1228868 玖、發明說明： i明所屬之技術領域 本發明是有關於一種增加運算放大器迴轉率之裝置與 方法，且特別是有關於一種增加運算放大器迴轉率之裝置 與方法，係使用一個監測控制裝置來接受主輸出級的控 制，並用來控制輔助裝置及第二輸入對電流，以達成增加 迴轉率之目的。 先前技術 習知的運算放大器爲了達到高迴轉率(Slew Rate)之需 求’其改善方法包括增加差動輸入對（Differential Input Pair)之電流或減少補償電容（Compensation Capacitance)，然而，前者增加了靜態電流消耗（steady Current Consumption)，而後者則犧牲了運算放大器的穩 定度。又或者是使用誤差放大器（Error Amplifier)去推動共 源極輸出級，即推挽式（Push-pull)輸出級輸出，也就是增 加額外的電路來達成此目的。這些方法的確可以增加迴轉 率’但也伴隨了不少副作用，例如增加了晶片面積、靜態 電流，甚至降低電路穩定度。 請參照第1圖，係顯示習知之高迴轉率運算放大器 1〇〇 ’ 其係由一運算放大器（Operational Amplifier)A、二 個誤差放大器（Error Amplifier)E1與E2，以及兩個金氧半 場效電晶體（M〇S)M1與M2所組成之推挽（Push-pull)式輸 出級所組成。誤差放大器E1和E2用來控制輸出級之金 氧半場效電晶體M1與M2,其原理爲利用誤差放大器的 12297twf.doc 5 1228868 反相（Inverting)輸入端接至運算放大器a的輸出端102， 非反相（Non-Inverting)輸入端接至輸出端節點v〇所構成 之虛擬短路(Virtual Short)，並加上誤差放大器E1和金氧 半場效電晶體M1，以及誤差放大器E2和金氧半場效電晶 體M2所形成之負迴授迴路（Negative Feedback Loop)來 控制由金氧半場效電晶體M1與M2所組成的推挽式輸出 級，以提供負載端推入（Push)或拉出（Pull)之電流。 誤差放大器E1和E2則用以監測其非反相輸入端和反 相輸入端訊號是否相等。當其不相等時，則金氧半場效電 晶體M1或M2將開啓(Turned ON)，而使推挽式輸出級能 產生（source)電流，亦可稱爲推入（Push)電流至輸出端， 或匯集（Sink)，亦可稱爲拉出（Pull)—大電流至輸出端（或 至負載）。 此提高迴轉率的高迴轉率運算放大器100之工作原理 是當輸出電壓V0小於運算放大器A的輸出電壓V1時， 誤差放大器E1的輸出電壓V2會使得金氧半場效電晶體 M1完全導通，而誤差放大器E2的輸出電壓V3會使得金 氧半場效電晶體M2完全關閉，此時金氧半場效電晶體M1 會推入（Push)，也就是產生（Source)電流至輸出端。當輸 出電壓V0大於運算放大器A的輸出電壓V1時，誤差放 大器E1·的輸出電壓V2會使得金氧半場效電晶體M1完全 關閉，而誤差放大器E2的輸出電壓V3會使得金氧半場 效電晶體M2完全導通，此時金氧半場效電晶體M2會拉 出（Pull)，也就是匯集（Sink)電流至輸出端。而當輸出電壓 12297twf.doc 6 1228868 V〇等於運算放大器A的輸出電壓V1時，誤差放大器E1 的輸出電壓V2會使得金氧半場效電晶體M1操作在一靜 態電流下，而誤差放大器E2的輸出電壓V3也會使得金 氧半場效電晶體M2操作在此靜態電流下，此時輸出端V〇 將等於運算放大器A的輸出端V1。也就是當輸入和輸出 相等時，金氧半場效電晶體M1與M2則操作在原先設定 直流偏壓條件（DC Bias Condition)下。 這種架構通常都用來推動重負載（Heavy Loading)，如 小電阻、大電容等。爲了要讓金氧半場效電晶體M1與M2 能提供大電流至負載，其外觀比(Aspect Ratio)要非常大。 因此，推挽式輸出級需消耗很大的靜態電流，要符合低功 率消耗、高迴轉率之目標反而非常困難。其電路構造看似 簡單’但實際上卻是很複雜。首先，誤差放大器E1和E2 若爲一單級（Single Stage)放大器，則每個至少要6顆MOS 電晶體，而二個誤差放大器就共要12顆電晶體了。 另外’爲了補償極零點位置，如採用密勒補償（Miller Compensation)，則需要有2顆補償電容。誤差放大器亦 需考慮其偏移電壓（Offset Voltage)、佈局（Layout)上之對 稱性（Symmetry)、頻寬（Bandwidth)、以及雜訊（Noise)之 大小’因此勢必要佔掉一些面積，也就是增加製造之成本。 另外’此法尙須注意交越失真（Cross Distortion)和誤差放 大器操作電壓（Vos)對整個運算放大器線性度（Linearity)之 影嚮。以上種種限制，使得此一看似簡單之架構，實際上 有非常特別的考量點，且將佔據非常大的面積。因此，此 12297twf.doc 7 1228868 習知之高迴轉率運算放大器100雖具有能提供超強之驅動 (driving)之能力，以及簡單之架構。然而，卻佔據相當大 的面積，增加製造之成本。另外，還有交越失真之問題， 以及誤差放大器之特性所帶來的問題等等。除此之外，還 有功率消耗過大之問題也要考慮。 翁明內容 本發明之目的爲提供增加運算放大器迴轉率之裝置與 方法。 本發明之另一目的爲提供增加運算放大器迴轉率之裝 置與方法，特別是驅動一重負載時之方法。 本發明之另一目的爲提供一不增加運算放大器靜態消 耗電流之增加迴轉率之裝置與方法。 本發明之另一目的爲提供一不改變運算放大器極零點 位置之增加迴轉率之裝置與方法。 本發明所提供一種增加運算放大器迴轉率之裝置與方 法，其係使用一個監測控制裝置來接受主輸出級的控制， 並用來控制輔助裝置及第二輸入對電流，以達成增加迴轉 率之目的。並可達到具備靜態電流小、高迴轉率、晶片面 積小、架構精簡等特性。 在本發明所提供之增加運算放大器迴轉率之裝置中， 不對輸入端和輸出端進行監測以控制輸出級，而是在原有 的輸出級（Output Stage)外再增添一新的驅動能力超強之 輸出級，此輸出級受控制於原本輸出級之控制訊號，當輸 出追上輸入時，新增之輸出級自動關閉，反之，則提供一 12297twf.doc 8 1228868 大電流至輸出端。同樣地，在輸入對亦提供一受該輸出級 之控制訊號控制之電流源，當輸出快追上輸入時，該電流 源亦會自動關閉。 爲達至少上述目的之一，在一選擇實施例中，本發明 提供一種增加運算放大器迴轉率之裝置，包括一運算放大 蛊、一輔助輸出裝置與一輔助輸入裝置。其中此運算放大 器具有一輸入級與一輸出級，此輸入級接收一輸入訊號， 而輸出級在運算放大器對輸入訊號運算放大後輸出一輸出 訊號。