雙向磁滯比較器電路及應(yīng)用其的磁場(chǎng)傳感器電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙向磁滯比較器電路及應(yīng)用其的磁場(chǎng)傳感器電路，該雙向磁滯比較器電路的特征在于：由偏置產(chǎn)生電路、磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路、磁滯比較器、邏輯控制電路依次電性連接在一起；本發(fā)明另提供應(yīng)用該與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器電路的磁場(chǎng)傳感器電路。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)正向或者負(fù)向差分電壓信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生雙向磁滯效果，而且對(duì)電源電壓、電阻阻值均不敏感，對(duì)于檢測(cè)N極或者S極磁場(chǎng)的磁場(chǎng)傳感器電路具有很好的使用價(jià)值。
【專利說明】 雙向磁滯比較器電路及應(yīng)用其的磁場(chǎng)傳感器電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器電路及應(yīng)用其的磁場(chǎng)傳感器電路。
【背景技術(shù)】
[0002]磁場(chǎng)傳感器電路作為非接觸式芯片之一，在無(wú)刷電機(jī)、筆記本電腦、移動(dòng)電話等設(shè)備上應(yīng)用越來越廣泛，不僅需要滿足功能、功耗的要求，在穩(wěn)定性、精確度方面也很重要，作為磁場(chǎng)傳感器電路中的磁滯比較器，直接影響到了磁場(chǎng)傳感器電路的穩(wěn)定性和精度。
[0003]影響磁滯比較器精度的因素有工作電壓、溫度、偏置電流、半導(dǎo)體加工工藝偏差等，傳統(tǒng)的雙向磁滯比較器電路采用雙施密特觸發(fā)器，雖然這種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是缺點(diǎn)是施密特觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)閾值會(huì)受到電源電壓影響，當(dāng)工作電壓變化或者有噪聲干擾時(shí)，翻轉(zhuǎn)閾值發(fā)生變化，輸出結(jié)果就不準(zhǔn)確。同時(shí)，對(duì)比其他雙向磁滯比較器電路的專利，發(fā)現(xiàn)有一些因素如溫度影響、工藝偏差等并未考慮進(jìn)去。
[0004]所以有必要設(shè)計(jì)一種高精度且受工作環(huán)境條件影響極小的雙向磁滯比較器電路，提高磁場(chǎng)傳感器電路的穩(wěn)定性和精度，使應(yīng)用條件更加廣泛。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器電路，可應(yīng)用于磁場(chǎng)傳感器電路等，通過消除電源電壓對(duì)偏置電流的影響和抵消電阻阻值變化，提聞比較器電路的穩(wěn)定性和精度。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種雙向磁滯比較器電路，其特征在于:由偏置產(chǎn)生電路、磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路、磁滯比較器及邏輯控制電路依照電性信號(hào)連接組成；所述偏置產(chǎn)生電路具有一使能信號(hào)輸入端，其第一輸出端與磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路、磁滯比較器連接，為磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路、磁滯比較器提供偏置電流；所述磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第一輸入端與所述的使能信號(hào)輸入端連接，第二輸入端連接偏置產(chǎn)生電路的第一輸出端，第三輸入端連接磁滯比較器及邏輯控制電路的第一輸出端，磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第一輸出端與磁滯比較器連接，磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路根據(jù)邏輯控制電路的第一輸出端產(chǎn)生控制信號(hào)調(diào)節(jié)磁滯比較器的比較閾值；所述磁滯比較器的第一輸入端與所述的使能信號(hào)輸入端連接，第二輸入端連接偏置產(chǎn)生電路的第一輸出端，第三輸入端連接磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第一輸出端，磁滯比較器的正輸入端、負(fù)輸入端是一對(duì)差分比較電壓，磁滯比較器根據(jù)磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第一輸出端，調(diào)整磁滯比較器的比較閾值，產(chǎn)生兩個(gè)輸出信號(hào)，磁滯比較器的比較閾值不同，會(huì)產(chǎn)生磁滯效果，磁滯比較器的第一、第二輸出端與邏輯控制電路連接；所述邏輯控制電路的第一輸入端與所述的使能信號(hào)輸入端連接，第二輸入端連接磁滯比較器的第一輸出端、第三輸入端連接磁滯比較器的第二輸出端，邏輯控制電路的第一輸出端，與磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第三輸入端連接，第二輸出端是所述雙向磁滯比較器電路的輸出。
[0007]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述偏置電路由啟動(dòng)脫離電路、與電源電壓無(wú)關(guān)的偏置、第一反相器、第二反相器、第三反相器、第一開關(guān)晶體管、第二開關(guān)晶體管、第三開關(guān)晶體管、第四開關(guān)晶體管、第五開關(guān)晶體管和第六開關(guān)晶體管組成；所述的第一反相器輸入端與所述使能信號(hào)輸入端連接，其輸出端連接第二反相器的輸入端，第二反相器的輸出端連接第三反相器的輸入端和第一開關(guān)晶體管的柵極，第三反相器的輸出端連接啟動(dòng)脫離電路、第二開關(guān)晶體管的柵極、第三開關(guān)晶體管的柵極、第四開關(guān)晶體管的柵極以及第六開關(guān)晶體管的柵極；所述的啟動(dòng)脫離電路由第一限流晶體管、第一電流鏡晶體管、第二電流鏡晶體管、第三電流鏡晶體管、第五開關(guān)晶體管、第一充放電電容和第二充放電電容組成；所述的與電源電壓無(wú)關(guān)的偏置電路由第四電流鏡晶體管、第五電流鏡晶體管、第六電流鏡晶體管、第七電流鏡晶體管、第八電流鏡晶體管、第一限流電阻和第九電流鏡晶體管組成；所述第三反相器的輸出端與第一限流晶體管的柵極、第二開關(guān)晶體管的柵極、第三開關(guān)晶體管的柵極、第四開關(guān)晶體管的柵極以及第六開關(guān)晶體管的柵極連接；所述第一限流晶體管的漏極連接第一電流鏡晶體管的漏極、第五開關(guān)晶體管的柵極、第三開關(guān)晶體管的漏極以及第二充放電電容的上極板；所述第一電流鏡晶體管的柵極連接第二開關(guān)晶體管的漏極、第一充放電電容的上極板、第二電流鏡晶體管的柵極和漏極、第三電流鏡晶體管的漏極；所述第三電流鏡晶體管的柵極與第四電流鏡晶體管的柵極、第五電流鏡晶體管的柵極和漏極、第一開關(guān)晶體管的漏極、第五開關(guān)晶體管的漏極、第八電流鏡晶體管的集電極以及第六電流鏡晶體管的柵極連接；所述第四電流鏡晶體管的漏極與第七電流鏡晶體管的集電極和基極、第四開關(guān)晶體管的漏極以及第八電流鏡晶體管的基極連接；所述第八電流鏡晶體管的發(fā)射極與第一限流電阻的第一輸入端連接；所述第六電流鏡晶體管的漏極與第九電流鏡晶體管的漏極和柵極連接；所述第一限流晶體管的源極、第三電流鏡晶體管的源極、第四電流鏡晶體管的源極、第五電流鏡晶體管的源極、第六電流鏡晶體管的源極以及第一開關(guān)晶體管的源極連接電源VDD;所述第一電流鏡晶體管的源極、第二開關(guān)晶體管的源極、第一充放電電容的下極板、第二電流鏡晶體管的源極、第三開關(guān)晶體管的源極、第二充放電電容的下極板、第五開關(guān)晶體管的源極、第七電流鏡晶體管的發(fā)射極、第四開關(guān)晶體管的源極、第一限流電阻的第二輸入端、第九電流鏡晶體管的源極以及第六開關(guān)晶體管的源極連接GND。
