一种集成运放保护装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种集成运放保护装置，属于电子技术领域。本实用新型包括正电源保护电路、输入保护电路、输出保护电路、负电源保护电路；正电源保护电路与集成运放的正电源端连接；输入保护电路与集成运放的同向输入端和反向输入端连接；输出保护电路与集成运放输出端相连；负电源保护电路与集成运放负电源端连接。本实用新型通过解决集成运放使用时由于电源极性接反、电源接通或断开瞬间电压跳变、输入端出现共模电压或差模电压较大、输出端短路、输出端负载过大而导致集成运放损坏等问题，能够及时地对集成运放的各个管脚实时监测，从而保护集成运放。
【专利说明】
一种集成运放保护装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种集成运放保护装置，属于电子技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，学生在做模拟集成电路实验时，因操作不当而损坏集成运放。模拟集成电路实验中芯片各管脚接线比较繁杂，若是将芯片拆除检查或按照逻辑检查芯片各个管脚接线，给实验造成不必要麻烦，影响实验效率，浪费老师和学生的时间和精力，因此有必要设计一种集成运放保护装置，用来保护集成运放。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是:本实用新型提供一种集成运放保护装置，通过正电源保护电路、负电源保护电路、输入保护电路、输出保护电路，对模拟集成电路实验中的集成运放进行实时保护;解决由于电源极性接反、电源接通或断开瞬间电压跳变、输入端出现共模电压或差模电压较大、输出端短路、输出端负载过大等情况发生，能够及时对其实施保护措施，实现了在模拟集成电路实验过程中对集成运放的实时保护。
[0004]本实用新型技术方案是:一种集成运放保护装置，包括正电源保护电路1、输入保护电路2、输出保护电路3、负电源保护电路4;正电源保护电路I与集成运放的正电源端连接;输入保护电路2与集成运放的同向输入端和反向输入端连接;输出保护电路3与集成运放输出端相连;负电源保护电路4与集成运放负电源端连接。
[0005]所述正电源保护电路1包括电阻1?1、1?2、1?3、1?4、场效应管￥1'1、￥了2、电容(:1工2、稳压管VZl、VZ2、二极管VD7;所述场效应管VTl漏极通过电阻Rl与正电源端连接，场效应管VTl栅极通过电阻R3分别与稳压管VZl阴极、电容Cl 一端连接，电容Cl另一端与稳压管VZl阳极连接，稳压管VZl阳极接地;场效应管VT2漏极通过电阻R2与正电源端连接，场效应管VT2栅极通过电阻R4分别与稳压管VZ2阴极、电容C2—端连接，电容C2另一端与稳压管VZ2阳极连接，稳压管VZ2阳极接地;场效应管VTl源极、场效应管VT2源极同时与二极管VD7阳极、稳压管VZI阴极、稳压管VZ2阴极、电容Cl的一端、电容C2的一端连接，二极管VD7阴极连接集成运放正电源端。场效应管VTl和场效应管VT2的饱和漏极电流略大于集成运放正常工作时的电流，以保证电源接入正常时场效应管VTl和场效应管VT2正常工作时处于低阻态;稳压管VZl和稳压管VZ2的稳定电压大于集成运放的正常工作电压，但不大于集成运放的最大额定工作电压。
