一种应用于以太网设备供电接口的基准源电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及以太网设备供电接口电路的设计，尤其涉及的是，一种应用于以太网设备供电接口的基准源电路的设计。
【背景技术】
[0002]基准源作为电子电路的重要组成部分，其主要用于产生独立于温度变化的参考电压和参考电流。在以太网设备供电接口电路中，供电接口的检测分级、直流变换等过程，都需要一个独立于温度的高精度基准源作为判断依据，以保证设备准确的控制及正常的工作。带隙基准源以晶体三极管为基础，通过正比例温度电压与反比例温度电压的比较，产生一个不受温度影响的基准电压，表现出良好的稳定性。带隙基准源有多种经典模型，本发明以brokaw基准源模型为基础，以IEEE802.3af标准为设计依据，设计了一种适用于以太网设备供电接口的基准源电路。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于以太网设备供电接口的基准源电路。
[0004]本发明的技术方案如下:应用于以太网设备供电接口的基准源电路包括四个部分，其分别为基准电流电路、基准电压电路和正比例温度电流电路。其中预稳定电压分别输入到基准电流电路、基准电压电路和正比例温度电流电路。正比例温度电流电路输出正比例温度电流到基准电压电路。基准电压电路输出基准电压供相关模块使用，并输出基准电压到基准电流电路。基准电流电路输出基准电流供相关模块使用。
[0005]应用于以太网设备供电接口的基准源电路中，正比例温度电流电路具有良好的正比例温度特性，能够输出正比例于温度变化的电流，并作为偏置电流供基准电压电路使用。其包括1至4号晶体三极管、1至2号M0S管、1号电阻、正比例温度电流输出端。其中1号晶体三极管的基极连接2号晶体三极管的基极，1号晶体三极管的发射极连接3号晶体三极管的集电极。2号晶体三极管的集电极连接2号M0S管的漏极，2号晶体三极管发射极连接4号晶体三极管的集电极。3号晶体三极管的基极连接2号晶体三极管的发射极，3号晶体三极管的发射极连接1号电阻的上端。4号晶体三极管的基极连接1号晶体三极管的发射极，4号晶体三极管的发射极连地。1号M0S管的栅极连接2号M0S管的栅极，1号M0S管的源极连接预稳定电压输入。2号M0S管的栅极连接正比例温度电流输出端，2号M0S管的源极连接预稳定电压输入。
[0006]正比例温度电流电路输出的正比例温度电流值可由下式确定:
[0007]Ip = 2kT.Ln4/Rl
[0008]公式中Ip为正比例温度电流值，k为波尔兹曼常数，T为开尔文温度，Ln4为1号晶体三极管与2号晶体三极管尺寸比例的自然对数值，R1为1号电阻值。
[0009]应用于以太网设备供电接口的基准源电路中，基准电压电路输出独立于温度变化的基准电压供相关模块使用，其包括5至9号晶体三极管、3至4号MOS管、2至6号电阻、1号电容、正比例温度电流输入端、基准电压输出端。其中5号晶体三极管的基极连接6号晶体三极管的基极，5号晶体三极管的集电极连接7号晶体三极管的集电极。6号晶体三级管发射极连接3号MOS管的漏极，6号晶体三极管的集电极连接8号晶体三极管的集电极。7号晶体三极管的基极连接2号电阻的左端，7号晶体三极管的发射极连接4号电阻的上端。8号晶体三极管的基极连接2号电阻的右端，8号晶体三极管的发射极连接3号电阻的上端。9号晶体三极管的基极连接7号晶体三极管的集电极，9号晶体三极管的发射极连接4号MOS管的栅极。3号MOS管的漏极连接6号晶体三极管的发射极，3号MOS管的栅极连接正比例温度电流输入端的。4号MOS管的栅极连接5号晶体三极管的发射极，4号MOS管的源极连接基准电压输出端。5号电阻的上端连接4号MOS管的源极，5号电阻的下端连接3号晶体三极管的基极。6号电阻的上端连接5号电阻的下端，6号电阻的下端连地。
[0010]基准电压电路输出的基准电压值可由下式确定:
[0011]Vr = (Vg+ (Vbe 一 Vg).T/Tr+2kT.R4/q.R3) X (R5+R6) /R6
[0012]公式中Vr为基准电压值，Vg为零开尔文温度时硅的带隙电压，T为开尔文温度，Tr为参考开尔文温度，Vbe为9号晶体三极管在Tr下的基极与发射极间电压，k为波尔兹曼常数，LnN为5号晶体三极管与6号晶体三极管尺寸比例系数的自然对数值，q为电荷常数，R3为3号电阻值，R4为4号电阻值，R5为5号电阻值，R6为6号电阻值。