[0008]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述的第一電流鏡晶體管與第二電流鏡晶體管相互匹配；所述的第三電流鏡晶體管與第四電流鏡晶體管、第五電流鏡晶體管、第六電流鏡晶體管相互匹配；所述的第七電流鏡晶體管與第八電流鏡晶體管相互匹配；所述的第九電流鏡晶體管與所述的磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第十電流鏡晶體管相互匹配；所述的第一電阻器與所述的磁滯比較器的第二電阻器、第三電阻器相互匹配。
[0009]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路由第四反相器、第五反相器、第六反相器、第十電流鏡晶體管、第十一電流鏡晶體管、第十二電流鏡晶體管、第十三電流鏡晶體管、第十四電流鏡晶體管、第七開關(guān)晶體管、第八開關(guān)晶體管、第九開關(guān)晶體管和第十開關(guān)晶體管組成；所述的第四反相器的輸入端與所述使能信號(hào)輸入端連接，其輸出端連接第五反相器的輸入端，第五反相器的輸出端連接第六反相器的輸入端、第七開關(guān)晶體管的柵極，第六反相器的輸出端連接第十開關(guān)晶體管的柵極；所述的第十電流鏡晶體管的柵極連接所述的偏置產(chǎn)生電路的第九電流鏡晶體管的柵極和漏極；所述的第十電流鏡晶體管的漏極連接第十一電流鏡晶體管的柵極和漏極、第十二電流鏡晶體管的柵極、第十三電流鏡晶體管的柵極以及第七開關(guān)晶體管的漏極；所述的第十二電流鏡晶體管的漏極連接第八開關(guān)晶體管的源極；所述的第十三電流鏡晶體管的漏極連接第九開關(guān)晶體管的源極；所述的第八開關(guān)晶體管的柵極連接GND ;所述的第八開關(guān)晶體管的漏極連接第九開關(guān)晶體管的漏極、第十四電流鏡晶體管的漏極和柵極、第十開關(guān)晶體管的漏極以及所述的磁滯比較器的第十五、第十六、第十七電流鏡晶體管的柵極；所述的第十一電流鏡晶體管的源極、第十二電流鏡晶體管的源極、第十三電流鏡晶體管的源極以及第七開關(guān)晶體管的源極連接電源VDD;所述的第十電流鏡晶體管的源極、第十四電流鏡晶體管的源極以及第十開關(guān)晶體管的源極連接GND。
[0010]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述的磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第十一電流鏡晶體管、第十二電流鏡晶體管、第十三電流鏡晶體管相互匹配；所述的磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第十四電流鏡晶體管與所述的磁滯比較器的第十五、第十六、第十七電流鏡晶體管相互匹配。
[0011]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述磁滯比較器由第七反相器、第八反相器、第十五電流鏡晶體管、第十六電流鏡晶體管、第十七電流鏡晶體管、第十八電流鏡晶體管、第十九電流鏡晶體管、第二十電流鏡晶體管、第二電阻器、第三電阻器、第十一開關(guān)晶體管、第一比較器和第二比較器組成；所述的第七反相器的輸入端與所述使能信號(hào)輸入端連接，其輸出端連接第八反相器的輸入端，第八反相器的輸出端連接第十一開關(guān)晶體管的柵極；所述的第十五電流鏡晶體管的柵極連接第十六電流鏡晶體管、第十七電流鏡晶體管的柵極以及所述的磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第十四電流鏡晶體管的漏極和柵極；所述的第十五電流鏡晶體管的漏極連接第十八電流鏡晶體管的漏極和柵極、第十九電流鏡晶體管的柵極、第二十電流鏡晶體管的柵極以及第十一開關(guān)晶體管的漏極；所述的第十九電流鏡的漏極連接所述的雙向磁滯比較器電路的第二輸入端、第二電阻器的第一輸入端以及第一比較器的正輸入端；所述的第二電阻器的第二輸入端連接第十六電流鏡晶體管的漏極以及第二比較器的負(fù)輸入端；所述的第二十電流鏡晶體管的漏極連接所述的雙向磁滯比較器電路的第三輸入端、第三電阻器的第一輸入端以及第二比較器的正輸入端；所述的第三電阻器的第二輸入端連接第一比較器的負(fù)輸入端以及第十七電流鏡晶體管的漏極；所述的第一比較器的輸出端連接所述的邏輯控制電路的第二輸入端；所述的第二比較器的輸出端連接邏輯控制電路的第三輸入端；所述的第十八電流鏡晶體管的源極、第十一開關(guān)晶體管的源極、第十九電流鏡晶體管的源極以及第二十電流鏡晶體管的源極連接電源VDD;所述的第十五電流鏡晶體管的源極、第十六電流鏡晶體管的源極以及第十七電流鏡晶體管的源極連接GND。
[0012]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述的第十五電流鏡晶體管與第十六電流鏡晶體管、第十七電流鏡晶體管、所述的磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第十四電流鏡晶體管相互匹配；所述的第十八電流鏡晶體管與第十九電流鏡晶體管、第二十電流鏡晶體管相互匹配；所述的第二電阻器與第三電阻器、所述的磁滯產(chǎn)生電路的第一電阻器相互匹配；第一比較器與第二比較器相互匹配。
[0013]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述邏輯控制電路由第九反相器、第十反相器、第十一反相器、第十二反相器、第十三反相器、第十四反相器、第一或非門、第二或非門、第一與非門和第一邊沿觸發(fā)器組成；所述的第九反相器的輸入端與所述使能信號(hào)輸入端連接，其輸出端連接第十反相器的輸入端、第一邊沿觸發(fā)器的第二輸入端，第十反相器的輸出端連接第十一反相器的輸入端，第十一反相器的輸出端連接第一或非門的第二輸入端、第二或非門的第二輸入端；所述的第一或非門的第一輸入端連接所述的磁滯比較器第一比較器的輸出端；所述的第二或非門的第一輸入端連接所述的磁滯比較器第二比較器的輸出端；所述的第一或非門的輸出端連接第十二反相器的輸入端；所述的第二或非門的輸出端連接第十三反相器的輸入端；所述的第十二反相器的輸出端連接第一與非門的第一輸入端；所述的第十三反相器的輸出端連接第一與非門的第二輸入端；所述的第一與非門的輸出端連接第十四反相器的輸入端；所述的第十四反相器的輸出端連接第一邊沿觸發(fā)器的第一輸入端；所述的第一邊沿觸發(fā)器的第一輸出端是所述的雙向磁滯比較器電路的輸出，第二輸出端連接所述的磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的反饋第三輸入端。
[0014]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述的第一或非門的第一輸入端連接所述磁滯比較器第一比較器的輸出端；所述的第二或非門的第一輸入端連接所述磁滯比較器的第二比較器的輸出端。
[0015]本發(fā)明另外提供一種應(yīng)用上述與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器電路的磁場(chǎng)傳感器電路，該電路具有較好的穩(wěn)定性和精度，可以有效避免電源電壓變化和工藝偏差導(dǎo)致電阻阻值變化而導(dǎo)致降低穩(wěn)定性和精度，而且該雙向磁滯比較器的應(yīng)用條件也更加廣泛。
[0016]該目的采用以下方案:一種應(yīng)用上述的雙向磁滯比較器電路的磁場(chǎng)傳感器電路，包括開關(guān)電路、霍爾盤電路、放大器電路、失調(diào)消除電路、所述的雙向磁滯比較器電路、邏輯電路和驅(qū)動(dòng)管，其特征在于:開關(guān)電路連接霍爾盤電路、放大器電路、失調(diào)消除電路、所述的雙向磁滯比較器電路以及邏輯電路，以產(chǎn)生使能信號(hào)，使所連接模塊電路啟動(dòng)工作；所述的霍爾盤電路輸出端連接放大器電路的輸入端，霍爾盤電路在恒定電壓下建立的霍爾電壓輸入放大器電路進(jìn)行放大；所述的放大器電路輸出端連接失調(diào)消除電路的輸入端，放大后的霍爾電壓進(jìn)入失調(diào)消除電路進(jìn)行失調(diào)消除；所述的失調(diào)消除電路的輸出端連接所述的雙向磁滯比較器電路，磁滯比較器根據(jù)輸入信號(hào)輸出比較結(jié)果；所述的雙向磁滯比較器電路的輸出端連接邏輯電路，邏輯電路根據(jù)所述的雙向磁滯比較器電路的輸出結(jié)果控制驅(qū)動(dòng)管；所述的第一驅(qū)動(dòng)管、第二驅(qū)動(dòng)管構(gòu)成第十六反相器，邏輯電路的輸出端連接第十六反相器的輸入端，第十六反相器的輸出端輸出整個(gè)磁場(chǎng)傳感器的檢測(cè)結(jié)果。