此輔助輸出裝置連接到運算放大器之輸出級，並由 輸出級所控制，以及輔助輸入裝置連接到輸入級，亦由輸 出級所控制。其中，當輸出訊號之電壓位準實質上不等於 輸入訊號之電壓位準時，則輸出級控制輔助輸出裝置提供 一輔助輸出電流至輸出級，而輸出級亦控制輔助輸入裝置 提供一輔助輸入電流至輸入級。 在一選擇實施例中，當輸出訊號之電壓位準實質上等 於輸入訊號之電壓位準時，輔助輸出裝置與輔助輸入裝置 則關閉不再提供電流。. 上述之增加運算放大器迴轉率之裝置中，此運算放大 器之輸入級，在一選擇實施例、中，包括一第一輸入電路、 一第二輸入電路、一第一電流源電路、一第二電流源電路、 一第一定電流電路與一第二定電流電路。其中，第一輸入 電路與第二輸入電路分別連接至運算放大器之一非反相輸 入端與一反相輸入端之控制電極。第一電流源電路連接到 第二輸入電路，並由第二輸入電路所推動。第二電流源電 12297twf.doc 9 1228868 路連接到第一輸入電路，並由第一輸入電路所推動。其中， 第一^電流源電路與第—^電流源電路係串聯於一‘第一^供應電 壓端與一第二供應電壓端之間，而第一定電流電路係串聯 至第一輸入電路，而第二定電流電路係串聯至第二輸入電 路。 ^ 上述之增加運算放大器迴轉率之裝置中，此運算放大 器之輸入級，在一選擇實施例中，包括一第一輸入電路、 一第二電流源電路以及一第一電流源電路。此第一輸入電 路連接至運算放大器之一非反相輸入端與一反相輸入端之 控制電極。此第二電流源電路連接到第一輸入電路，並由 第一輸入電路所推動。此第一電流源電路串聯第二電流源 電路於一第一供應電壓端與一第二供應電壓端之間，而第 一電流源電路串聯至一定電流電路。 上述之增加運算放大器迴轉率之裝置中，此運算放大 器之輸出級，在一選擇實施例中，係可爲一推挽式輸出級 串聯於第一供應電壓端與第二供應電壓端之間。其中推挽 式輸出級係由一第一電晶體與一第二電晶體所組成，該第 一電晶體係由該第一電流源電路所推動，而該第二電晶體 係由該第二電流源電路所推動。 在一選擇實施例中，上述之增加運算放大器迴轉率之 裝置中，·在輔助輸出裝置與運算放大器之輸出級之間，更 包括一監測控制裝置，受運算放大器之輸出級所控制，用 以產生一上拉控制訊號與一下拉控制訊號至輔助輸出裝 置，用以控制輔助輸出裝置。 12297twf.doc 10 1228868 上述之增加運算放大器迴轉率之裝置中，此監測控制 裝置在一選擇實施例中，包括一上拉衰減單元，其一輸入 端連接至第一輸出電晶體之一控制閘極，用以產生上拉控 制訊號；以及一下拉衰減單元，其一輸入端連接至第二輸 出電晶體之一控制閘極，用以產生上拉控制訊號。 ^ 上述之增加運算放大器迴轉率之裝置，在一選擇實施 例中，此上拉衰減單元爲一導電型之電晶體，而下拉衰減 單元亦爲一導電型之電晶體。 上述之增加運算放大器迴轉率之裝置，在一選擇實施 例中，此上拉衰減單元係由一第一電晶體與一第一定電流 源串聯而成，其中第一電晶體之一閘極用以連接到第一輸 出電晶體之一控制閘極。而下拉衰減單元係由一第二電晶 體與一第二定電流源串聯而成，其中第二電晶體之一閘極 用以連接到第二輸出電晶體之一控制閘極。 上述之增加運算放大器迴轉率之裝置，在一選擇實施 例中，此輔助輸出裝置包括一上拉輸出單元與一下拉輸出 單元。其中上拉輸出單元用以接收上拉控制信號，而其一 輸出端連接至運算放大器之一輸出端。而下拉輸出單元用 以接收下拉控制信號，而其一輸出端連接至運算放大器之 一輸出端。 上述之增加運算放大器迴轉率之裝置，在一選擇實施 例中，此輔助輸入裝置包括一第一子電流源，用以接收上 拉控制信號，而其一輸出端與輸入對之電流並聯，且串聯 到第一輸入電路。 12297twf.doc 11 1228868 上述的第一子電流源，在一選擇實施例中，包括一第 一子電流控制電晶體，其一閘極連接到上拉控制信號，而 一源極連接到一電壓供應端，而一汲極連接到第一輸入電 路。 上述的第一子電流源，在一選擇實施例中，包括一第 i子電流控制電晶體與一第一次定電流源。此第一子電流 控制電晶體之一閘極連接到上拉控制信號，而一源極連接 到第一次定電流源，而一汲極連接到第一輸入電路。 上述的第一子電流源，在一選擇實施例中，包括一電 流映射單元，其中電流映射單元係由一第一電流鏡與一第 一電流鏡控制電晶體所組成。此第一電流鏡控制電晶體之 一閘極連接到此上拉控制信號，而一汲極連接到此第一電 流鏡，而其一源極經由一第一次定電流源連接到一操作電 壓，或不經由此第一次定電流源直接連接到此操作電壓。 而此第一電流鏡與第二定電流電路並聯，且串聯到第二輸 入電路。 上述之第一電流鏡，在一選擇實施例中，包括一第一 電流鏡電晶體與一第二電流鏡電晶體。此第一電流鏡電晶 體與第二電流鏡電晶體之閘極相連接，並接至第一電流鏡 電晶體之汲極，再連接至第一電流鏡控制電晶體之汲極， 而第一電流鏡電晶體與第二電流鏡電晶體之源極接至一第 二供應電壓端，而第二電流鏡電晶體之一汲極連接至第二 輸入電路。 上述之增加運算放大器迴轉率之裝置，其中輔助輸入 12297twf.doc 12 1228868 裝置除了第一子電流源外，更包括一第二子電流源，用以 接收此下拉控制信號，而其一輸出端與第二定電流電路並 聯，且串聯到第二輸入電路。 上述之第二子電流源，在一選擇實施例中，包括一第 二子電流控制電晶體，第二子電流控制電晶體之一閘極連 接到下拉控制信號，而一汲極連接到第二輸入電路，而一 源極連接到一第二供應電壓端。 上述之第二子電流源，在一選擇實施例中，包括一第 二子電流控制電晶體與一第二次定電流源。此第二子電流 控制電晶體之一閘極連接到下拉控制信號，而一汲極連接 到第二輸入電路，而一源極連接到第二次定電流源。 上述之第二子電流源，在一選擇實施例中，包括一第 二電流映射單元。其中第二電流映射單元係由一第二電流 鏡與一第二電流鏡控制電晶體所組成。此第二電流鏡控制 電晶體之一閘極連接到下拉控制信號，而一汲極連接到第 二電流鏡，而其一源極經由一第二次定電流源接地，或是 不經由第二子電流源直接接地。而第二電流鏡與第一定電 流電路並聯，且串聯到第一輸入電路。 上述的第二電流鏡，更包括一第三電流鏡電晶體與一 第四電流鏡電晶體。第三電流鏡電晶體與第四電流鏡電晶 體之閘極相連接，並接至第三電流鏡電晶體之汲極，再連 接至第二電流鏡控制電晶體之汲極。而第三電流鏡電晶體 與第四電流鏡電晶體之源極接至一第一供應電壓端，而第 四電流鏡電晶體之一汲極連接至第一輸入電路。 12297twf.doc 13 1228868 爲達上述之目的，在一選擇實施例中，本發明提供一 種增加運算放大器迴轉率之方法。其中運算放大器具有一 輸入級與一輸出級，此輸入級接收一輸入訊號，而輸出級 在運算放大器對輸入訊號運算放大後經由一輸出端輸出一 運算放大訊號。