[0013]应用于以太网设备供电接口的基准源电路中，基准电流电路输出独立于温度变化的基准电流供相关模块使用，其包括5至13号M0S管、7号电阻、基准电压输入端、基准电流输出端。其中5号M0S管的栅极与源极连接基准电压输入端，5号M0S管的漏极连接9号M0S管的漏极。6号M0S管的栅极连接7号M0S管的栅极，6号M0S管的漏极连接8号M0S管的漏极。7号M0S管的源极连接预稳定电压输入端，7号M0S管的漏极连接9号M0S管的漏极。8号M0S管的栅极连接9号M0S管的栅极，8号M0S管的源极连接7号电阻的上端。9号M0S管的栅极连接7号M0S管的漏极，9号M0S管的源极连接5号M0S管的源极。10号M0S管的栅极连接6号M0S管的栅极，10号M0S管的漏极连接基准电流输出端的上端。11号M0S管的栅极连接6号M0S管的栅极，11号M0S管的漏极连接13号M0S管的漏极。12号M0S管的漏极连接基准电流输出端的下端，12号M0S管的栅极连接13号M0S管的栅极。12号M0S管的源极连接13号M0S管的源极，13号M0S管的源极接地。
[0014]基准电流电路输出的基准电流值可由下式确定:
[0015]Ir = Vr/R7
[0016]公式中Ir为基准电流值，Vr为基准电压值，R7为7号电阻值。
[0017]本发明适用于以太网设备供电接口电路，能够输出不受温度变化影响的基准电压和基准电流供相关模块使用。本发明电路结构基于brokaw基准源模型设计，在保证功能的前提下有效降低了电路结构的复杂度。在本发明基准电压电路结构中，由于4号M0S管及9号晶体三极管的采用，5号晶体三极管和6号晶体三极管的基射极电压保持在参考温度Tr下的值，有效提高了基准电压的精准度。可见，本发明具有输出稳定、结构简单以及精准度高的特点。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的系统结构框图；
[0019]图2为本发明中正比例温度电流电路的电路图；
[0020]图3为本发明中基准电压电路的电路图；
[0021]图4为本发明中基准电流电路的电路图；
[0022]图5为本发明的整体系统电路图；
【具体实施方式】
[0023]为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。本说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0024]需要说明的是，当某一元件固定于另一个元件，包括将该元件直接固定于该另一个元件，或者将该元件通过至少一个居中的其它元件固定于该另一个元件。当一个元件连接另一个元件，包括将该元件直接连接到该另一个元件，或者将该元件通过至少一个居中的其它元件连接到该另一个元件。
[0025]如图1所示，本发明包括四个部分，其分别为基准电流电路、基准电压电路和正比例温度电流电路。其中预稳定电压Ve分别输入到基准电流电路、基准电压电路和正比例温度电流电路。正比例温度电流电路输出正比例温度电流Ip到基准电压电路。基准电压电路输出基准电压Vr供相关模块使用，并输出基准电压Vr到基准电流电路。基准电流电路输出基准电流Ir供相关模块使用。
[0026]如图2所示，正比例温度电流电路包括晶体三极管QT1至QT4、M0S管ML1至ML2、电阻R1、正比例温度电流输出端Ipo。其中晶体三极管QT1的基极连接晶体三极管QT2的基极，晶体三极管QT1的发射极连接晶体三极管QT3的集电极。晶体三极管QT2的集电极连接M0S管ML2的漏极，晶体三极管QT2发射极连接晶体三极管QT4的集电极。晶体三极管QT3的基极连接晶体三极管QT2的发射极，晶体三极管QT3的发射极连接电阻R1的上端。晶体三极管QT4的基极连接晶体三极管QT1的发射极，晶体三极管QT4的发射极连地。M0S管ML1的栅极连接M0S管ML2的栅极，M0S管ML1的源极连接预稳定电压输入端Ve。MOS管ML2的栅极连接正比例温度电流输出端Ipo，MOS管ML2的源极连接预稳定电压输入端Ve。
[0027]正比例温度电流电路输出的正比例温度电流值可由下式确定:
[0028]Ip = 2kT.Ln4/Rl
[0029]公式中Ip为正比例温度电流值，k为波尔兹曼常数，T为开尔文温度，Ln4为晶体三极管