和偏置场效应晶体管MB1、MB2…MB10；Mg1、Mg4的栅极相连同时连接基准电压VREF端，Mg2、Mg3的栅极相连，同时连接反馈电压VFB端；Mg1、Mg2、Mg3、Mg4的漏极相连同时接地；Mg1、Mg2的源极分别接Mg5、Mg6的源极；Mg5、Mg6的栅极和漏极相连，同时分别连接MB2、MB3的漏极；MB2、MB3的栅极相连，同时连接MB1的栅极和漏极，并且接第一偏置电流源IB1；MB1、MB2、MB3的源极接电源电压VCC端；第Mg7、Mg9的栅极相连，同时连接Mg6的栅极和漏极；第Mg8、Mg10的栅极相连同时连接Mg5的栅极和漏极；Mg7、Mg8的漏极分别接Mg11、Mg12的漏极；Mg11、Mg12的栅极相连，同时接Mg12的漏极；Mg9、Mg10的漏极分别接Mg13、Mg14的漏极；Mg13、Mg14的栅极相连，同时接Mg13的漏极；Mg11、Mg12、Mg13、Mg14的源极接电源电压VCC端；Mg15、Mg16的栅极分别接MB4、MB5的栅极和漏极，Mg15的漏极接Mg7、Mg11的漏极，同时接Mg17的源极，并且接Mg12的栅极；Mg16的漏极接Mg10、Mg14的漏极，同时接Mg18的源极，并且接Mg19的栅极；Mg15、Mg16的源极接电源电压VCC端；Mg17、Mg18的栅极分别接MB6、MB7的栅极和漏极；Mg17、Mg18的漏极接地；MB4、MB5的漏极分别接MB6、MB7的源极；MB4、MB5的源极接电源电压VCC端；MB6、MB7的漏极分别接MB8、MB9的漏极；MB8、MB9的栅极接MB10的栅极和漏极，同时接第二偏置电流源IB2；MB8、MB9、MB10的源极接地；Mg19、Mg20的源极接电源电压VCC端，Mg19、Mg20的漏极相连，输出电流ISS到增益放大器。
[0029] 参见图2，构成误差放大器的增益放大器，增益放大器包括Me1、Me2…Me11增益场效应管，Me1的栅极接反馈电压VFB端，Me2的栅极接基准电压VREF端，Me1、Me2的源极相连，同时连接跨导放大器的输出端；Me1、Me2的漏极分别与Me3、Me4的漏极连接；Me3、Me4的栅极和漏极相连，Me3、Me4的源极接地；Me5、Me6的栅极分别与Me3、Me4的栅极连接，Me5、Me6的漏极分别与Me7、Me8的源极连接，Me5、Me6的源极接地；Me7、Me8的栅极相连，同时接第一偏置电压VB1端，Me7、Me8的漏极分别与Me9、Me11的漏极相连；Me9、Me11的栅极相连，同时连接Me9的漏极，Me9、Me10的源极接电源电压VCC端，Me11的源极接Me10的漏极，Me11的栅极接第二偏置电压VB2端，Me11的漏极接Me8的漏极，同时作为增益放大器的输出端COMP。
[0030] 本发明所述的增益放大器接收跨导放大器提供的动态偏置电流，增益放大器将基准电压和反馈电压之差的绝对值放大，输出/吸收电流正比于基准电压和反馈电压之差的绝对值；当反馈电压小于基准电压时，增益放大器的输出端输出电流，当反馈电压大于基准电压时，增益放大器的输出端吸收电流。
[0031] 该增益放大器是一个两级放大器，第一级放大器包括Me1、Me2、Me3、Me4和动态偏置电流ISS源，Me1、Me2为输入差分对管，Me3、Me4为二极管连接的MOS管负载，ISS为动态偏置电流。第一级放大器为共源级，其增益表达式为Av1＝-gm1，2/gm3，4，其中gm1，2为Me1、Me2的跨导，gm3，4为Me3、Me4的跨导。第二级放大器包括Me5、Me6…Me10、M11，第二级为共源共栅放大器，Me5、Me6、Me7、Me8构成共源共栅级，Me9、Me10、Me11为负载，采用共源共栅放大器可极大提高输出端的等效阻抗ROUT，从而具有较高的增益。其增益的表达式为Av2＝-gm5，6(gm8rO8rO6||gm11rO11rO10)，其中gm5，6为Me5、Me6的跨导，gm8为Me8的跨导，gm11为Me11的跨导，rO6、rO8、rO10和rO11为Me6、Me8、Me1和Me5的输出阻抗，所以增益放大器的总增益：
[0032] Av＝Av1*Av2
[0033] ＝-gm1，2/gm3，4*[-gm5，6(gm8rO8rO6||gm11rO11rO10)]
[0034] ＝gm1，2*gm5，6(gm8rO8rO6||gm11rO11rO10)/gm3，4
[0035] 因为 其中W/L为场效应管的宽长比，μn为电子迁移率，COX为单位面积栅氧化层电容，ID为MOS管电流，λ为沟道长度调制系数；所以在W/L一定的情况下总增益与ID成反比，所以ISS越小，直流增益越高。