此方法包括使用輸出級之一閘極驅動電 _，據以提供一輔助輸出電流至輸出端，並據以提供一輔 助輸入電流至輸入級，以增加運算放大器迴轉率。 在上述之增加運算放大器迴轉率之方法，在一選擇實 施例中，當運算放大訊號之電壓位準實質上不等於輸入訊 號之電壓位準時，則輸出級控制輸出輔助裝置輸出電流至 輸出級之輸出端，其中輸出輔助裝置與輸出級之輸出端係 同一節點。而輸出級亦控制輔助輸入裝置提供一輔助輸入 電流至輸入級。在又一選擇實施例中，當輸出訊號之電壓 位準實質上等於輸入訊號之電壓位準時，則輸出級控制不 再輸出輔助輸出電流至輸出級，以及不再輸出輔助輸入電 流至輸入級。 在上述之增加運算放大器迴轉率之方法中，使用輸出 級之閘極驅動電壓據以提供輔助輸出電流及輔助輸入電流 之步驟中’係包括衰減輸出級之閘極電壓，以及由一輔助 輸出裝置根據衰減後的閘極電壓，產生輔助輸出電流至輸 出端，並經由一輔助輸入裝置根據衰減後的閘極電壓，產 生輔助輸入電流至輸入級。 在上述的增加運算放大器迴轉率之方法，其中輸出級 之閘極電壓之衰減方式，在一選擇實施例中，係使甩一電 12297twf.doc 14 1228868 壓源串接到輸出級之閘極電壓之方式。在另一選擇實施例 中，係使用電壓位準移位（Level Shift)之方式。 在上述的增加運算放大器迴轉率之方法，其中輔助輸 入裝置根據衰減後的閘極電壓，產生輔助輸入電流之方式 係新增一輸入對電流至輸入級。此輸入對電流受衰減後之 輸出級之閘極電壓控制，以加速輸出級閘極電壓之增加和 減少之速度。在另一選擇實施例中，此輸入對電流至輸入 級之方式更包括由一定電流源提供固定電流，以加速輸出 級閘極電壓之增加和減少之速度。 在上述的增加運算放大器迴轉率之方法，其中輔助輸 入裝置根據衰減後的閘極電壓，產生輔助輸入電流之方 式，在另一實施例中，係新增一電流映射裝置至輸入級。 此電流映射裝置受衰減後之輸出級之閘極電壓控制提供電 流至輸入級，以加速輸出級閘極電壓之增加和減少之速 度。在一實施例中，此電流映射級更包括一定電流源提供 固定電流，以加速輸出級閘極電壓之增加和減少之速度。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下： 實施方式_ 本發明提出一種增加運算放大器迴轉率之裝置，其係 使用一個監測控制裝置來接受主輸出級的控制，並用來控 制輔助裝置及第二輸入對電流，以達成增加迴轉率之目 的。不同於習知之高迴轉率運算放大器，係利用誤差放大 12297twf.doc 15 1228868 器監測輸入端和輸出端之電壓差來控制輸出級（Output Stage)。本發明之方法則是以完全不同之思維，如運算放 大器要用來推動一重負載(電容性），其値爲30pF~600pF， 並希望其具備靜態電流小、高迴轉率、晶片面積小、架構 精簡等特性。明顯地，習知之高迴轉率運算放大器所採用 的方法顯然不符合精簡、面積小、省電之目的。 在本發明之增加運算放大器迴轉率之裝置中，不對輸 入端和輸出端進行監測以控制輸出級，而是在原有的輸出 級（Output Stage)外再增添一新的驅動能力超強之輸出 級’此輸出級受控制於原本輸出級之控制訊號，當輸出追 上輸入時，新增之輸出級自動關閉，反之，則提供一大電 流至輸出端。同樣地，在輸入對亦提供一受該輸出級之控 制訊號控制之電流源，當輸出快追上輸入時，該電流源亦 會自動關閉。 請先參照第2圖，係一般軌對軌運算放大器200之電 路圖架構。P型輸入對210係由三個P型電晶體211、213 與215所組成，P型電晶體211爲其電流源。N型輸入對 220係由N型電晶體221、223與225所組成，N型電晶 體225爲其電流源。P型主動負載230由P型電晶體231、 233、235與237所組成，N型主動負載由N型電晶體241、 243、245與247所組成。輸出級250由一個P型電晶體 251和N型電晶體253串接所成。 非反相輸入端V+接至P型電晶體215和N型電晶體 221之閘極，反相輸入端V-接至P型電晶體213和N型 12297twf.doc 16 1228868 電晶體223之閘極。輸出級250之P型電晶體251和N 型電晶體253之汲極連接在一起接至輸出端VOUT。P型 電晶體213與215之汲極接至N型主動負載240，N型電 晶體221與223之汲極接至P型主動負載230。P型主動 負載230透過電阻R1和R2連接至N型主動負載240。 輸出級250之P型電晶體251之閘極接至P型主動負載 230和電阻R2之間，而輸出級250之N型電晶體253之 閘極則接至N型主動負載240和電阻R2之間。補償電容 C1接至P型主動負載230之P型電晶體233和237之間， 其另一端則接至輸出級250之輸出端VOUT。補償電容C2 接至N型主動負載240之N型電晶243和247之間，其 另一端同樣接至輸出級250之輸出端VOUT。
Vb1〜Vb4爲偏壓電壓，用來設定電晶體之工作範圍’ 例如圖示中的偏壓電壓Vb1則連接到P型輸入對210之 電晶體211之閘極，用以偏壓電晶體211，以控制其電流 源。而圖示中的偏壓電壓Vb2則連接到N型輸入對220 之電晶體225之閘極，用以偏壓電晶體225，以控制其電 流源。而偏壓電壓Vb3則連接到P型主動負載230之P 型電晶體235和237，用以控制其偏壓之狀態。偏壓電壓 Vb4則連接到N型主動負載240之N型電晶體241和243， 用以控制其偏壓狀態。最後，電容CL爲運算放大器所要 推動之負載。
上述的軌對軌運算放大器200中，P型電晶體211爲 P型輸入對210提供了一定電流Ip，N型電晶體225爲N 12297twf.doc 17 1228868 型輸入對220提供一定電流In。當非反相輸入端V+和反 相輸入端V-之電壓相等時，定電流Ip會平均地流過P型 電晶體213和215，即定電流Ip之一半，而定電流In會 平均地流過N型電晶體221和223，即定電流In之一半。 當V+端的電壓電位大於V-端的電壓電位時，定電流In 會全部流往N型電晶體221，定電流Ip會全部流往P型 電晶體213。定電流In會流入P型主動負載230，使輸出 級250之P型電晶體251之源極與閘極之電壓差(VS(B)增 加以提供電流至負載CL。定電流Ip會流入主動負載240， 使輸出級250之N型電晶體253之閘極與源極(VgS)之電 壓差減少以降低送至負載CL之電流。 當V+端的電壓電位小於V-端的電壓電位時，定電流In 會全部流往N型電晶體223，定電流Ip會全部流往P型 電晶體215。定電流In會流入P型主動負載230，使輸出 級250之P型電晶體251之源極與閘極之電壓差(VS(3)減 少以降低送至負載CL之電流。