[0006]所述的输入保护电路2包括二极管￥01、￥02、￥03、￥04、￥05、￥06、电阻1?10、1?11、1?12、R13、双刀双掷开关S;输入保护电路2的输入端INl—端通过电阻RlO与二极管VDl阳极、二极管VD2阴极连接，另一端通过电阻Rll与二极管VDl阴极、二极管VD2阳极连接;输入端IN2—端通过电阻R12与二极管VD4阴极、二极管VD3阳极连接，二极管VD4阳极连接电源E-端，二极管VD3阴极连接电源E+端，输入端IN2另一端通过电阻Rl 3与二极管VD6阳极、二极管VD5阴极连接，二极管VD6阴极连接电源E+端，二极管VD5阳极连接电源E-端;双刀双掷开关S的a端通过电阻R10、R11与输入端INl连接，双刀双掷开关S的b端通过电阻R12、R13与输入端IN2连接，双刀双掷开关S的动刀与集成运放的同向输入端和反向输入端连接。电阻R10、电阻R11、二极管VD1、二极管VD2构成限幅电路，电阻R10、电阻Rll电阻值很小，不影响集成运放输入信号和参数测量；电阻R13、二极管VD5、二极管VD6构成集成运放反向输入端的共模保护电路，电阻Rl 2、二极管VD3、二极管VD4构成集成运放同向输入端的共模保护电路。
[0007]所述输出保护电路3包括场效应管VT5、电阻R9、稳压管VZ5、VZ6、VZ7、VZ8、电容C5;集成运放输出端与场效应管VT5漏极连接，场效应管VT5栅极通过电阻R9分别与稳压管VZ5阳极、电容C5—端、稳压管VZ6阴极连接，电容C5另一端与稳压管VZ5阴极、稳压管VZ6阳极连接，稳压管VZ5阴极接地，稳压管VZ6阴极与场效应管VT5源极连接;场效应管VT5源极与稳压管VZ7阳极连接，稳压管VZ7阴极与稳压管VZ8阴极连接，稳压管VZ8阳极接地。稳压管VZ5在输出保护电路3输出负电压时与场效应管VT5构成恒流源，稳压管VZ6在输出保护电路3输出正电压时与场效应管VT5构成恒流源;双向稳压管VZ7和VZ8跨接在输出端构成限幅电路。
[0008]所述负电源保护电路4包括电阻R5、R6、R7、R8、场效应管VT3、VT4、电容C3、C4、稳压管VZ3、VZ4、二极管VD8; 二极管VD8阳极与集成运放负电源端连接，场效应管VT3漏极通过电阻R5与二极管VD8阴极连接，场效应管VT3栅极通过电阻R7分别与稳压管VZ3阳极、电容C3—端连接，电容C3另一端与稳压管VZ3阴极连接，稳压管VZ3阴极接地;场效应管VT4漏极通过电阻R6与二极管VD8阴极连接，场效应管VT4栅极通过电阻R8分别与稳压管VZ4阳极、电容C4一端连接，电容C4另一端与稳压管VZ4阴极连接，稳压管VZ4阴极接地;外接电源的负电源端与场效应管VT3源极、场效应管VT4源极连接，稳压管VZ3阳极、稳压管VZ4阳极、电容C3另一端、电容C4的另一端同时和外接电源的负电源端连接。场效应管VT3和场效应管VT4的饱和漏极电流略大于集成运放正常工作时的电流，以保证电源接入正常时场效应管VT3和场效应管VT4正常工作时处于低阻态;稳压管VZ3和稳压管VZ4的稳定电压大于集成运放的正常工作电压，但不大于集成运放的最大额定工作电压。
[0009]本实用新型的工作原理是:
[0010]在正电源接通和断开瞬间，电容Cl、C2给场效应管VTl和场效应管VT2源极和栅极间提供一个开启电压，使场效应管VTI和场效应管VT2正常导通，当电源接入正常时，场效应管VTl和场效应管VT2正常工作处于低阻态，当工作电源过压时，使流经场效应管VTl和场效应管VT2的电流略有增加，场效应管VTI和场效应管VT2呈高阻态，限制了输入电流，当电源接反时，二极管VD7将不导通，电流无法流经集成运放；
[0011]在负电源接通和断开瞬间，电容C3、C4场效应管VT3和场效应管VT4源极和栅极间提供一个开启电压，使场效应管VT3和场效应管VT4正常导通，当电源接入正常时，场效应管VT3和场效应管VT4正常工作处于低阻态，当工作电源过压，流经场效应管VT3和场效应管VT4的电流略有增加时，场效应管VT3和场效应管VT4呈高阻态，限制了输入电流，在电源电压接反时，二极管VD8将不导通，电流无法流经集成运放；
