专利名称：一种高精度迟滞比较器电路及其工作方法
技术领域：
本发明涉及一种比较器电路及其工作方法，尤其是一种高精度迟滞比较器电路及
其工作方法。
(二)
背景技术：
—般的迟滞比较器电路，都是采用OTA结构，差分放大负载在二极管连接的基础 上通过增加电流镜正反馈的方式，实现迟滞特性。其迟滞电压是由镜像电流通过MOS管的
i-v特性折算到输入电压而形成的，其迟滞电压会随着工艺、温度等变化而变化。
(三)
发明内容
本发明的目的在于设计一种高精度迟滞比较器电路及其工作方法，它可以克服现 有技术的不足，在不增加电路复杂度的基础上，实现迟滞电压的精确控制，电路结构简单， 操作方便，且迟滞电压不随工艺、温度变化而变化。 本发明的技术方案一种高精度迟滞比较器电路，包括输入信号VP端子、输入信 号VN端子、电源电压VDD端子、输出电压V0UT端子，其特征在于它包括迟滞电压生成单元 和比较器单元；其中，所说的迟滞电压生成单元的输入端连接输入信号VN端子、电源电压 VDD端子、输出电压V0UT端子和地，其输出端连接比较器单元的负向输入端；所说的比较器 单元的正向输入端连接输入信号VP端子，其输出端连接输出电压V0UT端子。
上述所说的迟滞电压生成单元由电阻R1、PM0S开关管M1、NM0S开关管M2、电流源 II、电流阱12构成；其中，所说的电阻Rl —端连接输入信号VN端子，另一端与PMOS开关管 Ml的漏端、NM0S开关管M2的漏端以及比较器单元的负向输入端连接；所说的电流源II的 输入端与电源电压VDD端子连接，其输出端连接PMOS开关管Ml的源极；所说的电流阱12 的输入端连接NMOS开关管M2的源极，其输出端接地；所说的PMOS开关管Ml的栅极与NMOS 开关管M2的栅极以及比较器单元的输出端连接。 上述所说的比较器单元由比较器COMP构成；其中，所说的比较器COMP的正向输入 端连接输入信号VP端子，其负向输入端连接迟滞电压生成单元中PMOS开关管Ml的漏极、 NMOS开关管M2的漏极及电阻R1的一端，其输出端与输出电压端子VOUT连接。
—种高精度迟滞比较器电路，其特征在于它适用于迟滞比较器电路。
—种高精度迟滞比较器电路的工作方法，其特征在于它包括以下步骤
①输入信号端子VN采集待比较输入信号电压，经过迟滞电压生成单元，产生一个 电压信号VNX， VNX受开关管Ml与M2的控制，在开关管Ml导通、M2截止时，VNX = VN+11*R1 ; 在开关管M1截止、M2导通时，VNX = VN-I2*R1 ; ②输入信号端子VP采集输入参考电压，与信号电压VNX经过比较器COMP比较后， 输出比较结果VOUT，输出电压V0UT返回去控制开关管M1与M2 ; ③当VP > VNX时，V0UT输出为高电平，此时M1截止、M2导通，VNX = VN-I2承R1，此 时要想使VOUT翻转为低电平，VP需小于VN-I2*R1 ，即VP比VN小I2*R1 ，这样就形成了下降时的迟滞电压；当VP < VNX时，VOUT输出为低电平，此时Ml导通、M2截止，VNX = VN+11*R1 ， 此时要想使VOUT翻转为高电平，VP需大于VN+IWR1，即VP比VN大IWRl，这样就形成了 上升时的迟滞电压；且迟滞电压只受I1*R1及I2*R1影响。 本发明的优越性①在不增加电路复杂度的基础上，实现迟滞电压的精确控制； ②电路构成简单，操作方便，实用性强，且迟滞电压不随工艺、温度变化而变化。
(四)
图1为现有技术的普通迟滞比较器电路图(其中，图l-a为普通迟滞比较器电路 结构图；图1-b为普通迟滞比较器电路在不同温度条件下的结果曲线)。