定電流Ip會流入主動負載 240，使輸出級之N型電晶體253之閘極與源極(VQS)之電 壓差增加以增加送至負載CL之電流。 電阻R1和R2形成運算放大器200中控制輸出級250 靜態消耗電流的元件，此處爲了說明方便使用電阻，但也 可以使用導電型元件，例如電晶體來替代。 在一選擇實施例中，爲了達成前述之目的，在原有之 輸出級中，增加一新的輸出級和一第二輸入對電流，此輸 出級用來提供一額外電流至負載，而此輸入對電流則增加 12297twf.doc 18 1228868 對補償電容充電之效率。請參照第3圖，係顯示根據本發 明一較佳實施例之增加運算放大器迴轉率之裝置300,其 中增加了一新的輔助輸出級360,以及增加P型電晶體317 以及N型電晶體327之輸入對電流。 在此增加運算放大器迴轉率之裝置300中，P型輸入 對310係由四個P型電晶體311、313、315與317所組 成，P型電晶體311與317爲其電流源。N型輸入對320 係由N型電晶體321、323、325與327所組成，N型電 晶體325與327爲其電流源。P型主動負載330由P型 電晶體331、333、335與337所組成，N型主動負載340 由N型電晶體341、343、345與347所組成。主輸出級 350由一個P型電晶體351和N型電晶體353串接所成。 非反相輸入端V+接至P型電晶體315和N型電晶體 321之閘極，反相輸入端V-接至P型電晶體313和N型 電晶體323之閘極。主輸出級350之P型電晶體351和 N型電晶體353之汲極連接在一起接至輸出端VOUT。P 型電晶體313與315之汲極接至N型主動負載340，N型 電晶體321與323之汲極接至P型主動負載330。P型主 動負載330透過電阻R1和R2、連接至N型主動負載340。 主輸出級350之P型電晶體351之閘極接至P型主動負 載330和電阻R2之間，而主輸出級350之N型電晶體353 之閘極則接至N型主動負載340和電阻R2之間。補償電 容C1接至P型主動負載330之P型電晶體333和337 之間，其另一端則接至主輸出級350之輸出端VOUT。補 12297twf.doc 19 1228868 償電容C2接至N型主動負載340之N型電晶343和347 之間，其另一端同樣接至主輸出級350之輸出端VOUT。
Vb1〜Vb4爲偏壓電壓，亦是用來設定電晶體之工作範 圍，如第3圖中的偏壓電壓Vb1則連接到P型輸入對310 之電晶體311之閘極，用以偏壓電晶體311，以控制其電 流源。而圖示中的偏壓電壓Vb2則連接到N型輸入對320 之電晶體325之閘極，用以偏壓電晶體325，以控制其電 流源。而偏壓電壓Vb3則連接到P型主動負載330之P 型電晶體335和337,用以控制其偏壓狀態。偏壓電壓Vb4 則連接到N型主動負載340之N型電晶體341和343， 用以控制其偏壓狀態。 新增之輔助輸出級360受控於主輸出級350之控制訊 號，但接至輔助輸出級360時須先經過一電壓源V1和V2 衰減。如第3圖所示，主輸出級350之P型電晶體351 之閘極，經由電壓源V1與輔助輸出級360之P型電晶體 361之閘極相連接，並與新增加的輸入對電流之p型電晶 體317閘極相連接。另外，主輸出級350之N型電晶體353 之閘極，經由電壓源V2與輔助輸出級360之N型電晶體 363之閘極相連接，並與新增加的輸入對電流之N型電晶 體327閘極相連接。 電壓源V1和V2的電壓大小，能讓輔助輸出級360在 主輸出級350不提供額外電流至負載時（也就是輸入等於 輸出時），因爲電壓源壓降的關係，使得輔助輸出級360 的閘極電壓不足而自動關閉（Turned Off)。同樣地，分別 12297twf.doc 20 1228868 受到電壓源V1和V2所控制之P型電晶體317以及N型 電晶體327，也就是所謂的第二輸入對電流，亦爲關閉之 狀態。 當輸出不等於輸入時，由於主輸出級350中PMOS或 NMOS電晶體之VQS(閘極相對於源極的電壓）將會變大， 便主輸出級350能提供一額外電流至負載。雖然會經過一 電壓源V1和V2才接至輔助輸出級360，但只要主輸出級 350的閘極電壓夠大，則輔助輸出級360亦提供電流至負 載，同樣地，第二輸入對電流亦會提供一電流給補償電容。 當輸出快追上輸入時，由於電壓源的關係，輔助輸出級360 和第二輸入對電流會先關閉，而回復原先之狀態。由於多 了第二輸入對電流對補償電容充電，因此放大器的迴轉率 得以迅速增加。同時，輔助輸出級360則補足了主輸出級 350推力不足的問題。故使用本發明所提之方法後，可得 到一低靜態消耗電流，但具備高迴轉率之運算放大器。 在另外一選擇實施例中，爲了達成前述之目的，亦是 在原有之輸出級中，增加一新的輸出級和一第二輸入對電 流，此輸出級用來提供一額外電流至負載，而此輸入對電 流則增加對補償電容充電之效率。除此之外，不同於第3 圖之實施例之增加運算放大器迴轉率之裝置300,輔助輸 出級360與主輸出級350之間須先經過一電壓源V1和V2 衰減。在此實施例中之增加運算放大器迴轉率之裝置400， 電壓源V1和V2之功能由電壓調整單元470之電路圖完 成，也就是，主輸出級450之輸出，需經由電壓調整單元 12297twf.doc 21 1228868 470方可傳送到輔助輸出級460與新增的輸入對電流，也 就是P型輸入對410中所增加的P型電晶體417，以及N 型輸入對420中所增加的電晶體427。 由於此實施例中之增加運算放大器迴轉率之裝置400 電路結構與第3圖中之實施例之電路圖，除了電壓調整單 先470之外皆相同，因此，在此僅說明此電壓調整單元470 與原電路不同之處。電壓調整單元470係由由電流源471、 P型電晶體473、電流源475與N型電晶體477所組成。 輔助輸出級460由P型電晶體461和N型電晶體463組 成。電流源471接至P型電晶體473之源極，再接至輔 助輸出級460之P型電晶體461之閘極。而P型電晶體 473之汲極接至地端，其閘極接至主輸出級450之P型電 晶體451之閘極。電流源475接至N型電晶體477之源 極，再接至輔助輸出級460之N型電晶體463之閘極。 而N型電晶體477之汲極則接至操作電壓VDD，其閘極 接至主輸出級450之N型電晶體453之閘極。輔助輸出 級460之P型電晶體461之汲極接至N型電晶體463之 汲極，並接至輸出端VOUT。 P型輸入對410中所增加的P型電晶體417，其閘極 接至電流源471和P型電晶體473之間，其汲極和P型 電晶體411之汲極相接並接至P型電晶體413與415之 源極。