[0036] 参见图3，构成误差放大器的跨导放大器，该跨导放大器包括跨导级场效应晶体管Mg1、Mg2…Mg20和偏置场效应晶体管MB1、MB2…MB10；Mg1、Mg4的栅极相连同时连接基准电压VREF端，Mg2、Mg3的栅极相连，同时连接反馈电压VFB端；Mg1、Mg2、Mg3、Mg4的漏极相连同时接地；Mg1、Mg2的源极分别接Mg5、Mg6的源极；Mg5、Mg6的栅极和漏极相连，同时分别连接MB2、MB3的漏极；MB2、MB3的栅极相连，同时连接MB1的栅极和漏极，并且接第一偏置电流源IB1；MB1、MB2、MB3的源极接电源电压VCC端；第Mg7、Mg9的栅极相连，同时连接Mg6的栅极和漏极；第Mg8、Mg10的栅极相连同时连接Mg5的栅极和漏极；Mg7、Mg8的漏极分别接Mg11、Mg12的漏极；Mg11、Mg12的栅极相连，同时接Mg12的漏极；Mg9、Mg10的漏极分别接Mg13、Mg14的漏极；Mg13、Mg14的栅极相连，同时接Mg13的漏极；Mg11、Mg12、Mg13、Mg14的源极接电源电压VCC端；Mg15、Mg16的栅极分别接MB4、MB5的栅极和漏极，Mg15的漏极接Mg7、Mg11的漏极，同时接Mg17的源极，并且接Mg12的栅极；Mg16的漏极接Mg10、Mg14的漏极，同时接Mg18的源极，并且接Mg19的栅极；Mg15、Mg16的源极接电源电压VCC端；Mg17、Mg18的栅极分别接MB6、MB7的栅极和漏极；Mg17、Mg18的漏极接地；MB4、MB5的漏极分别接MB6、MB7的源极；
MB4、MB5的源极接电源电压VCC端；MB6、MB7的漏极分别接MB8、MB9的漏极；MB8、MB9的栅极接MB10的栅极和漏极，同时接第二偏置电流源IB2；MB8、MB9、MB10的源极接地；Mg19、Mg20的源极接电源电压VCC端，Mg19、Mg20的漏极相连，输出电流ISS到增益放大器。
[0037] 本发明所述的跨导放大器将基准电压和反馈电压之差的绝对值放大，输出电流正比于基准电压和反馈电压之差的绝对值，为增益放大器提供动态偏置电流。
[0038] 其中Mg1、Mg2、Mg5、Mg6、MB2、MB3构成源跟随器，输出为V1和V2。Mg3、Mg7、Mg8、Mg11、M12构成共源极放大器，Mg4、Mg9、Mg10、Mg13、M14同理，输出为V3和V4。M19、M20为输出级，输出形式为漏极开路输出，输出端接增益大器，作为增益放大器输入对管的动态偏置电流源。Mg17、Mg18为限幅电路，作用是限制V3和V4的差值，防止输出电流ISS过大。其余为偏置电路。VREF为基准电压，在本设计中VREF＝0.795V，输出电流随输入电压的变化量ΔISS＝Gm*|VREF-VFB|，其中Gm为跨导放大器的总跨导；当VFB趋近于VREF时，ISS取得最小值40μA。
[0039] 因为增益放大器的总增益在W/L一定的情况下，总增益与ID成反比，所以ISS越小，直流增益越高。该跨导放大器的核心思想是当|VFB-VREF|较大时，提高增益放大器的工作电流ISS，起到快速调整DC-DC负载电流的作用，此时误差放大器的增益会暂时降低，稳定后有|VFB-VREF|≈0，ISS减到最小，降低误差放大器的功耗，提高误差放大器增益，从而提高DC-DC转换器的效率、线性调整率和负载调整率等指标。
[0040] 仿真验证结果表明：参见图4的M1点，误差放大器的直流增益为91.67dB,参见图5的M2点，误差放大器跨导为2.0238mmhos＝2023.8μmhos，误差放大器的直流增益是决定DC-DC放大器线性调整率和负载调整率的重要因素。参见图6的M5点，为反馈电压VFB＝VREF＝0.795V时，误差放大器的输出电流几乎为0，M3点为VFB-VREF＝-40mV时，误差放大器输出电流
116.2μA，M4点为VFB-VREF＝40mV时，误差放大器吸收电流110.8μA，误差放大器输出/吸收电流的大小是决定DC-DC转换器瞬态响应的重要因素。参见图7，为DC-DC转换器瞬态响应仿真结果，其中上半部分为DC-DC转换器的输出电压，中间为DC-DC转换器的负载电流，下半部分为误差放大器输出/吸收电流。仿真条件为负载电流由初始的M9点2.03A瞬变为M10点
6.08A，再由M10点6.08A瞬变为M11点2.03A，在瞬变时的M8点，误差放大器输出电流ICOMP迅速增大为223.5μA；在瞬变时的M12点，误差放大器的吸收电流迅速增大为163.8μA，DC-DC转换器输出电压的在负载瞬变后的恢复时间为dx＝188.9μs。参见图8，负载电流由2.03A变化到6.08A时，输出电压的变化量为dy＝1.24mV，计算出DC-DC转换器的负载调整率为0.03％。
参见图9，输入电压由4V变化为5V时，输出电压的变化量为dy＝2.44mV，计算出DC-DC转换器的线性调整率为0.244％。
[0041] 参见图10，为DC-DC转换器负载调整率随温度变化的实测曲线，在全温情况下，负载调整率<0.1％，参见图11，为DC-DC转换器的线性调整率的实测曲线，在全温情况下，线性调整率<0.5％参见图12，为DC-DC转换器效率的实测曲线，在负载电流为1A时，效率为95％。
[0042] 综上所述，采用本发明的误差放大器，有效提高DC-DC转换器的瞬态响应速度、效率、线性调整率和负载调整率等指标。
[0043] 上面对本发明的具体实施方式进行了描述，但是，本发明保护的不仅限于具体实施方式的范围。