[0012]当输入端出现过大的差模信号时，将双刀双掷开关S掷于a端，电阻R10、电阻R11、二极管VD1、VD2钳制了输入端的最大输入电压，当输入端出现过大的共模信号时，将双刀双掷开关S掷于b端，信号从同向输入端输入时，电阻Rl3、二极管VD5、二极管VD6把共模信号限制在正常范围内，若信号从反向输入端输入时，电阻R12、二极管VD3、二极管VD4把共模信号限制在正常范围内；
[0013]当信号输出时，电容C5和稳压管VZ5给场效应管VT5提供一个开启电压，保证场效应管可以正常工作，当电路正常工作时，输出端的场效应管VT5呈低阻态，当电路输出短路时，输出端电流增大，场效应管VT5构成的恒流源电路呈高阻态，限制输出电流;当输出端接到外部过高的电压时，稳压管VZ7、VZ8对输出电压进行稳压。
[0014]本实用新型的有益效果是:通过正电源保护电路、负电源保护电路、输入保护电路、输出保护电路，对模拟集成电路实验中的集成运放进行实时保护;解决由于电源极性接反或电源接通和断开的瞬间电压跳变，输入端出现较大的共模电压和差模电压，输出端短路或运放过载的情况发生，能够及时对其实施保护措施，实现了在模拟集成电路实验过程中对集成运放的实时保护。同时，结构简单，容易操作。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型电路原理图。
[0016]图1中各标号:1_正电源保护电路，2-输入保护电路，3-输出保护电路，4-负电源保护电路，R1~R13_电阻，VT1~VT5-场效应管，VD1~VD8-二极管，VZ1~VZ8-稳压管，S-双刀双掷开关，C1~C5-电容。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
[0018]实施例1:如图1所示，一种集成运放保护装置，包括正电源保护电路1、输入保护电路2、输出保护电路3、负电源保护电路4;正电源保护电路I与集成运放的正电源端连接;输入保护电路2与集成运放的同向输入端和反向输入端连接;输出保护电路3与集成运放输出端相连;负电源保护电路4与集成运放负电源端连接。
[0019]实施例2:如图1所示，一种集成运放保护装置，包括正电源保护电路1、输入保护电路2、输出保护电路3、负电源保护电路4;正电源保护电路I与集成运放的正电源端连接;输入保护电路2与集成运放的同向输入端和反向输入端连接;输出保护电路3与集成运放输出端相连;负电源保护电路4与集成运放负电源端连接。
[0020]所述正电源保护电路1包括电阻1?1、1?2、1?3、1?4、场效应管￥1'1、￥了2、电容(:1工2、稳压管VZl、VZ2、二极管VD7;所述场效应管VTl漏极通过电阻Rl与正电源端连接，场效应管VTl栅极通过电阻R3分别与稳压管VZl阴极、电容Cl 一端连接，电容Cl另一端与稳压管VZl阳极连接，稳压管VZl阳极接地;场效应管VT2漏极通过电阻R2与正电源端连接，场效应管VT2栅极通过电阻R4分别与稳压管VZ2阴极、电容C2—端连接，电容C2另一端与稳压管VZ2阳极连接，稳压管VZ2阳极接地;场效应管VTl源极、场效应管VT2源极同时与二极管VD7阳极、稳压管VZI阴极、稳压管VZ2阴极、电容Cl的一端、电容C2的一端连接，二极管VD7阴极连接集成运放正电源端。场效应管VTl和场效应管VT2的饱和漏极电流略大于集成运放正常工作时的电流，以保证电源接入正常时场效应管VTl和场效应管VT2正常工作时处于低阻态;稳压管VZl和稳压管VZ2的稳定电压大于集成运放的正常工作电压，但不大于集成运放的最大额定工作电压。