[0017]本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)正向或者負(fù)向差分電壓信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生雙向磁滯效果，而且對(duì)電源電壓、電阻阻值均不敏感，對(duì)于檢測(cè)N極或者S極磁場(chǎng)的磁場(chǎng)傳感器電路具有很好的使用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是帶有本發(fā)明的磁場(chǎng)傳感器電路系統(tǒng)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器電路的連接示意圖。
[0020]圖3是偏置產(chǎn)生電路。
[0021]圖4是磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路。
[0022]圖5是磁滯比較器電路。
[0023]圖6是邏輯控制電路。
[0024]圖7是本發(fā)明的信號(hào)輸入輸出波形圖。
[0025]圖8是帶有本發(fā)明的磁場(chǎng)傳感器電路系統(tǒng)的輸入輸出波形圖。
[0026]主要組件符號(hào)說明:[0027]10000:帶有本發(fā)明的磁場(chǎng)傳感器電路系統(tǒng)
[0028]1000:偏置產(chǎn)生電路
[0029]2000:磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路
[0030]3000:磁滯比較器系統(tǒng)
[0031]4000:邏輯控制電路
[0032]5000:與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器的電路
[0033]101、102、103、201、202、203、301、302、401、402、403、406、407、409:反相器
[0034]404、405:或非門
[0035]408:與非門
[0036]410:邊沿觸發(fā)器DFF
[0037]303、304:比較器
[0038]P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、P12、P13、P14:PM0S 晶體管
[0039]N0、N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8、N9、N10、N11、N12、N13:NM0S 晶體管
[0040]CO、Cl:電容器
[0041]Q0、Q1:NPN 晶體管
[0042]R0、R1、R2:電阻器
[0043]EN:使能信號(hào)
[0044]ENl:EN的延遲同向信號(hào)
[0045]ENB:EN的反向信號(hào)
[0046]LOCK:邊沿觸發(fā)器DFF的觸發(fā)信號(hào)
[0047]S.Pn:編號(hào)為Pn的PMOS晶體管的寬長(zhǎng)比
[0048]S.Nn:編號(hào)為Nn的NMOS晶體管的寬長(zhǎng)比
[0049]Ids&:編號(hào)為Pn的PMOS晶體管的源漏電流
[0050]Ids Nn:編號(hào)為Nn的NMOS晶體管的源漏電流
[0051]Vbe =NPN晶體管的基極-集電極電壓
[0052]VT:熱電壓
[0053]VH1、VH2:M爾電壓
[0054]Va1、Va2:放大后的霍爾電壓
[0055]hysinl> hysin2:磁滯比較器電路的輸入信號(hào)
[0056]hysoutl> hysout2:磁滯比較器電路的輸出信號(hào)
[0057]OUT:磁滯比較器電路的輸出信號(hào)
[0058]FB:磁滯比較器電路的反饋信號(hào)
[0059]Ctrl:帶有本發(fā)明的磁場(chǎng)傳感器電路系統(tǒng)的輸出級(jí)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)【具體實(shí)施方式】
[0060]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例子對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0061]本發(fā)明提供一種與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器電路，其特征在于:由偏置產(chǎn)生電路、磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路、磁滯比較器及邏輯控制電路依照電性信號(hào)連接組成。具體的，參見圖2，圖2是本例與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器電路5000的電路連接示意圖，圖中，由偏置產(chǎn)生電路、磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路、磁滯比較器及邏輯控制電路依照電性信號(hào)連接在一起；偏置產(chǎn)生電路產(chǎn)生偏置電壓Vbiasl及鏡像電流Ibiasl,為磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路、磁滯比較器提供偏置；磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路根據(jù)邏輯控制電路的反饋信號(hào)FB，產(chǎn)生偏置電壓Vbias2及鏡像電流Ibias2，調(diào)節(jié)磁滯比較器的磁滯量；圖2的第一輸入端EN與圖1中的開關(guān)控制Switch電路5001連接，由其提供使能信號(hào)；圖2的第二輸入端hysinl、第三輸入端hysin2與圖1中的失調(diào)消除Offset Cancelling電路5004的輸出端連接；圖2的輸出端OUT與圖1中的邏輯控制電路5005輸入端連接。
[0062]圖1所描繪的系統(tǒng)，是一典型磁場(chǎng)傳感器電路系統(tǒng)10000，由開關(guān)控制Switch電路 5001、霍爾盤 Hall Plate 電路 5002、運(yùn)放 AMP 電路 5003、失調(diào)消除 Offset Cancelling電路5004、與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器電路Hyseteresis電路5000、邏輯控制Logic Control電路5005、驅(qū)動(dòng)管P100和驅(qū)動(dòng)管N100組成，并依照電性信號(hào)連接。其中Switch電路5001控制整個(gè)系統(tǒng)的工作時(shí)間，即產(chǎn)生各個(gè)模塊電路的使能信號(hào)；霍爾盤Hall Plate電路5002在恒定電壓及外加磁場(chǎng)條件下，產(chǎn)生霍爾電壓VH1、Vh2，輸入運(yùn)放AMP電路5003的輸入端；運(yùn)放AMP電路5003對(duì)VH1、Vh2進(jìn)行放大，一般是固定放大倍數(shù)進(jìn)行放大，輸出Va1、Va2，并輸入失調(diào)消除Offset Cancelling電路5004的輸入端；失調(diào)消除OffsetCancelling電路5004對(duì)VA1、VA2進(jìn)行失調(diào)消除處理，消除霍爾盤Hall Plate電路5002結(jié)構(gòu)失調(diào)、工藝失調(diào)、運(yùn)放AMP電路5003輸入管的失配等誤差,輸出hysinl、hysin2,并輸入與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器電路5000 ;與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器電路5000，對(duì)輸入型號(hào)hysinl、hysin2進(jìn)行比較，輸出0UT，并輸入邏輯控制Logic Control電路5005 ;邏輯控制Logic Control電路5005控制系統(tǒng)及輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ctr I，控制晶體管P100、NI 00組成的輸出級(jí)。
