一种内置比较器的制造方法
【专利摘要】一种内置比较器，在其输入端子上提供一个预设的参考电势。因此，在这种情况下，只有一个输入被驱动，另一个输入被一个接近于参考所偏置。在该电路的应用中，不需要为参考电势提供一个额外的封装引脚。
【专利说明】—种内置比较器
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一个比较器电路，其参考电势是在其内部或者嵌入。
【背景技术】
[0002]该比较器主要用于开关电压稳压器中，但是也可以用于需要差分输入端子对的装置中，输入参考被用于电压比较函数。在开关稳压器中，每个端子都有特定的电路功能。例如，必须要有电源和接地端子，以及定时电容端子。控制(或者输出)元件需要发射极，集电极和电流显示端子。因此，占用了六个端子。如果比较功能是由反相和同相端子所提供的，需要八个端子。如果该装置被放置在一个八引脚IC封装中，将没有装置提供给独立的参考电势端子。使得开关稳压器转换成一个通用的装置是可取的，能够使其在升压，降压和升降压的模式下工作，能够将其放置在一个经济封装中。这就是大家熟知的八引脚双列封装。由于升降压的模式产生一个反向极性输出，比较器必须能够接收标准的反向输入。这意味着，可以没有参考端子。在一些商用的稳压器中，比较器只有一个输入端子。这些装置工作在升降压的模式下的时候，必须增加一个单位增益反相器的IC形式，耦合在电路中。
【发明内容】
[0003]本发明的第一个目的是将参考电势包含在比较器电路的输入电势中，当没有输入电流的时候，也能使得输入在参考电压下工作。
[0004]本发明的第二个目的是构建一个比较器电路，其信号输入端子由参考电势提供，以使得该电路在封装的时候，不需要参考端子。
[0005]本发明的技术解决方案是:
这些和其他的一些目的可以通过在一个传统的差分比较器电路上添加一个偏置电路而得到的。每个信号输入端子是由电流源和电流槽提供的。一对(电流源或者电流槽)被控制，以提供一个预设偏置电压水平。这个控制可以使用一个控制运算放大器而实现，其有一个输入耦合在一个参考电势源上。另一个输入对等耦合在信号输入端子上，以响应共模电压。该运算放大器的输出被用于驱动电流源或者电流槽，以使得共模电势等于理想的参考电势。结果是，内部产生的参考电压被用于信号输入端子上，从而消除了参考电压引脚的需要。无论哪个引脚被驱动，另一个输入被迫达到一个水平，即，共模电势为参考电势。
[0006]对比专利文献:CN200997136Y内置比较器的微控制器结构200620047704.5。
[0007]【专利附图】
【附图说明】:
图1所示的是本发明的偏置元件原理图和框图的组合。
[0008]图2所示的是适合本发明电路的IC形式的示意图。
[0009]图3，4，5和6所示的是图1和2的输入电路的另一个实施例。
[0010]图7所示的是本发明可替代实施例的另一个完整的原理图。
[0011]【具体实施方式】:在图1所示的电路中，电源?连接在+端子10和-(或者接地点)端子11之间。电
路所示的主要是应用在传统硅PN结与单片集成IC隔离的形式。然而，可以理解的是，本发明可以应用于离散的或者其他形式的电路结构中。
[0012]电路的核心在于比较器12,其有一个输出端子13和差分输入端子14和15。相应的电流槽对16和17，分别连接在输入端子14和15及接地点之间。对应的NPN晶体管18
和19分别控制电流源，其耦合在+ 及端子14和15之间。电阻20和21相对应，分别从
vCC
端子14和15耦合到控制运算放大器22的反相输入端。其正相输入端在端子23上耦合在
? 。由于电阻20和21相对应，平均输入或者端子14和15的共模电压，应用在反相输入vREF
端上。控制运算放大器22将使得晶体管18和19导通，以使得共模电压等于? 。实际
vREF
上，电流槽16和17将拉低端子14和15，相反，晶体管18和19将拉高它们。当电流源和电
流槽对于导通，达到的条件。可以看出，比较器12将响应差分输入，以在端子13上产
vREF
生一个输出。
[0013]图2所示的是实现图1中功能的一种方法的示意图。其中使用了相同标号的元件相同。
[0014]比较器12是由差分耦合的晶体管25和26组成，其尾电流由电流槽27决定。负载晶体管28和29形成一个电流镜，为晶体管30提供一个单端驱动，其被当作一个共射极放大器，电流槽31作为其负载。使用这个装置，端子14为反相输入端，端子15为同相输入端。
[0015]控制运算放大器22由差分耦合的晶体管33和34组成，其尾电流由电流槽35提供。晶体管36和37的工作被当作一个电流镜负载，在结点38处提供一个单端输出，结点38直接耦合到晶体管18和19的基极上。在这个装置中，晶体管33是反相输入，其耦合在
