一種內(nèi)置比較器的制造方法
【專利摘要】一種內(nèi)置比較器，在其輸入端子上提供一個預設(shè)的參考電勢。因此，在這種情況下，只有一個輸入被驅(qū)動，另一個輸入被一個接近于參考所偏置。在該電路的應用中，不需要為參考電勢提供一個額外的封裝引腳。
【專利說明】—種內(nèi)置比較器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一個比較器電路，其參考電勢是在其內(nèi)部或者嵌入。
【背景技術(shù)】
[0002]該比較器主要用于開關(guān)電壓穩(wěn)壓器中，但是也可以用于需要差分輸入端子對的裝置中，輸入?yún)⒖急挥糜陔妷罕容^函數(shù)。在開關(guān)穩(wěn)壓器中，每個端子都有特定的電路功能。例如，必須要有電源和接地端子，以及定時電容端子?？刂?或者輸出)元件需要發(fā)射極，集電極和電流顯示端子。因此，占用了六個端子。如果比較功能是由反相和同相端子所提供的，需要八個端子。如果該裝置被放置在一個八引腳IC封裝中，將沒有裝置提供給獨立的參考電勢端子。使得開關(guān)穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換成一個通用的裝置是可取的，能夠使其在升壓，降壓和升降壓的模式下工作，能夠?qū)⑵浞胖迷谝粋€經(jīng)濟封裝中。這就是大家熟知的八引腳雙列封裝。由于升降壓的模式產(chǎn)生一個反向極性輸出，比較器必須能夠接收標準的反向輸入。這意味著，可以沒有參考端子。在一些商用的穩(wěn)壓器中，比較器只有一個輸入端子。這些裝置工作在升降壓的模式下的時候，必須增加一個單位增益反相器的IC形式，耦合在電路中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的第一個目的是將參考電勢包含在比較器電路的輸入電勢中，當沒有輸入電流的時候，也能使得輸入在參考電壓下工作。
[0004]本發(fā)明的第二個目的是構(gòu)建一個比較器電路，其信號輸入端子由參考電勢提供，以使得該電路在封裝的時候，不需要參考端子。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
這些和其他的一些目的可以通過在一個傳統(tǒng)的差分比較器電路上添加一個偏置電路而得到的。每個信號輸入端子是由電流源和電流槽提供的。一對(電流源或者電流槽)被控制，以提供一個預設(shè)偏置電壓水平。這個控制可以使用一個控制運算放大器而實現(xiàn)，其有一個輸入耦合在一個參考電勢源上。另一個輸入對等耦合在信號輸入端子上，以響應共模電壓。該運算放大器的輸出被用于驅(qū)動電流源或者電流槽，以使得共模電勢等于理想的參考電勢。結(jié)果是，內(nèi)部產(chǎn)生的參考電壓被用于信號輸入端子上，從而消除了參考電壓引腳的需要。無論哪個引腳被驅(qū)動，另一個輸入被迫達到一個水平，即，共模電勢為參考電勢。
[0006]對比專利文獻:CN200997136Y內(nèi)置比較器的微控制器結(jié)構(gòu)200620047704.5。
[0007]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1所示的是本發(fā)明的偏置元件原理圖和框圖的組合。
[0008]圖2所示的是適合本發(fā)明電路的IC形式的示意圖。
[0009]圖3，4，5和6所示的是圖1和2的輸入電路的另一個實施例。
[0010]圖7所示的是本發(fā)明可替代實施例的另一個完整的原理圖。
[0011]【具體實施方式】:在圖1所示的電路中，電源?連接在+端子10和-(或者接地點)端子11之間。電
路所示的主要是應用在傳統(tǒng)硅PN結(jié)與單片集成IC隔離的形式。然而，可以理解的是，本發(fā)明可以應用于離散的或者其他形式的電路結(jié)構(gòu)中。
[0012]電路的核心在于比較器12,其有一個輸出端子13和差分輸入端子14和15。相應的電流槽對16和17，分別連接在輸入端子14和15及接地點之間。對應的NPN晶體管18
和19分別控制電流源，其耦合在+ 及端子14和15之間。電阻20和21相對應，分別從

vCC
端子14和15耦合到控制運算放大器22的反相輸入端。其正相輸入端在端子23上耦合在
? 。由于電阻20和21相對應，平均輸入或者端子14和15的共模電壓，應用在反相輸入vREF
端上?？刂七\算放大器22將使得晶體管18和19導通，以使得共模電壓等于? 。實際




vREF
上，電流槽16和17將拉低端子14和15，相反，晶體管18和19將拉高它們。當電流源和電
流槽對于導通，達到的條件?？梢钥闯觯容^器12將響應差分輸入，以在端子13上產(chǎn)
vREF
生一個輸出。
[0013]圖2所示的是實現(xiàn)圖1中功能的一種方法的示意圖。其中使用了相同標號的元件相同。
[0014]比較器12是由差分耦合的晶體管25和26組成，其尾電流由電流槽27決定。負載晶體管28和29形成一個電流鏡，為晶體管30提供一個單端驅(qū)動，其被當作一個共射極放大器，電流槽31作為其負載。使用這個裝置，端子14為反相輸入端，端子15為同相輸入端。
[0015]控制運算放大器22由差分耦合的晶體管33和34組成，其尾電流由電流槽35提供。晶體管36和37的工作被當作一個電流鏡負載，在結(jié)點38處提供一個單端輸出，結(jié)點38直接耦合到晶體管18和19的基極上。在這個裝置中，晶體管33是反相輸入，其耦合在
電阻20和21之間的結(jié)點上。電阻39將同相輸入晶體管34耦合到端子23上。控制