[0021]所述的输入保护电路2包括二极管￥01、￥02、￥03、￥04、￥05、￥06、电阻1?10、1?11、1?12、R13、双刀双掷开关S;输入保护电路2的输入端INl—端通过电阻RlO与二极管VDl阳极、二极管VD2阴极连接，另一端通过电阻Rll与二极管VDl阴极、二极管VD2阳极连接;输入端IN2—端通过电阻R12与二极管VD4阴极、二极管VD3阳极连接，二极管VD4阳极连接电源E-端，二极管VD3阴极连接电源E+端，输入端IN2另一端通过电阻Rl 3与二极管VD6阳极、二极管VD5阴极连接，二极管VD6阴极连接电源E+端，二极管VD5阳极连接电源E-端;双刀双掷开关S的a端通过电阻R10、R11与输入端INl连接，双刀双掷开关S的b端通过电阻R12、R13与输入端IN2连接，双刀双掷开关S的动刀与集成运放的同向输入端和反向输入端连接。电阻R10、电阻R11、二极管VD1、二极管VD2构成限幅电路，电阻R10、电阻Rll电阻值很小，不影响集成运放输入信号和参数测量；电阻R13、二极管VD5、二极管VD6构成集成运放反向输入端的共模保护电路，电阻Rl 2、二极管VD3、二极管VD4构成集成运放同向输入端的共模保护电路。
[0022]所述输出保护电路3包括场效应管VT5、电阻R9、稳压管VZ5、VZ6、VZ7、VZ8、电容C5;集成运放输出端与场效应管VT5漏极连接，场效应管VT5栅极通过电阻R9分别与稳压管VZ5阳极、电容C5—端、稳压管VZ6阴极连接，电容C5另一端与稳压管VZ5阴极、稳压管VZ6阳极连接，稳压管VZ5阴极接地，稳压管VZ6阴极与场效应管VT5源极连接;场效应管VT5源极与稳压管VZ7阳极连接，稳压管VZ7阴极与稳压管VZ8阴极连接，稳压管VZ8阳极接地。稳压管VZ5在输出保护电路3输出负电压时与场效应管VT5构成恒流源，稳压管VZ6在输出保护电路3输出正电压时与场效应管VT5构成恒流源;双向稳压管VZ7和VZ8跨接在输出端构成限幅电路。[0023 ] 所述负电源保护电路4包括电阻R5、R6、R7、R8、场效应管VT3、VT4、电容C3、C4、稳压管VZ3、VZ4、二极管VD8; 二极管VD8阳极与集成运放负电源端连接，场效应管VT3漏极通过电阻R5与二极管VD8阴极连接，场效应管VT3栅极通过电阻R7分别与稳压管VZ3阳极、电容C3—端连接，电容C3另一端与稳压管VZ3阴极连接，稳压管VZ3阴极接地;场效应管VT4漏极通过电阻R6与二极管VD8阴极连接，场效应管VT4栅极通过电阻R8分别与稳压管VZ4阳极、电容C4一端连接，电容C4另一端与稳压管VZ4阴极连接，稳压管VZ4阴极接地;外接电源的负电源端与场效应管VT3源极、场效应管VT4源极连接，稳压管VZ3阳极、稳压管VZ4阳极、电容C3另一端、电容C4的另一端同时和外接电源的负电源端连接。场效应管VT3和场效应管VT4的饱和漏极电流略大于集成运放正常工作时的电流，以保证电源接入正常时场效应管VT3和场效应管VT4正常工作时处于低阻态;稳压管VZ3和稳压管VZ4的稳定电压大于集成运放的正常工作电压，但不大于集成运放的最大额定工作电压。