电阻20和21之间的结点上。电阻39将同相输入晶体管34耦合到端子23上。控制
vREF运算放大器22将工作在其线性区，使得输入端子14和15达到的水平。 的值是
vREFvREF
适用电路中电压稳压器的电阻计算器的简化形式。在工作中，如果端子15的电压高于端子14，输出端子13将变高。如果端子15的电压低于端子14，输出端子13将变低。
[0016]图3所示的是电流源部分电路的另一个实施例的示意图。晶体管18和19被一个信号晶体管40和对应的电阻对41和42所代替。晶体管40提供全部的电流，电阻41和42将这个电流分离，使其进入需要的两个部分。实际上，在某些应用中，当使用外部电源时，电阻41和42上将有一个很大的电压降。因此，图1和2所示的电路是首选的。
[0017]图4示出了另一个实施例，图1和2中的电流槽被NPN晶体管43和44所代替。在
这种情况下，恒定电流源18'和19'是固定的。因为晶体管43和44将引入一个反馈相位，
使得电阻20和21之间的结点反向，其耦合在控制运算放大器22的同相输入端。
[0018]在图5中，是另一个实施例，PNP晶体管45和46被当作控制电流槽。由于电流槽反馈中没有反向，电阻20和21之间的结点耦合在控制运算放大器22的反相输入端。
[0019]图6显示的是电流槽控制图3电路的实施例。图中，控制运算放大器22驱动NPN晶体管46的基极。其电流被分为两个路径，以适应电阻47和48，其耦合在比较器的输入端子上。
[0020]图7代替图2的另一个完整的示意图。在这个图中，有两个区别之处。图2中的晶体管17和18被相应的PNP晶体管49和50所代替。控制运算放大器22被电流镜负载
晶体管36qQ37,的反向而改进。输出结点38,的位置，使得晶体管34为反相输入，晶体管
33为同相输入。因此，控制运算放大器22的反向将由晶体管49和50的反向引入。这个电流比图2的电路更容易被晶体管14和15驱动。在图2中，从输入端子看晶体管18和19的发射极，被当作一个低输入阻抗。在图7中，从输入端子来看，是一个高阻抗电路结点。
[0021]本发明已经被描述，也描述了一些可供选择的实施方案。当一个熟悉技术的人阅读上面的描述，本发明的精神和目的以及可代替元件将是显而易见的。例如，当显示一个双极型晶体管时，可以采用MOS或者CMOS电路。因此，本发明只受权利要求的限制。
【权利要求】
1.一种内置比较器，其特征是:一个比较器电路有一对差分信号输入端子，一个单端输出和一个输入偏置电路,其中，输入偏置电路包括:电流槽的端子稱合在信号输入端子上；电流源端子耦合在信号输入端子上；在信号输入端子上响应于共模电势的装置，以控制电流槽和电流源中的一个，在信号输入端子上产生一个参考偏置。
2.根据权利要求1所述的一种内置比较器，其特征是:比较电路的控制端子包括:一个控制运算放大器有一个第一输入耦合在一个参考电势上，一个第二输入对等的耦合在差分信号输入端子对上，一个输出被I禹合，以控制电流槽和电流源其中一个的传导电流。
3.根据权利要求2所述的一种内置比较器，其特征是:电流源装置包括一对晶体管，它们的控制传导路径耦合在一起，为信号输入端子提供电流，它们的控制电极耦合在控制运算放大器的输出上；电流槽装置包括一对晶体管，它们的控制传导路径耦合在来自信号输入端子的吸收电流上，它们的控制电极耦合在控制运算放大器的输出上；电流源装置包括一对PNP晶体管，它们的集电极耦合在差分信号输入端子对上，它们的基极耦合在控制运算放大器的输出上。
4.根据权利要求2所述的一种内置比较器，其特征是:电流源装置包括一个信号PNP晶体管，它们的发射极耦合在与其相应的电阻上，发射极对等的耦合在差分信号输入端子对上，它们的基极耦合在控制运算放大器的输出端子上。
5.根据权利要求2所述的一种内置比较器，其特征是:电流源装置包括一对NPN晶体管，它们的集电极耦合在差分信号输入端子对上，它们的基极耦合在控制运算放大器的输出端子上。
6.根据权利要求2所述的一种内置比较器，其特征是:电流槽装置包括:一对NPN晶体管，它们的集电极耦合在差分信号输入端子对上，它们的基极耦合在控制运算放大器的输出端子上。
7.根据权利要求2所述的一种内置比较器，其特征是:电流槽装置包括:一对PNP晶体管，它们的发射极耦合在差分信号输入端子对上，它们的基极耦合在控制运算放大器的输出端子上。
8.根据权利要求2所述的一种内置比较器，其特征是:电流槽装置包括:一个信号NPN晶体管，其集电极通过相应的电阻，对等的耦合在差分信号输入端子对上，其基极耦合在控制运算放大器输出上。
【文档编号】G05F1/56GK103513691SQ201310503475
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】不公告发明人 申请人:苏州贝克微电子有限公司