[0063]為了讓一般技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明，下面我們結(jié)合電路對(duì)本發(fā)明的工作原理做進(jìn)一步的描述:
[0064]請(qǐng)繼續(xù)參見圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8，與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器電路5000的電路，由偏置產(chǎn)生電路、磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路、磁滯比較器及邏輯控制電路依照電性信號(hào)連接在一起；偏置產(chǎn)生電路1000是一個(gè)帶自啟動(dòng)脫離電路、能夠產(chǎn)生與電源電壓無(wú)關(guān)的鏡像電流的電路，給磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路2000、磁滯比較器3000提供偏置電壓和鏡像電流；磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路2000，根據(jù)輸入信號(hào)FB控制開關(guān)管，產(chǎn)生另外一個(gè)偏置電壓和鏡像電流，給磁滯比較器電路3000產(chǎn)生磁滯功能；磁滯比較器電路3000將根據(jù)輸入信號(hào)hysinl、hysin2以及磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路2000輸出的鏡像電流，產(chǎn)生輸出信號(hào)hysoutl、hysout2，并輸入到邏輯控制電路4000 ;邏輯控制電路4000將根據(jù)輸入信號(hào)hysoutl、hysout2產(chǎn)生反饋信號(hào)FB及輸出信號(hào)OUT。
[0065]具體的偏置產(chǎn)生電路如圖3所示，偏置產(chǎn)生電路1000由啟動(dòng)脫離電路、與電源電壓無(wú)關(guān)的偏置、第一反相器101、第二反相器102、第三反相器103、第一開關(guān)晶體管P5、第二開關(guān)晶體管N4、第三開關(guān)晶體管N5、第四開關(guān)晶體管N6、第五開關(guān)晶體管N2和第六開關(guān)晶體管N7組成；第一反相器101輸入端與使能信號(hào)EN連接,其輸出端接第二反相器102的輸入端,第二反相器102的輸出端ENl連接第三反相器103的輸入端和第一開關(guān)晶體管P5的柵極，第三反相器103的輸出端連接啟動(dòng)脫離電路及第二開關(guān)晶體管N4的柵極、第三開關(guān)晶體管N5的柵極、第四開關(guān)晶體管N6的柵極以及第六開關(guān)晶體管N7的柵極；啟動(dòng)脫離電路，由第一限流晶體管PO、第一電流鏡晶體管NO、第二電流鏡晶體管N1、第三電流鏡晶體管P1、第五開關(guān)晶體管N2、第一充放電電容CO和第二充放電電容組成Cl組成；與電源電壓無(wú)關(guān)的偏置電路，由第四電流鏡晶體管P2、第五電流鏡晶體管P3、第六電流鏡晶體管P4、第七電流鏡晶體管Q0、第八電流鏡晶體管Q1、第一限流電阻RO和第九電流鏡晶體管N3組成；第三反相器103的輸出端與第一限流晶體管PO的柵極、第二開關(guān)晶體管N4的柵極、第三開關(guān)晶體管N5的柵極、第四開關(guān)晶體管N6的柵極以及第六開關(guān)晶體管N7的柵極連接；第一限流晶體管PO的漏極連接第一電流鏡晶體管NO的漏極、第五開關(guān)晶體管N2的柵極、第三開關(guān)晶體管N5的漏極以及第二充放電電容Cl的上極板；第一電流鏡晶體管NO的柵極連接第二開關(guān)晶體管N4的漏極、第一充放電電容CO的上極板、第二電流鏡晶體管NI的柵極和漏極以及第三電流鏡晶體管Pl的漏極；第三電流鏡晶體管Pl的柵極，與第四電流鏡晶體管P2的柵極、第五電流鏡晶體管P3的柵極和漏極、第一開關(guān)晶體管PO的漏極、第五開關(guān)晶體管N2的漏極、第八電流鏡晶體管Ql的集電極以及第六電流鏡晶體管P4的柵極連接；第四電流鏡晶體管P2的漏極，與第七電流鏡晶體管QO的集電極和基極、第四開關(guān)晶體管N6的漏極以及第八電流鏡晶體管Ql的基極連接；第八電流鏡晶體管Ql的發(fā)射極與第一限流電阻RO的第一輸入端連接；第六電流鏡晶體管P4的漏極與第九電流鏡晶體管N3的漏極和柵極連接。
[0066]該偏置產(chǎn)生電路工作原理如下:
[0067]當(dāng)EN = i時(shí)，EN1 = L ENB = 0，此時(shí)第一限流晶體管PO開啟、第一開關(guān)晶體管P5關(guān)閉、第二開關(guān)晶體管N4關(guān)閉、第三開關(guān)晶體管N5關(guān)閉、第四開關(guān)晶體管N6關(guān)閉、第六開關(guān)晶體管N7關(guān)閉，電流通過第一限流晶體管PO，第五開關(guān)晶體管N2柵極電壓被拉高，第五開關(guān)晶體管N2開啟，第五電流鏡晶體管P3、第三電流鏡晶體管P1、第四電流鏡晶體管P2、第六電流鏡晶體管P4有電流通過，第四電流鏡晶體管P2、第七電流鏡晶體管QO通路有電流通過，第五電流鏡晶體管P3、第八電流鏡晶體管Q1、第一限流電阻RO通路有電流通過，第四電流鏡晶體管P2、第五電流鏡晶體管P3、第七電流鏡晶體管QO、第八電流鏡晶體管Q1、第一限流電阻RO組成的與電源電壓無(wú)關(guān)的偏置開始工作，第三電流鏡晶體管P1、第二電流鏡晶體管NI通路有電流通過，第一電流鏡晶體管NO開啟，第五開關(guān)晶體管N2的柵極電壓被拉低，第五開關(guān)晶體管N2關(guān)閉，完成啟動(dòng)過程并脫離。由第四電流鏡晶體管P2、第五電流鏡晶體管P3、第七電流鏡晶體管Q0、第八電流鏡晶體管Q1、第一限流電阻RO組成的與電源電壓無(wú)關(guān)的偏置，通過第五電流鏡晶體管P3源漏的電流:
[0068]Ids P3 ^ Ieo = (VBE.Q1-VBE.Q0)/RO = Δ Vbe/R0 = VT*ln(n)/R0 (I)
[0069]通過第九電流鏡晶體管N3源漏的電流:
[0070]Ibiasl = IDS.P4 = IDS.P3*Sp4/Sp3 = [VT*ln(n)/R0]*SP4/SP3 (2)
[0071]假設(shè)Sp4 = Sp3，通過第九電流鏡晶體管N3的電流:
[0072]Ibiasl = VT*ln(n)/R0 (3)
[0073]由上式可知，偏置電流與電源電壓無(wú)關(guān)。
[0074]具體的磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路如圖4所示，磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路2000，由第四反相器201、第五反相器202、第六反相器203、第十電流鏡晶體管NS、第十一電流鏡晶體管P6、第十二電流鏡晶體管P7、第十三電流鏡晶體管P8、第十四電流鏡晶體管N9、第七開關(guān)晶體管P11、第八開關(guān)晶體管P9、第九開關(guān)晶體管PlO和第十開關(guān)晶體管NlO組成；第四反相器201的輸入端與使能信號(hào)EN連接,其輸出端接第五反相器202的輸入端,第五反相器202的輸出端ENl連接第六反相器203的輸入端、第七開關(guān)晶體管Pll的柵極，第六反相器203的輸出端ENB連接第十開關(guān)晶體管NlO的柵極；第十電流鏡晶體管NS的柵極連接偏置產(chǎn)生電路1000的第九電流鏡晶體管N3的柵極和漏極；第十電流鏡晶體管NS的漏極連接第十一電流鏡晶體管P6的柵極和漏極、第十二電流鏡晶體管P7的柵極、第十三電流鏡晶體管P8的柵極以及第七開關(guān)晶體管Pll的漏極；第十二電流鏡晶體管P7的漏極連接第八開關(guān)晶體管P9的源極；第十三電流鏡晶體管P8的漏極連接第九開關(guān)晶體管PlO的源極；第八開關(guān)晶體管P9的柵極連接GND ;第八開關(guān)晶體管P9的漏極，連接第九開關(guān)晶體管PlO的漏極、第十四電流鏡晶體管N9的漏極和柵極、第十開關(guān)晶體管NlO的漏極以及磁滯比較器3000的第十五電流鏡晶體管NI 1、第十六電流鏡晶體管NI 2、第十七電流鏡晶體管NI 3的柵極。
