运算放大器的输入过压保护电路制造技术

本发明专利技术公开了一种运算放大器的输入过压保护电路，包括第一比较器，正相输入端与运算放大器的信号输入端连接，反相输入端与电源电压连接；以及电流泄放电路，连接于信号输入端和地之间，其中，第一比较器配置为在信号输入端的输入电压大于电源电压且二者的电压差超过第一预设电压时，控制电流泄放电路开启信号输入端至地的电流泄放电路，从而可以保护运算放大器中的输入器件不被输入的高压信号损坏，提高了运算放大器的稳定性。提高了运算放大器的稳定性。提高了运算放大器的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
运算放大器的输入过压保护电路


[0001]本专利技术涉及集成电路
，更具体地涉及一种运算放大器的输入过压保护电路。

技术介绍

[0002]运算放大器是能把输入信号的电压或功率放大的器件，广泛应用于通信、PC、消费、汽车和工业等领域。图1和图2分别示出了现有的运算放大器在应用时的电路示意图。如图1所示，现有的运算放大器在应用时输入电压会高于运算放大器的供电电压，为了保证运算放大器的输入器件不受输入高压信号的破坏，通常在运算放大器的正输入端和负输入端加入对电源(Vs+)与地(Vs
‑
)的二极管，这样在运算放大器的输入端输入高于电源的输入电压时二极管正向导通，将运算放大器的输入端看到的电压钳位于不高于电源一个二极管电压(即Vs
‑
Vd)的电位，可以有效地保护输入器件。但是，当给运算放大器供电的系统不能够吸收电流，或者吸收电流的能力不够强时，电源会被输入的高压信号拉从而使得整个运算放大器损坏。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种运算放大器的输入过压保护电路，可以保护运算放大器中的输入器件不受高压信号的损坏。
[0004]根据本专利技术实施例，提供了一种运算放大器的输入过压保护电路，包括：第一比较器，正相输入端与所述运算放大器的信号输入端连接，反相输入端与电源电压连接；以及电流泄放电路，连接于所述信号输入端和地之间，其中，所述第一比较器配置为在所述信号输入端的输入电压大于所述电源电压且二者的电压差超过第一预设电压时，控制所述电流泄放电路开启所述信号输入端至地的电流泄放电路。
[0005]可选的，所述电流泄放电路包括：二极管，阴极与所述电源电压连接，阳极与所述信号输入端连接；以及第一晶体管，第一电流端与所述二极管的阳极和所述信号输入端连接，第二电流端接地，控制端与所述第一比较器的输出端连接。
[0006]可选的，所述输入过压保护电路还包括：隔离开关，连接于所述信号输入端和所述第一比较器的正相输入端之间，其中，所述隔离开关配置为在所述输入电压小于所述电源电压，且二者之间的电压差超过第二预设电压时断开所述信号输入端与所述第一比较器的正相输入端之间的信号路径。
[0007]可选的，所述输入过压保护电路还包括：上拉偏置电路，连接于所述电源电压和所述第一比较器的正相输入端之间，其中，所述上拉偏置电路配置为在所述隔离开关断开期间，将所述第一比较器的正相输入端上拉至所述电源电压。
[0008]可选的，所述输入过压保护电路还包括：第二比较器，反相输入端与所述运算放大器的信号输入端连接，正相输入端与所述电源电压连接，输出端与所述隔离开关的控制端连接，其中，所述第二比较器配置为在所述输入电压小于所述电源电压，且二者之间的电压
差超过第二预设电压时，控制所述隔离开关关断。
[0009]可选的，所述上拉偏置电路包括：依次连接于所述电源电压和所述第一比较器的正相输入端之间的第一电流源和第三晶体管，所述第三晶体管的控制端与所述信号输入端的输入电压连接。
[0010]可选的，所述第一比较器和所述第二比较器为迟滞比较器。
[0011]可选的，所述第一比较器包括：第四至第十二晶体管以及第二电流源，第七晶体管和第十一晶体管连接于所述电源电压和地之间的第一支路；第八晶体管和第四晶体管连接于所述电源电压和所述第二电流源的第一端之间的第二支路；第九晶体管、第六晶体管以及第五晶体管连接于所述电源电压和所述第二电流源的第一端之间的第三支路；第十晶体管和第十二晶体管连接于所述电源电压和地之间的第四支路；所述第二电流源的第二端接地；其中，所述第七晶体管和所述第八晶体管构成第一电流镜，所述第九晶体管和所述第十晶体管构成第二电流镜，所述第十一晶体管和所述第十二晶体管构成第三电流镜；所述第四晶体管的控制端作为所述第一比较器的反相输入端，所述第五晶体管和所述第六晶体管的控制端作为所述第一比较器的正相输入端，所述第十晶体管和所述第十二晶体管的中间节点作为所述第一比较器的输出端。
[0012]可选的，通过调整所述第四晶体管与所述第五晶体管和所述第六晶体管之间的尺寸比例来设置所述第一预设电压。
