[发明专利]差分对管保护电路

说明书

本发明公开了一种差分对管保护电路，所涉及的第一输入差分对管具有第一输入端和第二输入端，包括：输入钳位电路以及控制电路。输入钳位电路包括相连的钳位电路和开关单元，开关单元在第一输入端和第二输入端上的输入电压差值超过设定阈值时快速响应并通过钳位电路将第一输入端和第二输入端钳位；控制电路产生用于控制开关单元进行响应的控制电压，控制电压随第一输入端和第二输入端上的输入电压差值的变化而变化。根据本发明实施方式的差分对管保护电路，通过设置输入钳位电路对第一输入差分对管的第一输入端和第二输入端进行钳位，同时通过控制电路对输入钳位电路进行控制，可在较小输入漏电流的同时提高输入保护电路的响应速度。

技术领域

本发明是关于集成电路领域，特别是关于一种差分对管保护电路。

背景技术

差分对管作为输入级在运算放大器(OPAMP)和比较器(Comparator)中被广泛应用。由于半导体工艺，输入差分电压VINP、VINN之间的电压差值过大会导致器件老化和输入失调电压恶化。常用的差分对管保护电路是在输入差分电压VINP、VINN的输入端口并联正向与反向的二极管，当输入差分电压VINP、VINN之间的电压差值超过二极管阈值电压时，二极管导通并将电压差值钳位在阈值电压，但是该方法会产生较大的输入漏电流。专利(CN201510314651.2)公开的一种差分对管的保护电路，该保护电路加入了一对NMOS管开关，NMOS管开关工作在弱导通状态可以减小输入漏电流，但是对于输入信号的响应速度受限，难以在高速比较器与放大器中应用。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种差分对管保护电路，其响应速度快，能够在高速比较器与放大器中应用。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种差分对管保护电路，所涉及的第一输入差分对管具有第一输入端AINP和第二输入端AINN，所述保护电路包括：输入钳位电路以及控制电路。

输入钳位电路包括相连的钳位电路和开关单元，所述开关单元在第一输入端AINP和第二输入端AINN上的输入电压差值超过设定阈值时进行快速响应并通过所述钳位电路将第一输入端AINP和第二输入端AINN进行钳位；控制电路产生用于控制所述开关单元进行响应的控制电压，所述控制电压随第一输入端AINP和第二输入端AINN上的输入电压差值的变化而变化。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述开关单元包括两组开关管组，所述开关管组分别由所述控制电路产生的第一控制电压VB1和第二控制电压VB2控制，每组所述开关管组对应与所述第一输入端AINP和第二输入端AINN连接以及连接所述钳位电路的两端。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述开关管组包括第一开关管组和第二开关管组，所述第一开关管组包括漏极相连且连接第一输入电压VINP、源极相连且连接钳位电路的一端以及所述第一输入端AINP的第一主开关管和第一辅助开关管，所述第二开关管组包括漏极相连且连接第二输入电压VINN、源极相连且连接钳位电路的另一端以及所述第二输入端AINN的第二主开关管和第二辅助开关管，所述第一主开关管和第二主开关管的栅极均连接第二控制电压VB2，所述第一辅助开关管和第二辅助开关管的栅极均连接第一控制电压VB1。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述第一主开关管的导电沟道的宽长比大于第一辅助开关管的导电沟道的宽长比，所述第二主开关管的导电沟道的宽长比大于第二辅助开关管的导电沟道的宽长比。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述控制电路包括第二输入差分对管、分压电路和升压电路，所述第二输入差分对管具有两个分别连接所述第一输入端AINP和第二输入端AINN的输入端，所述分压电路用于产生所述第一控制电压VB1和第二控制电压VB2，所述升压电路用于在所述第一输入端AINP和第二输入端AINN上的输入电压差值变化时，使得所述第一控制电压VB1和第二控制电压VB2产生变化。