N型輸入對420中所增加的電晶體427，其閘極接 至電流源475和N型電晶體477之間，其汲極和N型電 晶體425之汲極相接並接至N型電晶體421與423之源 12297twf.doc 22 1228868 極。此增加運算放大器迴轉率之裝置400之非反相輸入端 V+端接至P型電晶體415和N型電晶體421之閘極，反 相輸入端V-端接至P型電晶體413和N型電晶體423之 聞極。 當V+端之電壓位準和V-端的電壓位準相等時，由於 卢型電晶體473之功能爲電壓位準移位（LEVEL SHIFT)， 因此P型電晶體473之源極將和VDD等電位，輔助輸出 級460內之P型電晶體461和P型輸入對410內之P型 電晶體417將無法導通。同樣地，N型電晶體477之功能 爲電壓位準移位（LEVEL SHIFT)，因此N型電晶體477之 源極將和接地電壓等電位，輔助輸出級460內之N型電 晶體463和N型輸入對420內之N型電晶體427將無法 導通。 當狀態改變時，例如在V+端之電壓位準大於V-端的 電壓位準時，流過N型電晶體425之電流In會全部流往 N型電晶體421，流過P型電晶體411之電流Ip會全部 流往P型電晶體413。電流In會流入P型主動負載430， 使主輸出級之P型電晶體451之源極與閘極之電壓差(VSQ) 增加，以提供電流至負載CL。電流Ip會流入N型主動負 載440，使主輸出級之N型電晶體453之閘極與源極之電 壓差(VQS)減少，以降低送至負載CL之電流。
P型電晶體451和N型電晶體453的閘極電壓也同時 前傳（Feed Forward)至輔助輸出級460之P型電晶體461 和N型電晶體463，因此N型電晶體463亦會關閉，而P 12297twf.doc 23 1228868 型電晶體461則會打開，傳送一額外電流至負載CL。此 一閘極電壓也同時前傳至P型輸入對410中所增加的P 型電晶體417，以及N型輸入對420中所增加的N型電 晶體427，因此，N型電晶體427會關閉，而P型電晶體 417則會打開，傳送一額外電流至P型輸入對420，此電 彘會經P型電晶體413流至N型主動負載440，使主輸 出級之N型電晶體453之閘極與源極之電壓差（VQS)減少 的更快，同樣也會使P型電晶體451之源極與閘極之電壓 差(VSC3)增加的更快。N型電晶體453之閘極與源極之電 壓差(VGS)或是P型電晶體451之源極與閘極之電壓差 (VSG)增加或減少愈快，就可以在愈短的時間內將電流送至 負載，結果就是上昇緣迴轉率得到增加。 當狀態改變時，例如在V-端之電壓位準大於V+端電 壓位準時，電流In會全部流往N型電晶體423，電流Ip 會全部流往P型電晶體415。電流丨η會流入P型主動負 載430，使主輸出級之Ρ型電晶體451之源極與閘極之電 壓差(VSG)減少以降低送至負載CL之電流。電流Ip會流 入主動負載440，使主輸出級之N型電晶體453之閘極與 源極之電壓差(VGS)增加以增加送至負載CL之電流。主輸 出級之P型電晶體451和N型電晶體453的閘極電壓也 同時前傳（Feed Forward)至輔助輸出級460之P型電 晶體461和N型電晶體463，因此P型電晶體461會關 閉，而N型電晶體463則會打開送一額外電流至負載CL。 此一閘極電壓也同時前傳至P型輸入對410中所增加 12297twf.doc 24 1228868 的P型電晶體417，以及N型輸入對420中所增加的N 型電晶體427，因此P型電晶體417會關閉，而N型電 晶體427則會打開，傳送一額外電流至N型輸入對440， 此電流會經N型電晶體423流至P型主動負載430，使 主輸出級之P型電晶體451的源極與閘極之電壓差（VS(B) 笾速減少，同樣地，主輸出級之N型電晶體453之閘極 與源極之電壓差（VGS)也會迅速增加。N型電晶體453之 閘極與源極之電壓差(Vgs)或是P型電晶體451之源極與 閘極之電壓差(VS(3)增加或減少愈快，就可以在愈短的時間 內將電流從負載抽出，結果就是下降緣迴轉率得到增加。 在又一選擇實施例中，爲了達成前述之目的，亦是在 原有之輸出級中，增加一新的輸出級和一第二輸入對電 流，此輸出級用來提供一額外電流至負載，而此輸入對電 流則增加對補償電容充電之效率。除此之外，不同於第4 圖之實施例，此實施例中的增加運算放大器迴轉率之裝置 500，除了主輸出級550之閘級控制信號輸出，需經由電 壓調整單元570方可傳送到輔助輸出級560以及新增的輸 入對電流，也就是P型輸入對510中所增加的P型電晶 體517，以及N型輸入對52.0中所增加的電晶體527。除 此之外，在P型輸入對510之P型電晶體517增加一定 電流源519，並在N型輸入對520中之電晶體527增加 —定電流源529。此增加運算放大器迴轉率之裝置500之 非反相輸入端V+端接至P型電晶體515和N型電晶體521 之閘極，反相輸入端V-端接至P型電晶體513和N型電 12297twf.doc 25 1228868 晶體523之閘極。 當V+端之電壓位準和V-端的電壓位準相等時，由於 P型電晶體573之功能爲電壓位準移位（LEVEL SHIFT)， 因此P型電晶體573之源極將和操作電壓VDD等電位， 輔助輸出級560內之P型電晶體561和P型輸入對510 內之P型電晶體517將無法導通。同樣地，N型電晶體577 之功能爲電壓位準移位（LEVEL SHIFT)，因此N型電晶體 577之源極將和接地電壓等電位，輔助輸出級560內之N 型電晶體563和N型輸入對520內之N型電晶體527將 無法導通。 當狀態改變時，也就是V+端之電壓位準大於V-端的 電壓位準時，流過N型電晶體525之電流In會全部流往 N型電晶體521，流過P型電晶體511之電流Ip會全部 流往P型電晶體513。電流In會流入P型主動負載530， 使主輸出級550之P型電晶體551之源極與閘極之電壓 差(VSG)增加，以提供電流至負載CL。電流Ip會流入N型 主動負載540，使主輸出級550之N型電晶體553之閘 極與源極之電壓差(Ves)減少，以降低送至負載CL之電流。 主輸出級550之P型電晶體551與N型電晶體553 的閘極電壓也同時前傳（Feed Forward)至輔助輸出級560 內之P型電晶體561和N型電晶體563，因此，N型電晶 體563亦會關閉，而P型電晶體561之閘極則會打開， 並傳送一額外電流至負載CL。此一閘極電壓也同時前傳 至P型輸入對510內之P型電晶體517，以及N型輸入 12297twf.doc 26 1228868 對520內之N型電晶體527，因此N型電晶體527會關 閉，而P型電晶體517則會打開，並將定電流51 9送至P 型輸入對510，此定電流會經P型電晶體513流至N型 主動負載540，使主輸出級550之N型電晶體553之閘 極與源極之電壓差（VQS)減少的更快，同樣也會使主輸出 ，叙550之P型電晶體551之源極與閘極之電壓差(VSQ)增 加的更快。