[0013]可选的，所述第二比较器包括：第十三至第二十一晶体管以及第三电流源，第十六晶体管和第二十晶体管连接于所述电源电压和地之间的第五支路；第十七晶体管和第十三晶体管连接于所述电源电压和所述第三电流源的第一端之间的第六支路；第十八晶体管、第十五晶体管以及第十四晶体管连接于所述电源电压和所述第三电流源的第一端之间的第七支路；第十九晶体管和第二十一晶体管连接于所述电源电压和地之间的第八支路；所述第三电流源的第二端接地；其中，所述第十六晶体管和所述第十七晶体管构成第四电流镜，所述第十八晶体管和所述第十九晶体管构成第五电流镜，所述第二十晶体管和所述第二十一晶体管构成第六电流镜；所述第十三晶体管的控制端作为所述第二比较器的反相输入端，所述第十四晶体管和所述第十五晶体管的控制端作为所述第二比较器的正相输入端，所述第十九晶体管和所述第二十一晶体管的中间节点作为所述第二比较器的输出端。
[0014]可选的，通过调整所述第十三晶体管与所述第十四晶体管和所述第十五晶体管之间的尺寸比例来设置所述第二预设电压。
[0015]综上所述，本专利技术实施例的用于运算放大器的输入过压保护电路包括第一比较器和电流泄放电路。其中，第一比较器配置为在运算放大器的信号输入端的输入电压大于电源电压，且二者之间的电压差超过第一预设电压时，控制电流泄放电路开启该信号输入端至地的电流泄放路径，从而可以保护运算放大器中的输入器件不被输入的高压信号损坏，提高了运算放大器的稳定性。
[0016]进一步的，本专利技术的输入过压保护电路还包括隔离开关、第二比较器以及上拉偏置电路。第二比较器配置为在信号输入端的输入电压远小于电源电压的情况下，断开信号输入端和第一比较器的正相输入端之间的隔离开关，并通过上拉偏置电路将第一比较器的正相输入端拉高至电源电压，可以确保在输入电压小于电源电压的情况下，第一比较器的两个输入端之间不会长时间存在较大的偏压而导致比较器的输入对管的偏移，有利于提高
比较器的精度。
附图说明
[0017]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
[0018]图1示出了现有的运算放大器在应用时的一种电路示意图；
[0019]图2示出了现有的运算放大器在应用时的另一种电路示意图；
[0020]图3示出了本专利技术实施例的运算放大器的输入过压保护电路的结构示意图；
[0021]图4示出了本专利技术实施例的运算放大器的输入过压保护电路的电路示意图。
具体实施方式
[0022]以下将参照附图更详细地描述本专利技术。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
[0023]在下文中描述了本专利技术的许多特定的细节，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运算放大器的输入过压保护电路，包括：第一比较器，正相输入端与所述运算放大器的信号输入端连接，反相输入端与电源电压连接；以及电流泄放电路，连接于所述信号输入端和地之间，其中，所述第一比较器配置为在所述信号输入端的输入电压大于所述电源电压且二者的电压差超过第一预设电压时，控制所述电流泄放电路开启所述信号输入端至地的电流泄放电路。2.根据权利要求1所述的输入过压保护电路，其中，所述电流泄放电路包括：二极管，阴极与所述电源电压连接，阳极与所述信号输入端连接；以及第一晶体管，第一电流端与所述二极管的阳极和所述信号输入端连接，第二电流端接地，控制端与所述第一比较器的输出端连接。3.根据权利要求1所述的输入过压保护电路，其中，还包括：隔离开关，连接于所述信号输入端和所述第一比较器的正相输入端之间，其中，所述隔离开关配置为在所述输入电压小于所述电源电压，且二者之间的电压差超过第二预设电压时断开所述信号输入端与所述第一比较器的正相输入端之间的信号路径。4.根据权利要求3所述的输入过压保护电路，其中，还包括：上拉偏置电路，连接于所述电源电压和所述第一比较器的正相输入端之间，其中，所述上拉偏置电路配置为在所述隔离开关断开期间，将所述第一比较器的正相输入端上拉至所述电源电压。5.根据权利要求3所述的输入过压保护电路，其中，还包括：第二比较器，反相输入端与所述运算放大器的信号输入端连接，正相输入端与所述电源电压连接，输出端与所述隔离开关的控制端连接，其中，所述第二比较器配置为在所述输入电压小于所述电源电压，且二者之间的电压差超过第二预设电压时，控制所述隔离开关关断。6.根据权利要求4所述的输入过压保护电路，其中，所述上拉偏置电路包括：依次连接于所述电源电压和所述第一比较器的正相输入端之间的第一电流源和第三晶体管，所述第三晶体管的控制端与所述信号输入端的输入电压连接。7.根据权利要求5所述的输入过压保护电路，其中，所述第一比较器和所述第二比较器为迟滞比较器。8.根据权利要求1所述的输入过压保护电路，其中，所述第一比较器包括：第四至第十二晶体管以及第二电流源，第七晶体管和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙德臣，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：