[0024]上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种集成运放保护装置，其特征在于:包括正电源保护电路(I)、输入保护电路(2)、输出保护电路(3)、负电源保护电路(4);正电源保护电路(I)与集成运放的正电源端连接；输入保护电路(2)与集成运放的同向输入端和反向输入端连接;输出保护电路(3)与集成运放输出端相连;负电源保护电路(4)与集成运放负电源端连接。2.根据权利要求1所述的集成运放保护装置，其特征在于:所述正电源保护电路(I)包括电阻1?1、1?2、1?、1?4、场效应管￥1'1、￥12、电容(:1工2、稳压管￥21、￥22、二极管￥07;所述场效应管VTl漏极通过电阻Rl与正电源端连接，场效应管VTl栅极通过电阻R3分别与稳压管VZl阴极、电容Cl 一端连接，电容Cl另一端与稳压管VZl阳极连接，稳压管VZl阳极接地;场效应管VT2漏极通过电阻R2与正电源端连接，场效应管VT2栅极通过电阻R4分别与稳压管VZ2阴极、电容C2—端连接，电容C2另一端与稳压管VZ2阳极连接，稳压管VZ2阳极接地;场效应管VTI源极、场效应管VT2源极同时与二极管VD7阳极、稳压管VZl阴极、稳压管VZ2阴极、电容Cl的一端、电容C2的一端连接，二极管VD7阴极连接集成运放正电源端； 所述的输入保护电路(2)包括二极管￥01、￥02、￥03、￥04、￥05、￥06、电阻1?10、1?11、1?12、R13、双刀双掷开关S;输入保护电路(2)的输入端INl—端通过电阻RlO与二极管VDl阳极、二极管VD2阴极连接，另一端通过电阻Rll与二极管VDl阴极、二极管VD2阳极连接;输入端IN2一端通过电阻R12与二极管VD4阴极、二极管VD3阳极连接，二极管VD4阳极连接电源E-端，二极管VD3阴极连接电源E+端，输入端IN2另一端通过电阻R13与二极管VD6阳极、二极管VD5阴极连接，二极管VD6阴极连接电源E+端，二极管VD5阳极连接电源E-端;双刀双掷开关S的a端通过电阻R10、R11与输入端INl连接，双刀双掷开关S的b端通过电阻R12、R13与输入端IN2连接，双刀双掷开关S的动刀与集成运放的同向输入端和反向输入端连接； 所述输出保护电路(3 )包括场效应管VT5、电阻R9、稳压管VZ5、VZ6、VZ7、VZ8、电容C5 ；集成运放输出端与场效应管VT5漏极连接，场效应管VT5栅极通过电阻R9分别与稳压管VZ5阳极、电容C5—端、稳压管VZ6阴极连接，电容C5另一端与稳压管VZ5阴极、稳压管VZ6阳极连接，稳压管VZ5阴极接地，稳压管VZ6阴极与场效应管VT5源极连接;场效应管VT5源极与稳压管VZ7阳极连接，稳压管VZ7阴极与稳压管VZ8阴极连接，稳压管VZ8阳极接地； 所述负电源保护电路(4 )包括电阻R5、R6、R7、R8、场效应管VT3、VT4、电容C3、C4、稳压管VZ3、VZ4、二极管VD8; 二极管VD8阳极与集成运放负电源端连接，场效应管VT3漏极通过电阻R5与二极管VD8阴极连接，场效应管VT3栅极通过电阻R7分别与稳压管VZ3阳极、电容C3—端连接，电容C3另一端与稳压管VZ3阴极连接，稳压管VZ3阴极接地;场效应管VT4漏极通过电阻R6与二极管VD8阴极连接，场效应管VT4栅极通过电阻R8分别与稳压管VZ4阳极、电容C4 一端连接，电容C4另一端与稳压管VZ4阴极连接，稳压管VZ4阴极接地;外接电源的负电源端与场效应管VT3源极、场效应管VT4源极连接，稳压管VZ3阳极、稳压管VZ4阳极、电容C3另一端、电容C4的另一端同时和外接电源的负电源端连接。
【文档编号】H03F1/52GK205509989SQ201620137587
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月24日
【发明人】陈金艳, 张国银, 李恒, 谭洁, 沐润志
【申请人】昆明理工大学