[0075]該磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路工作原理如下:
[0076]當(dāng)EN = i時(shí)，EN1 = L ENB = 0，第七開關(guān)晶體管Pll關(guān)閉，第十開關(guān)晶體管NlO關(guān)閉，磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路2000處于工作狀態(tài)。
[0077]當(dāng)FB= O時(shí)，第九開關(guān)晶體管PlO開啟，流過第十四電流鏡晶體管N9的電流是第十二電流鏡晶體管P7與第八開關(guān)晶體管P9通路的電流加上第十三電流鏡晶體管P8與第九開關(guān)晶體管PlO通路的電流之和；iFB= I時(shí)，第九開關(guān)晶體管PlO關(guān)閉，流過第十四電流鏡晶體管N9的電流只有第十二電流鏡晶體管P7與第八開關(guān)晶體管P9通路的電流。
[0078]當(dāng)FB = O時(shí)，通過第十四電流鏡晶體管N9的電流:
[0079]Ibias2 — IdS.N9 — !DS.P7+IdS.P8 — ^DS.P6* (SP7+Sp8) /Sp6 — Ids.N8* (SP7+Sp8) /Sp6 — [IDS.N3* (SN8/SN3) ] * (Sp7+Sp8) /Sp6 — [Ids.P4* (SN8/SN3) ] * (Sp7+Sp8) /Sp6 — Ibiasl* (SN8/SN3) * (Sp7+Sp8) /Sp6
(4)
[0080]假設(shè)Sp4 = SP3, SN8 = SN3, Sp6 = Sp7 = Sp8,通過第十四電流鏡晶體管N9的電流:
[0081]Ibias2 = 2Ibiasl = 2*[VT*ln(n)/R0] (5)
[0082]當(dāng)FB = I時(shí)，通過第十四電流鏡晶體管N9的電流:
[0083]Ib ias2 — Ids.N9 —Ids.p7 —Ids.ρθ* (Sp7/SP6) —Ids.ns* (Sp7/SP6) — [Ids.n3* (SN8/SN3) ] * (SP7/Sp6) = [Ids.P4* (SN8/SN3) ] * (Sp7/Sp6) = Ibiasl* (SN8/SN3) * (SP7/SP6) (6)
[0084]假設(shè)Sp4 = SP3, SN8 = SN3, Sp6 = Sp7 = Sp8,通過第十四電流鏡晶體管N9的電流:
[0085]Ib’ias2 = Ibiasl = [VT*ln(n)/R0] (7)
[0086] 具體的磁滯比較器電路如圖5所示，磁滯比較器電路3000，由第七反相器301、第八反相器302、第十五電流鏡晶體管NI 1、第十六電流鏡晶體管N12、第十七電流鏡晶體管N13、第十八電流鏡晶體管P12、第十九電流鏡晶體管P13、第二十電流鏡晶體管P14、第二電阻器R1、第三電阻器R2、第十一開關(guān)晶體管P15、第一比較器303和第二比較器304組成；第七反相器301的輸入端與使能信號(hào)EN連接，其輸出端連接第八反相器302的輸入端，第八反相器302的輸出端ENl連接第十一開關(guān)晶體管P15的柵極；第十五電流鏡晶體管Nll的柵極連接第十六電流鏡晶體管N12、第十七電流鏡晶體管N13的柵極以及磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路2000的第十四電流鏡晶體管N9的漏極和柵極；第十五電流鏡晶體管Nll的漏極連接第十八電流鏡晶體管P12的漏極和柵極、第十九電流鏡晶體管P13的柵極、第二十電流鏡晶體管P14的柵極以及第十一開關(guān)晶體管P15的漏極；第十九電流鏡P13的漏極連接與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器電路5000的第二輸入端hysinl、第二電阻器Rl的第一輸入端以及第一比較器303的正輸入端；第二電阻器Rl的第二輸入端連接第十六電流鏡晶體管N12的漏極以及第二比較器304的負(fù)輸入端；第二十電流鏡晶體管P14的漏極連接與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器電路5000的第三輸入端hysin2、第三電阻器R2的第一輸入端以及第二比較器304的正輸入端；第三電阻器R2的第二輸入端連接第一比較器303的負(fù)輸入端以及第十七電流鏡晶體管N13的漏極；第一比較器303的輸出端hysoutl連接邏輯控制電路4000的第二輸入端；第二比較器304的輸出端hysout2連接邏輯控制電路4000的第三輸入端。
[0087]該磁滯比較器的工作原理如下:
[0088]當(dāng)EN= I時(shí)，ENl = 1，第十一開關(guān)晶體管P15關(guān)閉，磁滯比較器3000處于工作狀態(tài)。
[0089]第一比較器303的正輸入端電壓:
[0090]Vcmpi+ — Vhysinl (8)
[0091]第一比較器303的負(fù)輸入端電壓:
[0092]Vcmp1- — Vhysin2_lDs.ni3*R2 — Vhysin2-1DS> (SN13/SN9) *R2 (9)
[0093]第二比較器304的正輸入端電壓:
[0094]Vcmp2+ — Vhysin2 (10)
[0095]第二比較器304的負(fù)輸入端電壓:
[0096]Vcmp2- — Vhysinl_lDS.N12*R1 — Vhysinl_lDS.N9*(丄丄)
[0097]當(dāng)FB = O 時(shí)，假設(shè) Sp4 = Sp3, SN8 = SN3，Sp6 = Sp7 = Sp8，SN9 = Snu = Sn12 = Sn13，Spi2=Spi3 = Spi4J RO = Rl = R2，由式(5)得到:
[0098]第一比較器303的負(fù)輸入端電壓:
[0099]VCMP1_ = Vhysin2-2Ibiasl*R2 = Vhysin2_2* [VT*ln (n)/R0] *R2 = Vhysin2_2* [VT*ln (η)]
(12)
[0100]第一比較器303的正負(fù)輸入端差值:
[0101]VcMPl+_VcMPl- — \ysinl_\ysin2+2* [VT*ln (η) ] (13)
[0102]第一比較器303的輸出hysoutl翻轉(zhuǎn)發(fā)生在:
[0103]VCMP1+-VCMP1_ = Vhysinl-Vhysin2+2*[VT*ln(n)] = O (14)
[0104]即第一比較器303的比較閾值:
[0105]VCMP1—th = 2*[VT*ln(n)] (15)
[0106]第二比較器304的負(fù)輸入端電壓:
[0107]V.— = Vhysinl-2Ibiasl*Rl = Vh一「2* [VT*ln (n)/R0] *R1 = Vhysinl_2* [VT*ln (η)]
(16)
[0108]第二比較器304的正負(fù)輸入端差值:
[0109]VCMP2+-VCMP2_ — Vhysin2-Vhysinl+25l< [VT*ln (η) ] (17)
[0110]第二比較器304的輸出hysout2翻轉(zhuǎn)發(fā)生在:
[0111]VCMP2+-VCMP2_ — Vhysin2_Vhysinl+2* [Vt* n (n) ] — ? (18)
[0112]即第二比較器304的比較閾值:
[0113]VCMP2_th = 2*[VT*ln(n)] (19)
[0114]當(dāng)FB = I 時(shí)，假設(shè) Sp4 = Sp3, SN8 = SN3, Sp6 = Sp7 = Sp8，SN9 = Snu = Sn12 = Sn13，Spi2=Spi3= Spi4J RO = Rl = R2，由式(7)得到:
[0115]第一比較器303的負(fù)輸入端電壓:
[0116]VCMP1_ = Vhysin2_Ibiasl*R2 = Vhysin2- [VT*ln (n) /R0] *R2 = Vhysin2- [VT*ln (n) ] (20)
[0117]第一比較器303的正負(fù)輸入端差值:
