[发明专利]能提高运算放大器性能的差分输入结构

说明书

本发明涉及一种能提高运算放大器性能的差分输入结构，其包括主体部、辅助部以及电压传输管组，主体部内主体差分对管内的MOS管均采用薄栅氧MOS管，辅助部内的辅助差分对管内的MOS管均采用厚栅氧MOS管，辅助第一厚栅氧MOS管的栅极端接收输入信号VP+，辅助第二厚栅氧MOS管的栅极端接收输入信号VN‑，利用辅助第一厚栅氧MOS管、辅助第二厚栅氧MOS管避免输入信号VP+、输入信号VN‑之间的差值较大引起差分对管VGS较大导致MOS管的损坏，主体差分对管采用薄栅氧MOS管时，能确保运算放大器的性能，通过电压传输管组进行电压传输后，能确保使得主体第一薄栅氧MOS管的栅端电压与主体第二薄栅氧MOS管的栅端电压的差值保持稳定，安全可靠。

技术领域

本发明涉及一种差分输入结构，尤其是一种能提高运算放大器性能的差分输入结构，属于运算放大器的技术领域。

背景技术

如图1所示，为现有运算放大器差分输入结构的示意图，其中，包括PMOS管MP1、PMOS管MP3、PMOS管MP4、NMOS管NM3以及NMOS管NM4，PMOS管MP1的源极端与电源VDD连接，PMOS管MP1的栅极端端接栅端电压Vbp，PMOS管MP1的漏极端与PMOS管MP3的源极端、PMOS管MP4的源极端连接，PMOS管MP3的漏极端与NMOS管MN3的漏极端连接，PMOS管MP4的漏极端与NMOS管MN4的漏极端、NMOS管MN4的栅极端以及NMOS管MN3的栅极端连接，NMOS管MN3的源极端以及NMOS管MN4的源极端接地，PMOS管MP3的栅极端接输入信号VN-，PMOS管MP4的栅极端接输入信号VP+。

上述差分输入结构中，PMOS管MP3和PMOS管MP4为薄栅氧差分对管，薄栅氧一般表示MOS管的氧化层厚度相对较薄，对于薄栅氧的MOS管其优点为阈值电压低，电压-电流特性好，噪声低，相对面积小，缺点为VGS耐压较低。厚栅氧一般表示MOS管氧化层厚度相对较厚，厚栅氧MOS管的优点为VGS耐压高，缺点为阈值电压偏大，电流电压特性较差，噪声大，相对面积大，厚栅氧的氧化层厚度一般是薄栅氧的氧化层厚度的五倍左右。

一般情况下，差分对管的导通与差分对管的VGS相关，正常情况下，输入信号VP+和输入信号VN-电压较为接近，但当特殊情况时，输入信号VP+和输入信号VN-之间电压偏大，这样导致的结果是PMOS管MP3和PMOS管MP4的VGS耐压足够大才能保证PMOS管MP3和PMOS管MP4不会由于输入信号VP+和输入信号VN-之间电压偏大而击穿，因此，PMOS管MP3和PMOS管MP4在这种情况下必须选择厚栅氧的MOS管，才能保证在输入信号VP+和输入信号VN-之间电压偏大的情况下不会被击穿，而当PMOS管MP3和PMOS管MP4选择为厚栅氧的MOS管时，由于厚栅氧的MOS管的特性没薄栅氧的好，这样导致形成运算放大器的特性差，噪声及面积过大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种能提高运算放大器性能的差分输入结构，其在保证运算放大器特性的情况下，能避免由于输入信号VP+与输入信号VN-之间电压偏差较大的情况下导致差分输入对管被击穿的情况。

按照本发明提供的技术方案，所述能提高运算放大器性能的差分输入结构，包括主体部，所述主体部包括主体差分对管以及与所述主体差分对管适配连接的主体部电流镜，主体差分对管内的MOS管均为薄栅氧MOS管，主体差分对管包括主体第一薄栅氧MOS管以及与所述主体第一薄栅氧MOS管适配的主体第二薄栅氧MOS管；

还包括与主体部适配连接的辅助部，所述辅助部包括辅助差分对管以及与所述辅助差分对管适配连接的辅助部电流镜，辅助差分对管内的MOS管均为厚栅氧MOS管，辅助差分对管包括辅助第一厚栅氧MOS管以及与所述辅助第一厚栅氧MOS管适配的辅助第二厚栅氧MOS管，辅助第一厚栅氧MOS管、辅助第二厚栅氧MOS管的导电沟道类型与主体第一薄栅氧MOS管、主体第二薄栅氧MOS管的导电沟道类型相一致；