N型電晶體553之閘極與源極之電壓差(Vcs)或 是P型電晶體551之源極與閘極之電壓差(VSQ)增加或減 少愈快，就可以在愈短的時間內將電流送至負載，結果就 是上昇緣迴轉率得到增加。 當狀態改變時，也就是V-端之電壓位準大於V+端的 電壓位準時，流過N型電晶體525之電流In會全部流往 N型電晶體523，流過P型電晶體511之電流Ip會全部 流往P型電晶體515。電流In會經由N型電晶體523流 入P型主動負載530，使主輸出級550之P型電晶體551 之源極與閘極之電壓差(Vsc)減少以降低送至負載CL之電 流。電流Ip會經由P型電晶體51 5流入N型主動負載540， 使主輸出級550之N型電晶體553之閘極與源極之電壓 差(V^)增加以增加送至負載CL之電流。 主輸出級550之P型電晶體551與N型電晶體553 的閘極電壓也同時前傳（Feed Forward)至輔助輸出級560 內之P型電晶體561和N型電晶體563。因此，P型電晶 體561會關閉，而N型電晶體563則會打開送一額外電 流至負載CL。此一閘極電壓也同時前傳至P型輸入對510 12297twf.doc 27 1228868 內之P型電晶體517，以及N型輸入對520內之N型電 晶體527。因此，P型電晶體517會關閉，而N型電晶體 527則會打開，將定電流529送至N型輸入對520，此定 電流529會經N型電晶體523流至P型主動負載530， 使主輸出級550之P型電晶體551的源極與閘極之電壓 差(VScb)迅速減少，同樣地N型電晶體553之閘極與源極 之電壓差(VcS)也會迅速增加。N型電晶體553之閘極與 源極之電壓差(VGS)或是P型電晶體551之源極與閘極之 電壓差(VS(B)增加或減少的愈快，就可以在愈短的時間內將 電流從負載抽出，結果就是下降緣迴轉率得到增加。 在又一選擇實施例中，爲了達成前述之目的，亦是在 原有之輸出級中，增加一新的輸出級和一第二輸入對電 流，此輸出級用來提供一額外電流至負載，而此輸入對電 流則增加對補償電容充電之效率。除此之外，不同於第5 圖之實施例，此實施例中的增加運算放大器迴轉率之裝置 600，除了主輸出級650之閘極控制信號輸出外，需經由 電壓調整單元670方可傳送到輔助輸出級660。而相較於 第5圖中所新增的輸入對電流，也就是P型輸入對510 中所增加的P型電晶體517 ,以及问型輸入對520中所 增加的電晶體527，在此實施例中，如第6圖所示，係以 電流映射單元680與690取代之。此增加運算放大器迴轉 率之裝置600之非反相輸入端V+端接至P型電晶體615 和N型電晶體621之閘極，反相輸入端V-端接至P型電 晶體613和N型電晶體623之閘極。 12297twf.doc 28 1228868 請參照第6圖，電流映射單元680係由N型電晶體685 和687構成之N型電流鏡加上一 P型電晶體683和定電 流源681所組成。而電流映射單元690係由P型電晶體695 和697，以及一 N型電晶體693和定電流源691所組成。 在電流映射單元690中，P型電晶體695和697之閘 極相連接並接至P型電晶體695之汲極，再連接至N型 電晶體693之汲極，P型電晶體695和697之源極接至操 作電壓VDD。N型電晶體693之源極經由定電流源691 連接至接地電極（GND)，其閘極接至輔助輸出級660之N 型電晶體663之閘極，而P型電晶體697之汲極接至P 型輸入對610中之P型電晶體611之汲極。在此實施例 中，雖然P型電晶體695和697之源極接至操作電壓VDD， 而定電流源691連接至接地電極（GND)，然而熟習此領域 之人士皆知，此兩電壓端亦可爲獨立之電壓供應端。 在電流映射單元680中，N型電晶體685和687之閘 極相連接並接至N型電晶體685之汲極，再連接至P型 電晶體683之汲極，而N型電晶體685和687之源極接 至接地電極（GND)。P型電晶體683之源極經由定電流源 681接至操作電壓VDD，其閘極接至輔助輸出級660之P 型電晶體661之閘極，而N型電晶體687之汲極接至N 型輸入對620中之P型電晶體625之汲極。 當V+端之電壓位準和V-端的電壓位準相等時，由於 電壓調整單元670內之P型電晶體673之功能爲電壓位 準移位（LEVEL SHIFT)，因此P型電晶體673之源極將和 12297twf.doc 29 1228868 操作電壓VDD等電位，輔助輸出級660內之P型電晶體 661和電流映射單元680內之P型電晶體683將無法導 通。同樣地，由於電壓調整單元670內之N型電晶體677 之功能爲電壓位準移位（LEVEL SHIFT)，因此，N型電晶 體677之源極將和GND等電位，輔助輸出級660內之N 墊電晶體663和電流映射單元690內之N型電晶體693 將無法導通。 當狀態改變時，也就是V+端之電壓位準大於V-端的 電壓位準時，流過N型電晶體625之電流In會全部流往 N型電晶體621，流過P型電晶體611之電流Ip會全部 流往P型電晶體613。電流In會流入P型主動負載630， 使主輸出級650之P型電晶體651之源極與閘極之電壓 差(VSG)增加，以提供電流至負載CL。電流Ip會流入N型 主動負載640，使主輸出級650之N型電晶體653之閘 極與源極之電壓差(VGS)減少，以降低送至負載CL之電流。 主輸出級650之P型電晶體651與N型電晶體653 的閘極電壓也同時前傳( Feed Forward)至輔助輸出級660 內之P型電晶體661和N型電晶體663，因此，N型電晶 體663亦會關閉，P型電晶體、661則會打開，並傳送一額 外電流至負載CL。 而主·輸出級650之P型電晶體651與N型電晶體653 的閘極電壓也分別同時前傳（Feed Forward)至電流映射 單元680內之P型電晶體683，以及電流映射單元690內 之N型電晶體693，而使電流映射單元690內之N型電 12297twf.doc 30 1228868 晶體693關閉（Turn Off)，而電流映射單元680內之P型 電晶體683導通(Turn On)。因此，定電流681經由P型 電晶體683流至N型電晶體685，再由N型電晶體687 送至N型輸入對620。此電流會經N型電晶體621流至P 型主動負載630，使輸出級之P型電晶體651之源極與閘 極之電壓差(VSQ)增加的更快，同樣也會使N型電晶體653 之閘極與源極之電壓差(Vcs)減少的更快。