[发明专利]一种高压运算放大器及其输入级电路

说明书

本申请公开了一种高压运算放大器及其输入级电路，输入级电路包括构成差分晶体管对的第一晶体管和第二晶体管、电流源以及分别连接于第一晶体管和第二晶体管的控制端和第一端之间的第一钳位模块和第二钳位模块，当输入的差分输入信号大于阈值电压时，第一钳位模块或者第二钳位模块开始起作用，将差分晶体管对的控制端电压钳位在正常电压范围内，避免电路中大电流的产生，保护输入级电路的差分晶体管对。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，更具体地，涉及一种高压运算放大器及其输入级电路。

背景技术

运算放大器是能把两个输入电压的差值加以放大的电路，又称为差动放大器。图1示出现有的一种运算放大器的结构示意图，如图1所示，运算放大器100包括差分输入电路110、中间级电路120、输出级电路130以及偏置电路140。差分输入电路110又称为前置级电路，一般为双端输入的高性能差分放大电路，其输入端用于输入一对差分信号。中间级电路120为放大器的主放大电路，其作用为使得运算放大器具有较强的放大能力，多采用共射(共源)放大电路。输出级电路130用于输出经放大后的信号。偏置电路用于设置运算放大器中各级放大电路的静态工作点。

随着技术的发展，运算放大器被大量应用在各种电路中作为比较器使用，当运算放大器作为比较器使用时其输入端输入的差分信号也从小差分信号发展为正电源端等大差分信号。当运算放大器的输入端输入等于电源电压的大差分信号时，其差分输入电路的晶体管的栅源电压接近电源电压，导致芯片内出现大电流，造成芯片的损坏。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种高压运算放大器及其输入级电路，当输入等于电源电压的大差分信号时，将差分输入晶体管对的控制端电压钳位在安全电压范围内，避免芯片内出现大电流，保护芯片不被损坏。

根据本发明的第一方面，提供了一种高压运算放大器的输入级电路，包括：第一晶体管，具有用于接收第一输入信号的控制端；第二晶体管，具有用于接收第二输入信号的控制端；电流源，与所述第一晶体管和所述第二晶体管的第一端连接；以及分别连接在所述第一晶体管和所述第二晶体管的控制端和第一端之间的第一钳位模块和第二钳位模块，所述第一钳位模块和所述第二钳位模块分别用于将所述第一晶体管和所述第二晶体管的控制端电压钳位于一恒定的预设电压。

优选地，所述第一输入信号和所述第二输入信号为差分输入信号。

优选地，所述第一钳位模块和所述第二钳位模块都包括第一二极管和第二二极管，其中，所述第一二极管和所述第二二极管的阳极相互连接，所述第一二极管的阴极连接至所述第一晶体管或所述第二晶体管的第一端，所述第二二极管的阴极连接至所述第一晶体管或所述第二晶体管的控制端。

优选地，所述第一二极管和所述第二二极管选自齐纳二极管。

优选地，所述输入级电路还包括：第三晶体管，具有用于接收所述第一输入信号的第一端、连接到所述第一晶体管的第一端的控制端以及连接到所述第一晶体管的控制端的第二端；以及第四晶体管，具有用于接收所述第二输入信号的第一端、连接到所述第二晶体管的第一端的控制端以及连接到所述第二晶体管的控制端的第二端。

优选地，所述输入级电路还包括：第一电阻，具有连接到所述第三晶体管的第一端的第一端和连接到所述第一晶体管的控制端的第二端；以及第二电阻，具有连接到所述第四晶体管的第一端的第一端和连接到所述第二晶体管的控制端的第二端。

优选地，所述预设电压等于所述第一二极管的正向导通电压、所述第二二极管的反向击穿电压以及晶体管的栅源电压之和。

根据本发明的第二方面，提供了一种高压运算放大器，其中，包括上述的输入级电路。