[发明专利]一种输入端口相位翻转保护电路

说明书

本发明公开了一种输入端口相位翻转保护电路，包括电阻R5、电流源Iss、三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7、三极管Q8和三极管Q9；三极管Q5的集电极连接负电源，三极管Q5的基极连接三极管Q5的发射极，三极管Q5的发射极连接三极管Q6的发射极，三极管Q6的基极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端分别连接Q6的集电极、三极管Q7的基极和三极管Q7的发射极，电阻R5的一端连接电流源Iss的一端，电流源Iss的另一端连接正电源；三极管Q7的集电极分别连接三极管Q8的基极和三极管Q9的基极，三极管Q8的集电极和三极管Q9的集电极均连接正电源；三极管Q8的发射极连接运算放大器的正向输入对管的基极，三极管Q9的发射极连接运算放大器的反向输入对管的基极。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体属于一种输入端口相位翻转保护电路。

背景技术

相位翻转即运算放大器输出信号的极性与输入差分信号极性相反的一种错误状态，输入级采用双极型晶体管的运放电路，在严重噪声干扰下易发生相位翻转现象，尤其对于双极型轨对轨运放，工作电压范围本身很宽，应用中发生输出相位翻转造成信号错误的现象更加普遍，严重的相位翻转可能导致器件发生参数漂移甚至失效。因此，设计具有抗相位翻能力的端口保护结构是提高器件寿命和可靠性的重要途径。

如图1所示，业内现有通用技术中典型的面向双极型电路的端口相位翻转保护电路结构。该电路由三极管Q1～Q4、负载电阻R1和R2、尾电流源Iss组成，INP和INN分别是运放的正、反向输入端口，VS+是正电源电压，VS-是负电源电压。

然而，传统的端口抗相位翻转保护电路能力有限，一般仅能容忍输入共模电压大于共模电压小于1.5V。其原理是即使输入对管集电结已经发生正偏，但是发生正偏之后通过合理设置Q3和Q4的发射极面积，保证可通过其向相反方向的输入对管可注入更大的电流，使得输入级的输出信号相位仍与输入差模信号相位相同。若想进一步提高电路的抗相位翻转能力，需要发明一种新的结构，可抑制输入对管的BC结进入饱和区，从根源上解决相位翻转问题。此外，传统的抗相位翻转结构要求Q3和Q4器件面积足够大，而该器件加载在运放输入端，大面积必然导致大的寄生电容，大的寄生电容会降低运放的转换速率，因此该结构也不适用于高速运放的设计上。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种输入端口相位翻转保护电路，能够实现当输入端低于负电源数伏时，电路输出信号不发生相位翻转，且该结构不依赖于器件的面积，使其适用于高速运放的端口设计。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种输入端口相位翻转保护电路，包括电阻R5、电流源Iss、三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7、三极管Q8和三极管Q9；

所述三极管Q5的集电极连接负电源，三极管Q5的基极连接三极管Q5的发射极，三极管Q5的发射极连接三极管Q6的发射极，三极管Q6的基极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端分别连接Q6的集电极、三极管Q7的基极和三极管Q7的发射极，电阻R5的一端连接电流源Iss的一端，电流源Iss的另一端连接正电源；

所述三极管Q7的集电极分别连接三极管Q8的基极和三极管Q9的基极，三极管Q8的集电极和三极管Q9的集电极均连接正电源；

所述三极管Q8的发射极连接运算放大器的正向输入对管的基极，三极管Q9的发射极连接运算放大器的反向输入对管的基极。

优选的，还包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、尾电流源Issn和尾电流源Issp；

所述三极管Q1的基极连接三极管Q2的基极，三极管Q1的发射极和三极管Q4的发射极均连接尾电流源Issn的一端，尾电流源Issn的另一端连接负电源；