N型電晶體653 之閘極與源極之電壓差(VGS)或是P型電晶體651之源極 與閘極之電壓差(VS(3)增加或減少的愈快，就可以在愈短的 時間內將電流送至負載，結果就是上昇緣迴轉率得到增 加。 當狀態改變時，也就是V-端之電壓位準大於V+端的 電壓位準時，流過N型電晶體625之電流In會全部流往 N型電晶體623，流過P型電晶體611之電流Ip會全部 流往P型電晶體615。電流In會經由N型電晶體623流 入P型主動負載630，使主輸出級650之P型電晶體651 之源極與閘極之電壓差(VS(3)減少以降低送至負載CL之電 流。電流Ip會經由P型電晶體615流入N型主動負載640， 使主輸出級650之N型電晶體653之閘極與源極之電壓 差(Vcs)增加以增加送至負載CL·之電流。 主輸出級650之P型電晶體651與N型電晶體653 的閘極電壓也同時前傳（Feed Forward)至輔助輸出級660 內之P型電晶體661和N型電晶體663。因此，P型電晶 體661會關閉（Turn Off)，而N型電晶體663則會導通(Turn 12297twf.doc 31 1228868 ON)打開送一額外電流至負載CL。 而主輸出級650之p型電晶體651與N型電晶體653 的聞極電壓也分別同時前傳（Feed Forward)至電流映射 單元680內之P型電晶體683，以及電流映射單元690內 之N型電晶體693。使電流映射單元680內之P型電晶 —683關閉，而電流映射單元690內之N型電晶體693 導通。因此，定電流691經由N型電晶體693流至P型 電晶體695，再由P型電晶體697送至P型輸入對610。 此電流會經P型電晶體615流至N型主動負載620，使 主輸出級650之N型電晶體653的閘極與源極之電壓差 (Ves)迅速增加，同樣地P型電晶體651之源極與閘極之 電壓差(Vse)也會迅速減少。N型電晶體653之閘極與源 極之電壓差(VQS)或是P型電晶體651之源極與閘極之電 壓差(Vsc)增加或減少的愈快，就可以在愈短的時間內將電 流從負載抽出，結果就是下降緣迴轉率得到增加。 在又一選擇實施例中，爲了達成前述之目的，亦是在 原有之輸出級中，增加一新的輸出級和一第二輸入對電 流，此輸出級用來提供一額外電流至負載，而此輸入對電 流則增加對補償電容充電之速度。除此之外，不同於第6 圖之實施例，此實施例中的增加運算放大器迴轉率之裝置 700，除了主輸出級750之閘極控制信號輸出，需經由電 壓調整單元770方可傳送到輔助輸出級760。而相較於第 6圖中所新增的電流映射單元680與690取代之，在此實 施例中，如第7圖所示，則以電流產生單元780與790 12297twf.doc 32 1228868 取代之。此增加運算放大器迴轉率之裝置700之非反相輸 入端V+端接至P型電晶體715和N型電晶體721之閘極， 反相輸入端V-端接至P型電晶體713和N型電晶體723 之閘極。 在電流產生單元790中，P型電晶體795和797之閘 極相連接並接至P型電晶體795之汲極，再連接至N型 電晶體793之汲極，P型電晶體795和797之源極接至操 作電壓VDD。N型電晶體793之源極連接至接地電極 (GND)，其閘極接至輔助輸出級760之N型電晶體763之 閘極，而P型電晶體797之汲極接至P型輸入對710中 之P型電晶體711之汲極。在此實施例中，操作電壓(VDD) 與接地電極（GND)亦可爲獨立之電壓供應端。 在電流產生單元780中，N型電晶體785和787之閘 極相連接並接至N型電晶體785之汲極，再連接至P型 電晶體783之汲極，而N型電晶體785和787之源極接 至接地電極（GND)。P型電晶體783之源極接至操作電壓 VDD，其閘極接至輔助輸出級760之P型電晶體761之 閘極，而N型電晶體787之汲極接至N型輸入對720中 之N型電晶體725之汲極。· 當V+端之電壓位準和V-端的電壓位準相等時，由於 電壓調整單元770內之P型電晶體773之功能爲電壓位 準移位（LEVEL SHIFT)，因此P型電晶體773之源極將和 操作電壓VDD等電位，輔助輸出級760內之P型電晶體 761和電流產生單元780內之P型電晶體783將無法導通 12297twf.doc 33 1228868 (Turn Off)。同樣地，由於電壓調整單元770內之N型電 晶體777之功能爲電壓位準移位（LEVEL SHIFT)，因此， N型電晶體777之源極將和GND等電位，輔助輸出級760 內之N型電晶體763和電流產生單元790內之N型電晶 體793將無法導通，也就是保持在關閉（Turn On)之狀態。 ^ 當狀態改變時，也就是V+端之電壓位準大於V-端的 電壓位準時，流過N型電晶體725之電流In會全部流往 N型電晶體721，流過P型電晶體711之電流Ip會全部 流往P型電晶體713。電流In會流入P型主動負載730， 使主輸出級750之P型電晶體751之源極與閘極之電壓 差(VSQ)增加，以提供電流至負載CL。電流丨p會流入N型 主動負載740，使主輸出級750之N型電晶體753之閘 極與源極之電壓差(Vm)減少，以降低送至負載CL之電流。 主輸出級750之P型電晶體751與N型電晶體753 的閘極電壓也同時前傳（Feed Forward)至輔助輸出級760 內之P型電晶體761和N型電晶體763，因此，N型電晶 體763亦會關閉，P型電晶體761則會導通，並傳送一額 外電流至負載CL。 而主輸出級750之P型電晶體751與N型電晶體753 的閘極電壓也分別同時前傳（Feed Forward)至電流產生 單元780內之P型電晶體783 ’以及電流產生單元790內 之N型電晶體793。使得電流產生單元780內之P型電 晶體783導通，而電流產生單元790內之N型電晶體793 關閉。因此，經由P型電晶體783之閘極所控制的大電流 12297twf.doc 34 1228868 會經由P型電晶體783流至N型電晶體785，再由N型 電晶體787送至N型輸入對720。此電流會經N型電晶 體721流至P型主動負載730,使輸出級之P型電晶體751 之源極與閘極之電壓差（VS(3)增加的更快，同樣也會使N 型電晶體753之閘極與源極之電壓差(vQS)減少的更快。N 型電晶體753之閘極與源極之電壓差(VcS)或是P型電晶 體751之源極與閘極之電壓差（vSQ)增加或減少的愈快， 就可以在愈短的時間內將電流送至負載，結果就是上昇緣 迴轉率得到增加。 當狀態改變時，也就是V-端之電壓位準大於V+端的 電壓位準時，流過N型電晶體725之電流In會全部流往 N型電晶體723，流過P型電晶體711之電流Ip會全部 流往P型電晶體715。