vREF運算放大器22將工作在其線性區(qū)，使得輸入端子14和15達到的水平。 的值是

vREFvREF
適用電路中電壓穩(wěn)壓器的電阻計算器的簡化形式。在工作中，如果端子15的電壓高于端子14，輸出端子13將變高。如果端子15的電壓低于端子14，輸出端子13將變低。
[0016]圖3所示的是電流源部分電路的另一個實施例的示意圖。晶體管18和19被一個信號晶體管40和對應的電阻對41和42所代替。晶體管40提供全部的電流，電阻41和42將這個電流分離，使其進入需要的兩個部分。實際上，在某些應用中，當使用外部電源時，電阻41和42上將有一個很大的電壓降。因此，圖1和2所示的電路是首選的。
[0017]圖4示出了另一個實施例，圖1和2中的電流槽被NPN晶體管43和44所代替。在
這種情況下，恒定電流源18'和19'是固定的。因為晶體管43和44將引入一個反饋相位，
使得電阻20和21之間的結(jié)點反向，其耦合在控制運算放大器22的同相輸入端。
[0018]在圖5中，是另一個實施例，PNP晶體管45和46被當作控制電流槽。由于電流槽反饋中沒有反向，電阻20和21之間的結(jié)點耦合在控制運算放大器22的反相輸入端。
[0019]圖6顯示的是電流槽控制圖3電路的實施例。圖中，控制運算放大器22驅(qū)動NPN晶體管46的基極。其電流被分為兩個路徑，以適應電阻47和48，其耦合在比較器的輸入端子上。
[0020]圖7代替圖2的另一個完整的示意圖。在這個圖中，有兩個區(qū)別之處。圖2中的晶體管17和18被相應的PNP晶體管49和50所代替?？刂七\算放大器22被電流鏡負載
晶體管36qQ37,的反向而改進。輸出結(jié)點38,的位置，使得晶體管34為反相輸入，晶體管
33為同相輸入。因此，控制運算放大器22的反向?qū)⒂删w管49和50的反向引入。這個電流比圖2的電路更容易被晶體管14和15驅(qū)動。在圖2中，從輸入端子看晶體管18和19的發(fā)射極，被當作一個低輸入阻抗。在圖7中，從輸入端子來看，是一個高阻抗電路結(jié)點。
[0021]本發(fā)明已經(jīng)被描述，也描述了一些可供選擇的實施方案。當一個熟悉技術(shù)的人閱讀上面的描述，本發(fā)明的精神和目的以及可代替元件將是顯而易見的。例如，當顯示一個雙極型晶體管時，可以采用MOS或者CMOS電路。因此，本發(fā)明只受權(quán)利要求的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)置比較器，其特征是:一個比較器電路有一對差分信號輸入端子，一個單端輸出和一個輸入偏置電路,其中，輸入偏置電路包括:電流槽的端子稱合在信號輸入端子上；電流源端子耦合在信號輸入端子上；在信號輸入端子上響應于共模電勢的裝置，以控制電流槽和電流源中的一個，在信號輸入端子上產(chǎn)生一個參考偏置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置比較器，其特征是:比較電路的控制端子包括:一個控制運算放大器有一個第一輸入耦合在一個參考電勢上，一個第二輸入對等的耦合在差分信號輸入端子對上，一個輸出被I禹合，以控制電流槽和電流源其中一個的傳導電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)置比較器，其特征是:電流源裝置包括一對晶體管，它們的控制傳導路徑耦合在一起，為信號輸入端子提供電流，它們的控制電極耦合在控制運算放大器的輸出上；電流槽裝置包括一對晶體管，它們的控制傳導路徑耦合在來自信號輸入端子的吸收電流上，它們的控制電極耦合在控制運算放大器的輸出上；電流源裝置包括一對PNP晶體管，它們的集電極耦合在差分信號輸入端子對上，它們的基極耦合在控制運算放大器的輸出上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)置比較器，其特征是:電流源裝置包括一個信號PNP晶體管，它們的發(fā)射極耦合在與其相應的電阻上，發(fā)射極對等的耦合在差分信號輸入端子對上，它們的基極耦合在控制運算放大器的輸出端子上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)置比較器，其特征是:電流源裝置包括一對NPN晶體管，它們的集電極耦合在差分信號輸入端子對上，它們的基極耦合在控制運算放大器的輸出端子上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)置比較器，其特征是:電流槽裝置包括:一對NPN晶體管，它們的集電極耦合在差分信號輸入端子對上，它們的基極耦合在控制運算放大器的輸出端子上。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)置比較器，其特征是:電流槽裝置包括:一對PNP晶體管，它們的發(fā)射極耦合在差分信號輸入端子對上，它們的基極耦合在控制運算放大器的輸出端子上。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)置比較器，其特征是:電流槽裝置包括:一個信號NPN晶體管，其集電極通過相應的電阻，對等的耦合在差分信號輸入端子對上，其基極耦合在控制運算放大器輸出上。
【文檔編號】G05F1/56GK103513691SQ201310503475
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:蘇州貝克微電子有限公司