保护电路、电压检测电路、保护系统及芯片的制作方法

本技术是关于集成电路领域，特别是关于一种保护电路、电压检测电路、保护系统及芯片。

背景技术：

1、对于高压电路，运算放大器的输入端一般都需要保护电路，以限制两端压差过大以防止器件被击穿，常用保护电路主要用于保护运算放大器输入差分电压，且由于输入端会利用二极管钳位，二极管的漏电会使运算放大器输入端有电流流入或流出，使两端不够匹配且增加电路失配。

2、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，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。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种电压检测电路的输入端保护电路，其能够保护运算放大器的共模电平，防止其过高或过低而导致输入对管器件被击穿，进而导致电路损坏；且解决了常规保护电路中利用二极管钳位导致的二极管漏电电流的问题，减小运算放大器的失调电流，增加电路匹配性。

2、为实现上述目的，本实用新型的实施例提供了一种保护电路，设置于运算放大器的输入端，包括：隔离单元、控制单元以及开关单元。

3、隔离单元与外部电压相连，用于对外部电压进行隔离而输出第一控制电压；

4、控制单元与电源电压相连，所述控制单元基于第一控制电压的控制产生第二控制电压；

5、开关单元连接于外部电路与运算放大器的输入端之间，所述开关单元基于第二控制电压控制外部电路与运算放大器的输入端之间的通断。

6、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述隔离单元包括第一mos管，所述第一mos管的漏极与外部电压相连，所述第一mos管的源极与控制单元相连，所述第一mos管的栅极与控制单元相连。

7、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述开关单元包括第二mos管，所述第二mos管的漏极与外部电路相连，所述第二mos管的源极与运算放大器的输入端相连，所述第二mos管的栅极与控制单元相连。

8、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述控制单元包括电流源、电阻和第三mos管，所述第三mos管的源极与电阻的第一端相连，所述电阻的第二端与电流源的第一端、隔离单元以及开关单元相连，所述第三mos管的栅极与隔离单元相连，所述第三mos管的漏极与电源电压相连，所述电流源的第二端与地电压相连。

9、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述控制单元包括电流源、电阻和第三mos管，所述第三mos管的源极与电阻的第一端相连，所述电阻的第二端与电流源的第一端、隔离单元以及开关单元相连，所述第三mos管的栅极与隔离单元相连，所述第三mos管的漏极与地电压相连，所述电流源的第二端与电源电压相连。

10、本实用新型还公开了一种电压检测电路，包括：运算放大器、待测单元、第一电阻、第四mos管、第二电阻以及所述的保护电路；

11、所述运算放大器具有第一输入端、第二输入端以及输出端，所述运算放大器的第一输入端通过开关单元与待测单元的第一端相连，所述待测单元的第二端和第一电阻的第一端与电源电压相连，所述第一电阻的第二端与运算放大器的第二输入端以及第四mos管的漏极相连，所述第四mos管的源极与第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端与地电压相连，所述第四mos管的栅极与运算放大器的输出端相连。

12、本实用新型还公开了一种保护系统，设置于差分放大器的输入端，其特征在于，包括：一组所述的保护电路、第一运算放大器和第二运算放大器，一组所述保护电路的开关单元的第一端用于接收一组差分信号，所述第一运算放大器的第一输入端和第二运算放大器的第一输入端分别与一组所述保护电路的开关单元的第二端相连，所述第一运算放大器的第二输入端与第一运算放大器的输出端相连，所述第二运算放大器的第二输入端与第二运算放大器的输出端相连，所述第一运算放大器的输出端与差分放大器的第一输入端相连，所述第二运算放大器的输出端与差分放大器的第二输入端相连。

13、本实用新型还公开了一种芯片，包括差分放大器、所述的保护系统，所述保护系统与差分放大器的输入端相连。

14、本实用新型还公开了一种芯片，其特征在于，包括所述的保护电路。

15、本实用新型还公开了一种芯片，其特征在于，包括所述的电压检测电路。

16、与现有技术相比，根据本实用新型实施例的保护电路、电压检测电路、保护系统及芯片，通过保护电路对运算放大器的输入端进行保护，防止高边运算放大器输入端的电压过低，可以有效保护运算放大器的共模电平，且通过调节控制单元的电阻可以调节运算放大器的共模电平范围，同时在保护过程中运算放大器的输入端不会有较大电流流入或流出，从而使得保护电路不会影响运算放大器本身的性能。

技术特征：

1.一种保护电路，设置于运算放大器的输入端，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述隔离单元包括第一mos管，所述第一mos管的漏极与外部电压相连，所述第一mos管的源极与控制单元相连，所述第一mos管的栅极与控制单元相连。

3.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述开关单元包括第二mos管，所述第二mos管的漏极与外部电路相连，所述第二mos管的源极与运算放大器的输入端相连，所述第二mos管的栅极与控制单元相连。

4.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述控制单元包括电流源、电阻和第三mos管，所述第三mos管的源极与电阻的第一端相连，所述电阻的第二端与电流源的第一端、隔离单元以及开关单元相连，所述第三mos管的栅极与隔离单元相连，所述第三mos管的漏极与电源电压相连，所述电流源的第二端与地电压相连。

5.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述控制单元包括电流源、电阻和第三mos管，所述第三mos管的源极与电阻的第一端相连，所述电阻的第二端与电流源的第一端、隔离单元以及开关单元相连，所述第三mos管的栅极与隔离单元相连，所述第三mos管的漏极与地电压相连，所述电流源的第二端与电源电压相连。

6.一种电压检测电路，其特征在于，包括：运算放大器、待测单元、第一电阻、第四mos管、第二电阻以及如权利要求1～5任一项所述的保护电路；

7.一种保护系统，设置于差分放大器的输入端，其特征在于，包括：一组如权利要求1～5任一项所述的保护电路、第一运算放大器和第二运算放大器，一组所述保护电路的开关单元的第一端用于接收一组差分信号，所述第一运算放大器的第一输入端和第二运算放大器的第一输入端分别与一组所述保护电路的开关单元的第二端相连，所述第一运算放大器的第二输入端与第一运算放大器的输出端相连，所述第二运算放大器的第二输入端与第二运算放大器的输出端相连，所述第一运算放大器的输出端与差分放大器的第一输入端相连，所述第二运算放大器的输出端与差分放大器的第二输入端相连。

8.一种芯片，其特征在于，包括差分放大器、如权利要求7所述的保护系统，所述保护系统与差分放大器的输入端相连。

9.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求1～5任一项所述的保护电路。

10.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求6所述的电压检测电路。

技术总结
本技术公开了一种保护电路、电压检测电路、保护系统及芯片，保护电路包括：隔离单元、控制单元以及开关单元。隔离单元用于对外部电压进行隔离而输出第一控制电压；控制单元基于第一控制电压的控制产生第二控制电压；开关单元基于第二控制电压控制外部电路与运算放大器的输入端之间的通断。根据本技术的保护电路、电压检测电路、保护系统及芯片，通过保护电路对运算放大器的输入端进行保护，防止高边运算放大器输入端的电压过低，可以有效保护运算放大器的共模电平，且通过调节控制单元的电阻可以调节运算放大器的共模电平范围，同时在保护过程中运算放大器的输入端不会有较大电流流入或流出，从而使得保护电路不会影响运算放大器本身的性能。

技术研发人员：周晏萱,张睿,曹骁飞
受保护的技术使用者：思瑞浦微电子科技（上海）有限责任公司
技术研发日：20230619
技术公布日：2024/1/15