[0118]VcMPl+_VcMPl- — \ysinl_\ysin2+ [VT*ln (η) ] (21)
[0119]第一比較器303的輸出hysoutl翻轉(zhuǎn)發(fā)生在:
[0120]VCMP1+-VCMP1_ — Vhysinl-Vhysin2+ [VT*ln (η) ] —O (22)
[0121]即第一比較器303的比較閾值:
[0122]VcjIipith= [VT* I n (n)] (23)
[0123]第二比較器304的負(fù)輸入端電壓:
[0124]VCMP2_ = Vhysinl-1biasl*Rl = Vhysinl- [VT*ln (n) /R0] *R1 = Vhysinl-[VT*ln (n) ] (24)
[0125]第二比較器304的正負(fù)輸入端差值:
[0126]VCMP2+-VCMP2_ — Vhysin2-Vhysinl+ [VT*ln (η) ] (25)
[0127]第二比較器304的輸出hysout2翻轉(zhuǎn)發(fā)生在:
[0128]VCMP2+-VCMP2_ — Vhysin2-Vhysinl+ [VT*ln (η) ] —O (26)
[0129]即第二比較器304的比較閾值:
[0130]VcjIip2th= [VT* I n (n)] (27)
[0131]當(dāng)磁場(chǎng)傳感器電路10000初始狀態(tài)處在無(wú)磁場(chǎng)狀態(tài)，Vhysinl = Vhysin2且FB = 0，
[0132]因此初始狀態(tài):
[0133]對(duì)于第一比較器303，VCMP1+>VCMP1_, Vhysoutl = 1，Vc贈(zèng)—th = 2 卿 In (η)]；
[0134]對(duì)于第二比較器 304，VCMP2+>VCMP2_, Vhysout2 = I，VCMP2_th = 2* [VT*ln (η)]；
[0135]當(dāng)磁場(chǎng)傳感器電路10000處在S極磁場(chǎng)且磁場(chǎng)強(qiáng)度B不斷增大，霍爾盤電路5002輸出的霍爾電壓Vm不斷減小Vh2不斷增大，運(yùn)放AMP電路5003的輸出Vai不斷減小Va2不斷增大，失調(diào)消除Offset Cancelling電路5004的輸出Vhysinl不斷減小Vhysin2不斷增大。
[0136]當(dāng)B = Btffs 時(shí)，
[0137]第一比較器303的正負(fù)輸入端差值減小到等于零，
[0138]VCMP1+-VCMP1_ — Vhysinl-Vhysin2+25l< [VT*ln (η) ] —O
[0139]即Vhysin2-Vhysinl = 2*[VT*ln(n)] = Ncwi th
[0140]Vhysoutl = 0
[0141]第二比較器304的正負(fù)輸入端差值始終在增大，
[0142]VCMP2+-VCMP2_ — Vhysin2-Vhysinl+2* [VT*ln (η) ] >0
[0143]Vhysout2 = I
[0144]當(dāng)磁場(chǎng)傳感器電路10000處在N極磁場(chǎng)且磁場(chǎng)強(qiáng)度B不斷增大，霍爾盤電路5002輸出的霍爾電壓Vm不斷增大Vh2不斷減小，運(yùn)放AMP電路5003的輸出Vai不斷增大Va2不斷減小，失調(diào)消除Offset Cancelling電路5004的輸出Vhysinl不斷增大Vhysin2不斷減小。
[0145]當(dāng)B = Bopn 時(shí)，
[0146]第一比較器303的正負(fù)輸入端差值始終在增大，
[0147]VCMP1+-VCMP1_ — Vhysinl-Vhysin2+2* [VT*ln (η) ] >0
[0148]Vhysoutl = I[0149]第二比較器304的正負(fù)輸入端差值減小到等于零，
[0150]VCMP2+-VCMP2_ — Vhysin2-Vhysinl+25l< [VT*ln (η) ] —O[0151 ]即 Vhysinl-Vhysin2 = 2* [VT*ln (η) ] = Ncw2 th
[0152]Vhysout2 = 0
[0153]具體的邏輯控制電路如圖6所示，邏輯控制電路4000，由第九反相器401、第十反相器402、第十一反相器403、第十二反相器406、第十三反相器407、第十四反相器409、第一或非門404、第二或非門405、第一與非門408和第一邊沿觸發(fā)器410組成；第九反相器401的輸入端與使能信號(hào)EN連接，其輸出端LOCK連接第十反相器402的輸入端、第一邊沿觸發(fā)器410的第二輸入端CK,第十反相器402的輸出端連接第^ 反相器403的輸入端,第^反相器403的輸出端ENB連接第一或非門404的第二輸入端、第二或非門405的第二輸入端；第一或非門404的第一輸入端連接磁滯比較器3000第一比較器303的輸出端hysoutl ；第二或非門405的第一輸入端連接磁滯比較器3000第二比較器304的輸出端hysout2 ;第一或非門404的輸出端連接第十二反相器406的輸入端；第二或非門405的輸出端連接第十三反相器407的輸入端；第十二反相器406的輸出端連接第一與非門408的第一輸入端；第十三反相器407的輸出端連接第一與非門408的第二輸入端；第一與非門408的輸出端連接第十四反相器409的輸入端；第十四反相器409的輸出端連接第一邊沿觸發(fā)器410的第一輸入端D ;第一邊沿觸發(fā)器410的第一輸出端OUT是與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器電路5000的輸出0UT，第二輸出端FB連接磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路2000的反饋第三輸入端。
[0154]該邏輯控制電路的工作原理如下:
[0155]當(dāng)EN = I, ENB = O,第一邊沿觸發(fā)器 410 輸入端 D = hysoutl&hysout2。
[0156]當(dāng)磁場(chǎng)傳感器電路10000處于零磁場(chǎng)或者磁場(chǎng)強(qiáng)度Bm^IKBops的磁場(chǎng)中，磁滯比較器5000的第一輸出端hyoustl = I,第二輸出端hysout2 = I,第一邊沿觸發(fā)器410的輸入端 D = hysoutl&hysout2 = I,當(dāng) LOCK 上升沿時(shí)，OUT = D= I, FB = O。
[0157]當(dāng)磁場(chǎng)傳感器電路10000處于磁場(chǎng)強(qiáng)度|Β|>|Β<^|的S極磁場(chǎng)中，與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器5000的第一輸出端hyoustl = O、第二輸出端hysout2 =I，第一邊沿觸發(fā)器410的輸入端D = hysoutl&hysout2 = O,當(dāng)LOCK上升沿時(shí),OUT = D =
O,FB = I。
[0158]當(dāng)磁場(chǎng)傳感器電路10000處于磁場(chǎng)強(qiáng)度IBblBmJ的N極磁場(chǎng)中，與電源電壓及電阻阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器5000的第一輸出端hysoutl = 1、第二輸出端hysout2 =
O,第一邊沿觸發(fā)器410的輸入端D = hysoutl&hysout2 = O,當(dāng)LOCK上升沿時(shí),OUT = D =
O,FB = I。
[0159]因此，只要hysoutl = O 或 hysout2 = O,當(dāng) LOCK 上升沿時(shí)，OUT = O, FB = I。而當(dāng)FB = O變成FB = I時(shí)，
[0160]磁滯比較器3000第一比較器303的比較閾值:
[0161 ]由 Ncwi th = 2* [VT*ln (η)]變成 Vc'贈(zèng)―th = [VT*ln (η)]
[0162]磁滯比較器3000第二比較器304的比較閾值:
[0163]由Ncw2 th = 2* [VT*ln (η)]變成 Vc' ^th = [VT*ln (η)]
[0164]當(dāng)磁滯比較器3000第一比較器303、第二比較器304的比較閾值變小時(shí)，比較器的翻轉(zhuǎn)點(diǎn)將發(fā)生變化。此時(shí)若磁場(chǎng)強(qiáng)度B開始減小，