電流In會經由N型電晶體723流 入P型主動負載730，使主輸出級750之P型電晶體751 之源極與閘極之電壓差(VSC3)減少以降低送至負載CL之電 流。電流Ip會經由P型電晶體715流入N型主動負載740， 使主輸出級750之N型電晶體753之閘極與源極之電壓 差(VGS)增加以增加送至負載CL之電流。 主輸出級750之P型電晶體751與N型電晶體753 的閘極電壓也同時前傳（Feed Forward )至輔助輸出級760 內之P型電晶體761和N型電晶體763。因此，p型電晶 體761會關閉，而N型電晶體763則會導通(Turn〇n)送 一額外電流至負載CL。 而主輸出級750之P型電晶體751與N型電晶體753 12297twf.doc 35 1228868 的閘極電壓也分別同時前傳（Feed Forward)至電流產生 單元780內之P型電晶體783，以及電流產生單元790內 之N型電晶體793。使電流產生單元780內之P型電晶 體783關閉，而電流產生單元790內之N型電晶體793 導通。因此，由N型電晶體793之閘極所控制產生的大 亀流經由N型電晶體793流至P型電晶體795，再由P 型電晶體797送至P型輸入對710。此電流會經P型電晶 體715流至N型主動負載740，使主輸出級750之N型 電晶體753的閘極與源極之電壓差(Vgs)迅速增加，同樣 地P型電晶體751之源極與閘極之電壓差(Vse)也會迅速 減少。N型電晶體753之閘極與源極之電壓差(VcS)或是 P型電晶體751之源極與閘極之電壓差(VSQ)增加或減少的 愈快，就可以在愈短的時間內將電流從負載抽出，結果就 是下降緣迴轉率得到增加。 由上述的實施例可知，本發明之增加運算放大器迴轉 率之裝置，只需一個運算放大器、一監測控制裝置、一上 拉下拉輸出裝置、一第二輸入對電流源。其係使用一個監 測控制裝置來接受主輸出級的控制，並用來控制輔助裝置 及第二輸入對電流，以達成增加迴轉率之目的。並具有軌 對軌輸出（Rail to Rail Output)之運算放大器功能。另外， 由於不需要增加額外的電路即可達到增加迴轉率之目的， 因此，不會增加靜態消耗電流，而且晶片面積也較小。另 外，就電路的結構而言，構造簡單，並可直接套用到現有 的運算放大器上，不需重新設計，也就是保有原先運算放 12297twf.doc 36 1228868 大器的特性。因此，本發明之增加運算放大器迴轉率之％ 置，十分符合所期望之具備靜態電流小、高迴轉率、^片 面積小、架構精簡等特性。 _ 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 圖式簡單說明 第1圖是習知之高迴轉率運算放大器電路圖。 第2圖是軌對軌運算放大器之電路圖架構。 第3圖是根據本發明一較佳實施例之增加運算放大器 迴轉率之裝置。 第4圖是根據本發明又一較佳實施例之增加運算放大 器迴轉率之裝置。 第5圖是根據本發明又一較佳實施例之增加運算放大 器迴轉率之裝置。 第6圖是根據本發明又一較佳實施例之增加運算放大 器迴轉率之裝置。 第7圖是根據本發明又一較佳實施例之增加運算放大 器迴轉率之裝置。 圖式標示說明： 100 高迴轉率運算放大器 Α 運算放大器（Operational Amplifier) 12297twf.doc 37 1228868 E1 ' E2 誤差放大器（Error Amplifier) M1、M2金氧半場效電晶體（M〇S) 200 軌對軌運算放大器 210 P型輸入對 211、213與215 P型電晶體 泛20 N型輸入對 221、223與225 N型電晶體 230 P型主動負載 231、233、235與237 P型電晶體 240 N型主動負載 241、243、245與247 N型電晶體所組成 250 輸出級 251 P型電晶體 253 N型電晶體 300 增加運算放大器迴轉率之裝置 310 P型輸入對 311、313、315與317 P型電晶體 320 N型輸入對 321、323、325與327 N型電晶體 330 P型主動負載 331、333、335與337 P型電晶體 340 N型主動負載 341、343、345與347 N型電晶體 350 主輸出級 38 12297twf.doc 1228868 351、361 P型電晶體 353、363 N型電晶體 C1、C2 補償電容 R1、R2 電阻 360 輔助輸出級 400 增加運算放大器迴轉率之裝置 410 P型輸入對 411、413、415與417 P型電晶體 420 N型輸入對 421、423、452與427 N型電晶體 430 P型主動負載 440 N型主動負載 450 主輸出級 451、461、473 P型電晶體 453、463、477 N型電晶體 460 輔助輸出級 C1、C2 補償電容 R1、R2 電阻 470 電壓調整單元 471、475 電流源 500 增加運算放大器迴轉率之裝置 510 P型輸入對 511、513、515與517 P型電晶體 5Ί9、529定電流源 39 12297twf.doc 1228868 520 N型輸入對 521、523、525與527 N型電晶體 530 P型主動負載 540 N型主動負載 550 主輸出級 651、561、573 P型電晶體 553、563、577 N型電晶體 560 輔助輸出級 C1、C2 補償電容 R1、R2 電阻 570 電壓調整單元 571、575 電流源 600 增加運算放大器迴轉率之裝置 610 P型輸入對 611、613、615 P型電晶體 620 N型輸入對 621、623、625 N型電晶體 630 P型主動負載 640 N型主動負載 650 主輸出級 651、661、673 P型電晶體 653、663、677 N型電晶體 660 輔助輸出級 C1、C2 補償電容 12297twf.doc 40 1228868 R1、R2 電阻 670 電壓調整單元 680、 690電流映射單元 681、 691定電流源 683、695、697 P型電晶體 685 > 687 > 693 N型電晶體 700 增加運算放大器迴轉率之裝置 710 P型輸入對 711、713、715 P型電晶體 720 N型輸入對 721、723、725 N型電晶體 730 P型主動負載 740 N型主動負載 750 主輸出級 751、761、773 P型電晶體 753、763、777 N型電晶體 760 輔助輸出級 C1、C2 補償電容 R1、R2 電阻 770 電壓調整單元 780、790電流產生單元 783、795、797 P型電晶體 785、787、793 N型電晶體 12297twf.doc 41