專利名稱：超低功耗電源電壓檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為電源電壓檢測電路，其功耗超低。
背景技術(shù)：
在絕大部分數(shù)字電路中，為防止低電源電壓時系統(tǒng)誤操作都需要對電源電壓進行 監(jiān)控。如消費電子手機、MP3、GPS中對鋰電池的監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容
傳統(tǒng)的電源電壓檢測電路由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其功耗較大。本實用新型由于結(jié)構(gòu)簡單， 因而其功耗可以做到很小，甚至小于1微安。


圖1為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電源電壓檢測電路及所用參考電壓電路。圖2為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電源電壓檢測電路所用OPAMP的內(nèi)部電路。圖3為該發(fā)明超低功耗電源電壓檢測電路。圖4為隱含基準電路的仿真電路。圖5為基準電壓仿真結(jié)果。
具體實施例方式傳統(tǒng)電源電壓檢測電路將電源電壓通過串聯(lián)電阻分壓后與參考電壓比較從而得 到控制信號。參考電壓通常采用不隨電源電壓及溫度變化的帶隙基準電壓，以保證電源電 壓檢測的精度。如圖1所示，由于OPAMP的輸入端的虛短虛斷原理，流過電阻R6、R7支路的電流相 等。將？呢管03為的射極面積比設(shè)為n，從而將電阻R5上的電壓設(shè)為ΔνΒΕ。流過R5的電 流為/=^l =盡 ln( )
R5 ^5由上式可知該電流與溫度成正比。
P IcTVref = IR7 + Vbe = -^―ln( ) + Vbe
R5 q調(diào)節(jié)R7/R5即可消除Vref的一階溫度系數(shù)。如圖2所示，該電路采用二級運算放大器以得到足夠的開環(huán)增益，保證Vref的 PSRR0傳統(tǒng)電源電壓檢測電路的缺點1.由于參考電壓采用閉環(huán)結(jié)構(gòu)，故需要做頻率補償；2.由于存在兩個穩(wěn)定狀態(tài)，故需增加啟動電路；
3.需提供電流偏置電路。傳統(tǒng)電源電壓檢測電路由于存在過多的支路，故功耗難以做到很小。如圖3所示，該電路由分壓電阻R3、R4 ；隱含基準電路M1、M2、Q1、Q2、Rtl、R1 ；電流比 較電路M3、M4、M5、M6組成。該電路存在兩級放大，其增益高達80dB。流過Rtl的電流 輸出基準電壓 由上式可知，該基準電壓和傳統(tǒng)基準電壓具有相似的表達式，故其特性相同。由圖 5仿真結(jié)果可知其溫度系數(shù)較小。見圖3，當分壓電路輸出大于基準電壓時，流過Q1的電流大于流過Q2的電流，從而 M3的柵極電壓低于虬的柵極電壓，流過M3的電流大于流過M4的電流，輸出端V輸出低電平。 當分壓電路輸出小于基準電壓時，流過Q1的電流小于流過Q2的電流，從而M3的柵極電壓高 于虬的柵極電壓，流過M3的電流小于流過M4的電流，輸出端V輸出高電平。本發(fā)明采用R1作為第一級偏置，第二級采用自偏置，故而減少了偏置電流電路；不 存在閉環(huán)結(jié)構(gòu)，故不需要頻率補償電路；不存在雙穩(wěn)態(tài)問題，故不需要啟動電路。該電路結(jié) 構(gòu)簡單，電流支路少，故而可以做到超低功耗，版圖面積也較傳統(tǒng)電路小很多。通過增大電 阻R1，可減小第一級電流；MpM2和M3、M4的尺寸比例，可減小電流比較支路上的電流。
權(quán)利要求
超低功耗電源電壓檢測電路，其特征是利用在不同面積共基極NPN管和射極電阻得到隨溫度成正比的電流；利用電阻作為共射極的偏置得到正溫度系數(shù)電壓和負溫度系數(shù)VBE之和改善其溫度特性；使用電流鏡作為NPN管的有源負載及電流比較結(jié)構(gòu)作為輸出以增加開環(huán)增益及輸出信號幅度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低功耗電源電壓檢測電路，其特征一是面積不同的NPN 管仏、92共基極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低功耗電源電壓檢測電路，其特征二是面積較大的NPN 管92射極串聯(lián)電阻禮。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低功耗電源電壓檢測電路，其特征三是NPN管QpQ2的共 射極串聯(lián)電阻隊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低功耗電源電壓檢測電路，其特征四是鏡像管M1J2作為 NPN管的有源負載。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低功耗電源電壓檢測電路，其特征五是M3鏡像M1電流流 過M5, M5、M6鏡像電流結(jié)構(gòu)提供自偏置電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低功耗電源電壓檢測電路，其特征六是:M4鏡像M2電流與 M6電流比較得到輸出。
全文摘要
一種具有超低功耗的電源電壓檢測電路，其通過兩個NPN管得到PTAT電流及比較器差分輸入端。由于結(jié)構(gòu)簡單、支路較少，其靜態(tài)電流可小于1μA。而傳統(tǒng)電源電壓檢測電路其功耗至少幾個微安甚至十幾個微安。
文檔編號G01R19/00GK101930020SQ20091005392
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者吳蕾, 楊永華, 葛利明, 陳碧 申請人:上海英聯(lián)電子科技有限公司