[0165]當(dāng)s極磁場(chǎng)強(qiáng)度Ib = IbopsI，對(duì)于第一比較器303，即使
[0166]Vhysin2-Vhysinl = 2*[VT*ln(n)] = VCMPl th, hysoutl 也不會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn),保持 hysoutl =O ；
[0167]或當(dāng)N極磁場(chǎng)強(qiáng)度IB = IbqpnI,對(duì)于第二比較器304，即使
[0168]Vhysinl-Vhysin2 = 2*[VT*ln(n)] = VCMP2 th, hysout2 也不會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn),保持 hysout2 =
O；
[0169]只有磁場(chǎng)強(qiáng)度B繼續(xù)減小，
[0170]當(dāng)S極磁場(chǎng)強(qiáng)度B = BKPS|〈|BQPS|，對(duì)于第一比較器303，
[0171]Vhysin2-Vhysinl = [VT*ln(n)] = Vc' MPl th, hysoutl 才會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，由 hysoutl = O 變成 hysoutl = I ；
[0172]或當(dāng)N極磁場(chǎng)強(qiáng)度IB I = I Bkpn I < I Bqpn |，對(duì)于第二比較器304，
[0173]Vhysinl-Vhysin2 = [VT*ln(n)] = Vc' MP2 th, hysout2 才會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，由 hysout2 = O 變成 hysout2 = I ；
[0174]因?yàn)楸容^器翻轉(zhuǎn)點(diǎn)的變化，所以出現(xiàn)磁滯功能。
[0175]與電源電壓及阻值無(wú)關(guān)的雙向磁滯比較器輸入輸出波形如圖7所示。
[0176]帶有本發(fā)明的磁場(chǎng)傳感器電路輸入輸出波形如圖8所示。
[0177]雖然本發(fā)明以較佳實(shí)施例揭露如上，然而其并不應(yīng)限定本發(fā)明，任何熟悉此領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許改動(dòng)與替換。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙向磁滯比較器電路，其特征在于:由偏置產(chǎn)生電路、磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路、磁滯比較器及邏輯控制電路依照電性信號(hào)連接組成；所述偏置產(chǎn)生電路具有一使能信號(hào)輸入端，其第一輸出端與磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路、磁滯比較器連接，為磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路、磁滯比較器提供偏置電流；所述磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第一輸入端與所述的使能信號(hào)輸入端連接，第二輸入端連接偏置產(chǎn)生電路的第一輸出端，第三輸入端連接磁滯比較器及邏輯控制電路的第一輸出端，磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第一輸出端與磁滯比較器連接，磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路根據(jù)邏輯控制電路的第一輸出端產(chǎn)生控制信號(hào)調(diào)節(jié)磁滯比較器的比較閾值；所述磁滯比較器的第一輸入端與所述的使能信號(hào)輸入端連接，第二輸入端連接偏置產(chǎn)生電路的第一輸出端，第三輸入端連接磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第一輸出端，磁滯比較器的正輸入端、負(fù)輸入端是一對(duì)差分比較電壓，磁滯比較器根據(jù)磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第一輸出端，調(diào)整磁滯比較器的比較閾值，產(chǎn)生兩個(gè)輸出信號(hào)，磁滯比較器的比較閾值不同，會(huì)產(chǎn)生磁滯效果，磁滯比較器的第一、第二輸出端與邏輯控制電路連接；所述邏輯控制電路的第一輸入端與所述的使能信號(hào)輸入端連接，第二輸入端連接磁滯比較器的第一輸出端，第三輸入端連接磁滯比較器的第二輸出端，邏輯控制電路的第一輸出端，與磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第三輸入端連接，第二輸出端是所述雙向磁滯比較器電路的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向磁滯比較器電路，其特征在于:所述偏置電路由啟動(dòng)脫離電路、與電源電壓無(wú)關(guān)的偏置、第一反相器、第二反相器、第三反相器、第一開關(guān)晶體管、第二開關(guān)晶體管、第三開關(guān)晶體管、第四開關(guān)晶體管、第五開關(guān)晶體管和第六開關(guān)晶體管組成；所述的第一反相器輸入端與所述使能信號(hào)輸入端連接，其輸出端連接第二反相器的輸入端，第二反相器的輸出端連接第三反相器的輸入端和第一開關(guān)晶體管的柵極，第三反相器的輸出端連接啟動(dòng)脫離電路、第二開關(guān)晶體管的柵極、第三開關(guān)晶體管的柵極、第四開關(guān)晶體管的柵極以及第六開關(guān)晶體管的柵極；所述的啟動(dòng)脫離電路由第一限流晶體管、第一電流鏡晶體管、第二電流鏡晶體管、第三電流鏡晶體管、第五開關(guān)晶體管、第一充放電電容和第二充放電電容組成；所述的與電源電壓無(wú)關(guān)的偏置電路由第四電流鏡晶體管、第五電流鏡晶體管、第六電流鏡晶體管、第七電流鏡晶體管、第八電流鏡晶體管、第一限流電阻和第九電流鏡晶體管組成；所述第三反相器的輸出端與第一限流晶體管的柵極、第二開關(guān)晶體管的柵極、第三開關(guān)晶體管的柵極、第四開關(guān)晶體管的柵極以及第六開關(guān)晶體管的柵極連接；所述第一限流晶體管的漏極連接第一電流鏡晶體管的漏極、第五開關(guān)晶體管的柵極、第三開關(guān)晶體管的漏極以及第二充放電電容的上極板；所述第一電流鏡晶體管的柵極連接第二開關(guān)晶體管的漏極、第一充放電電容的上極板、第二電流鏡晶體管的柵極和漏極、第三電流鏡晶體管的漏極；所述第三電流鏡晶體管的柵極與第四電流鏡晶體管的柵極、第五電流鏡晶體管的柵極和漏極、第一開關(guān)晶體管的漏極、第五開關(guān)晶體管的漏極、第八電流鏡晶體管的集電極以及第六電流鏡晶體管的柵極連接；所述第四電流鏡晶體管的漏極與第七電流鏡晶體管的集電極和基極、第四開關(guān)晶體管的漏極以及第八電流鏡晶體管的基極連接；所述第八電流鏡晶體管的發(fā)射極與第一限流電阻的第一輸入端連接；所述第六電流鏡晶體管的漏極與第九電流鏡晶體管的漏極和柵極連接；所述第一限流晶體管的源極、第三電流鏡晶體管的源極、第四電流鏡晶體管的源極、第五電流鏡晶體管的源極、第六電流鏡晶體管的源極以及第 一開關(guān)晶體管的源極連接電源VDD;所述第一電流鏡晶體管的源極、第二開關(guān)晶體管的源極、第一充放電電容的下極板、第二電流鏡晶體管的源極、第三開關(guān)晶體管的源極、第二充放電電容的下極板、第五開關(guān)晶體管的源極、第七電流鏡晶體管的發(fā)射極、第四開關(guān)晶體管的源極、第一限流電阻的第二輸入端、第九電流鏡晶體管的源極以及第六開關(guān)晶體管的源極連接GND。