[发明专利]一种双极型轨对轨运放输入端通用静电保护电路

说明书

本发明提供双极型轨对轨运放输入端通用静电保护电路，包括二极管D1、二极管D2和二极管D3；二极管D1的正极与运放外部输入端PAD连接，二极管D1的负极与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与负电源VS‑连接；二极管D3的正极与运放内部输入端VIN连接，负极与正电源VS+相连。本发明在满足抗静电能力的条件下实现多数轨对轨运放要求的抗相位翻转功能，解决了传统抗静电结构将输入端电压与正负电源电压钳位在二极管导通压降的问题。

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，具体为一种面向双极型轨对轨运放输入级的具有强抗静电能力的通用静电保护电路。

背景技术

轨对轨运算放大器由于其增加了放大器的动态范围，最大限度的提高了放大器的整体性能，因此在运算放大器领域处于重要地位。轨对轨运放是一类特殊类型的运算放大器，要求共模输入电压范围和输出电压摆幅可以从正电源电压到负电源电压，且此时运算放大器不会像常规运放那样发生翻转。此外，许多轨对轨运放甚至要求输入电压可以高于正电源电压或低于负电源电压，仍然具有抗相位翻转的能力。例如AD公司的轨对轨运放OP491，要求输入电压可以高于正电源电压或低于负电源电压10V。对于这种特殊的应用条件，输入级端口的静电保护电路的设计非常困难。

如图1所示，为业内现有通用技术中典型的面向双极型电路的端口抗静电电路结构。该电路由二极管D1和D2组成，其中D1管的负端与正电源电压VDD相连，D2管的正端与负电源电压NVDD相连，D1管的正端和D2管的负端相接于外部PAD，并与内部端口P相连。

然而，该种通用的抗静电结构无法应用于大多数轨对轨运放输入端之中，尤其是对抗相位翻转能力要求较高的运放之中。如图1所示，该种传统的抗静电电路结构将输入端与正电源间、负电源与输入端间的端口钳位在二极管的导通电压压降处，没有办法实现抗相位翻转的功能。

从以上分析可见，需要发明一种抗静电电路结构，既能对输入端口实现静电保护功能，同时又能兼顾抗相位翻转功能，使输入端电压可以高于正电源电压或低于负电源电压，不受钳位电压的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供双极型轨对轨运放输入端通用静电保护电路，克服现有技术的轨对轨运算放大器电路抗静电结构存在的上述缺陷，解决传统抗静电结构将输入端电压与正负电源电压钳位在二极管导通压降的问题，在满足抗静电能力的条件下实现多数轨对轨运放要求的抗相位翻转功能。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种双极型轨对轨运放输入端通用静电保护电路，包括二极管D1、二极管D2和二极管D3；

二极管D1的正极与运放外部输入端PAD连接，二极管D1的负极与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与负电源VS-连接；

二极管D3的正极与运放内部输入端VIN连接，负极与正电源VS+相连。

优选的，还包括电阻R1，电阻R1一端与运放外部输入端PAD连接，另一端与二极管D1的负极连接。

进一步的，电阻R1的阻值为80kΩ。

优选的，还包括输入电阻Rin，输入电阻Rin的一端与运放外部输入端PAD连接，另一端与运放内部输入端VIN连接。

进一步的，输入电阻Rin的阻值为5KΩ。

优选的，二极管D2上设置有外延片。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：