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙向磁滯比較器電路，其特征在于:所述的第一電流鏡晶體管與第二電流鏡晶體管相互匹配；所述的第三電流鏡晶體管與第四電流鏡晶體管、第五電流鏡晶體管、第六電流鏡晶體管相互匹配；所述的第七電流鏡晶體管與第八電流鏡晶體管相互匹配；所述的第九電流鏡晶體管與所述的磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第十電流鏡晶體管相互匹配；所述的第一電阻器與所述的磁滯比較器的第二電阻器、第三電阻器相互匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向磁滯比較器電路，其特征在于:所述磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路由第四反相器、第五反相器、第六反相器、第十電流鏡晶體管、第十一電流鏡晶體管、第十二電流鏡晶體管、第十三電流鏡晶體管、第十四電流鏡晶體管、第七開關(guān)晶體管、第八開關(guān)晶體管、第九開關(guān)晶體管和第十開關(guān)晶體管組成；所述的第四反相器的輸入端與所述使能信號(hào)輸入端連接，其輸出端連接第五反相器的輸入端，第五反相器的輸出端連接第六反相器的輸入端、第七開關(guān)晶體管的柵極，第六反相器的輸出端連接第十開關(guān)晶體管的柵極；所述的第十電流鏡晶體管的柵極連接所述的偏置產(chǎn)生電路的第九電流鏡晶體管的柵極和漏極；所述的第十電流鏡晶體管的漏極連接第十一電流鏡晶體管的柵極和漏極、第十二電流鏡晶體管的柵極、第十三電流鏡晶體管的柵極以及第七開關(guān)晶體管的漏極；所述的第十二電流鏡晶體管的漏極連接第八開關(guān)晶體管的源極；所述的第十三電流鏡晶體管的漏極連接第九開關(guān)晶體管的源極；所述的第八開關(guān)晶體管的柵極連接GND ;所述的第八開關(guān)晶體管的漏極連接第九開關(guān)晶體管的漏極、第十四電流鏡晶體管的漏極和柵極、第十開關(guān)晶體管的漏極以及所述的磁滯比較器的第十五、第十六、第十七電流鏡晶體管的柵極；所述的第十一電流鏡晶體管的源極、第十二電流鏡晶體管的源極、第十三電流鏡晶體管的源極以及第七開關(guān)晶體管的源極連接電源VDD;所述的第十電流鏡晶體管的源極、第十四電流鏡晶體管的源極以及第十開關(guān)晶體管的源極連接GND。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙向磁滯比較器電路，其特征在于:所述的磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第十一電流鏡晶體管、第十二電流鏡晶體管、第十三電流鏡晶體管相互匹配；所述的磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第十四電流鏡晶體管與所述的磁滯比較器的第十五、第十六、第十七電流鏡晶體管相互匹配。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向磁滯比較器電路，其特征在于:所述磁滯比較器由第七反相器、第八反相器、第十五電流鏡晶體管、第十六電流鏡晶體管、第十七電流鏡晶體管、第十八電流鏡晶體管、第十九電流鏡晶體管、第二十電流鏡晶體管、第二電阻器、第三電阻器、第十一開關(guān)晶體管、第一比較器和第二比較器組成；所述的第七反相器的輸入端與所述使能信號(hào)輸入端連接，其輸出端連接第八反相器的輸入端，第八反相器的輸出端連接第十一開關(guān)晶體管的柵極；所述的第十五電流鏡晶體管的柵極連接第十六電流鏡晶體管、第十七電流鏡晶體管的柵極以及所述的磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第十四電流鏡晶體管的漏極和柵極；所述的第十五電流鏡晶體管的漏極連接第十八電流鏡晶體管的漏極和柵極、第十九電流鏡晶體管的柵極、第二十電流鏡晶體管的柵極以及第十一開關(guān)晶體管的漏極；所述的第十九電流鏡的漏極連 接所述的雙向磁滯比較器電路的第二輸入端、第二電阻器的第一輸入端以及第一比較器的正輸入端；所述的第二電阻器的第二輸入端連接第十六電流鏡晶體管的漏極以及第二比較器的負(fù)輸入端；所述的第二十電流鏡晶體管的漏極連接所述的雙向磁滯比較器電路的第三輸入端、第三電阻器的第一輸入端以及第二比較器的正輸入端；所述的第三電阻器的第二輸入端連接第一比較器的負(fù)輸入端以及第十七電流鏡晶體管的漏極；所述的第一比較器的輸出端連接所述的邏輯控制電路的第二輸入端；所述的第二比較器的輸出端連接邏輯控制電路的第三輸入端；所述的第十八電流鏡晶體管的源極、第十一開關(guān)晶體管的源極、第十九電流鏡晶體管的源極以及第二十電流鏡晶體管的源極連接電源VDD ；所述的第十五電流鏡晶體管的源極、第十六電流鏡晶體管的源極以及第十七電流鏡晶體管的源極連接GND。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙向磁滯比較器電路，其特征在于:所述的第十五電流鏡晶體管與第十六電流鏡晶體管、第十七電流鏡晶體管、所述的磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的第十四電流鏡晶體管相互匹配；所述的第十八電流鏡晶體管與第十九電流鏡晶體管、第二十電流鏡晶體管相互匹配；所述的第二電阻器與第三電阻器、所述的磁滯產(chǎn)生電路的第一電阻器相互匹配；所述的第一比較器與第二比較器相互匹配。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向磁滯比較器電路，其特征在于:所述邏輯控制電路由第九反相器、第十反相器、第十一反相器、第十二反相器、第十三反相器、第十四反相器、第一或非門、第二或非門、第一與非門和第一邊沿觸發(fā)器組成；所述的第九反相器的輸入端與所述使能信號(hào)輸入端連接，其輸出端連接第十反相器的輸入端、第一邊沿觸發(fā)器的第二輸入端，第十反相器的輸出端連接第十一反相器的輸入端，第十一反相器的輸出端連接第一或非門的第二輸入端、第二或非門的第二輸入端；所述的第一或非門的第一輸入端連接所述的磁滯比較器第一比較器的輸出端；所述的第二或非門的第一輸入端連接所述的磁滯比較器第二比較器的輸出端；所述的第一或非門的輸出端連接第十二反相器的輸入端；所述的第二或非門的輸出端連接第十三反相器的輸入端；所述的第十二反相器的輸出端連接第一與非門的第一輸入端；所述的第十三反相器的輸出端連接第一與非門的第二輸入端；所述的第一與非門的輸出端連接第十四反相器的輸入端；所述的第十四反相器的輸出端連接第一邊沿觸發(fā)器的第一輸入端；所述的第一邊沿觸發(fā)器的第一輸出端是所述的雙向磁滯比較器電路的輸出，第二輸出端連接所述的磁滯反饋及調(diào)節(jié)電路的反饋第三輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙向磁滯比較器電路，其特征在于:所述的第一或非門的第一輸入端連接所述磁滯比較器第一比較器的輸出端；所述的第二或非門的第一輸入端連接所述磁滯比較器的第二比較器的輸出端。
10.一種應(yīng)用權(quán)利I所述的雙向磁滯比較器電路的磁場(chǎng)傳感器電路，包括開關(guān)電路、霍爾盤電路、放大器電路、失調(diào)消除電路、所述的雙向磁滯比較器電路、邏輯電路和驅(qū)動(dòng)管，其特征在于:所述的開關(guān)電路連接霍爾盤電路、放大器電路、失調(diào)消除電路、所述的雙向磁滯比較器電路以及邏輯電路，以產(chǎn)生使能信號(hào)，啟動(dòng)所連接模塊電路；所述的霍爾盤電路輸出端連接放大器電路的輸入端，霍爾盤電路建立的霍爾電壓輸入放大器電路進(jìn)行放大；所述的放大器電路輸出端連接失調(diào)消除電路的輸入端，放大后的霍爾電壓進(jìn)入失調(diào)消除電路進(jìn)行失調(diào)消除；所述的失調(diào)消除電路的輸出端連接所述的雙向磁滯比較器電路，所述的雙向磁滯比較器根據(jù)輸入信號(hào)輸出比較結(jié)果；所述的雙向磁滯比較器電路的輸出端連接邏輯電路，邏輯電路根據(jù)所述的雙向磁滯比較器電路的輸出結(jié)果控制驅(qū)動(dòng)管；所述的第一驅(qū)動(dòng)管、第二驅(qū)動(dòng)管構(gòu)成第十六反相器，邏輯電路的輸出端連接第十六反相器的輸入端，第十六反相器的輸出 端輸出整個(gè)磁場(chǎng)傳感器電路的檢測(cè)結(jié)果。
【文檔編號(hào)】H03K5/22GK103995241SQ201410246569
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】楊瑞聰, 姜帆, 高耿輝, 高偉鈞 申請(qǐng)人:廈門元順微電子技術(shù)有限公司, 大連連順電子有限公司, 友順科技股份有限公司