图2为本发明所涉一种高精度迟滞比较器电路的电路图(其中，图2-a为本发明 迟滞比较器电路结构图；图2_b为本发明迟滞比较器电路在不同温度条件下的结果曲线)。
(五)
具体实施例方式
实施例一种高精度迟滞比较器电路(见图2-a)，包括输入信号VP端子、输入信 号VN端子、电源电压VDD端子、输出电压VOUT端子，其特征在于它包括迟滞电压生成单元 和比较器单元；其中，所说的迟滞电压生成单元的输入端连接输入信号VN端子、电源电压 VDD端子、输出电压VOUT端子和地，其输出端连接比较器单元的负向输入端；所说的比较器 单元的正向输入端连接输入信号VP端子，其输出端连接输出电压VOUT端子。
上述所说的迟滞电压生成单元(见图2-a)由电阻R1、PM0S开关管M1、NM0S开关 管M2、电流源11、电流阱12构成；其中，所说的电阻R1 —端连接输入信号VN端子，另一端 与PMOS开关管M1的漏端、NM0S开关管M2的漏端以及比较器单元的负向输入端连接；所说 的电流源II的输入端与电源电压VDD端子连接，其输出端连接PMOS开关管M1的源极；所 说的电流阱12的输入端连接NMOS开关管M2的源极，其输出端接地；所说的PMOS开关管Ml 的栅极与NMOS开关管M2的栅极以及比较器单元的输出端连接。 上述所说的比较器单元(见图2-a)由比较器COMP构成；其中，所说的比较器COMP 的正向输入端连接输入信号VP端子，其负向输入端连接迟滞电压生成单元中PMOS开关管 Ml的漏极、NM0S开关管M2的漏极及电阻R1的一端，其输出端与输出电压端子VOUT连接。
—种高精度迟滞比较器电路，其特征在于它适用于迟滞比较器电路。
—种高精度迟滞比较器电路的工作方法，其特征在于它包括以下步骤
①输入信号端子VN采集待比较输入信号电压，经过迟滞电压生成单元，产生一个 电压信号VNX， VNX受开关管Ml与M2的控制，在开关管Ml导通、M2截止时，VNX = VN+11*R1 ; 在开关管M1截止、M2导通时，VNX = VN-I2*R1 ; ②输入信号端子VP采集输入参考电压，与信号电压VNX经过比较器C0MP比较后， 输出比较结果V0UT，输出电压V0UT返回去控制开关管M1与M2 ; ③当VP > VNX时，V0UT输出为高电平，此时M1截止、M2导通，VNX = VN-I2氺R1，此 时要想使V0UT翻转为低电平，VP需小于VN-I2*R1 ，即VP比VN小I2*R1 ，这样就形成了下降 时的迟滞电压；当VP < VNX时，VOUT输出为低电平，此时Ml导通、M2截止，VNX = VN+11*R1 ， 此时要想使VOUT翻转为高电平，VP需大于VN+IWR1，即VP比VN大IWRl，这样就形成了 上升时的迟滞电压；且迟滞电压只受I1*R1及I2*R1影响。
4
下面将参照附图对本发明做进一步详细说明 由图1-b "普通迟滞比较器电路在不同温度条件下的结果曲线"可以看出，在室温 25。C时，迟滞电压为30mV左右；在温度由-30。C变到80°C时，迟滞电压由27mV变为33mV。 温度变化导致迟滞电压变化了 ±10%。这是因为普通迟滞比较器电路的迟滞电压是由MOS 管在不同电流下的AVGS决定的，这个AVGS本身受温度、工艺等影响很大。
而使用本发明电路的迟滞电压是由I1*R1及I2*R1决定的，虽然I与R也受温度 等影响，但我们可以将I由参考电压VREF除以电阻R产生，这样二者的温度系数就可以完 全抵消，结果曲线如图2-b所示，迟滞电压在温度由-30°〇变到801:时，迟滞电压均保持在 30mV左右。
权利要求
一种高精度迟滞比较器电路，包括输入信号VP端子、输入信号VN端子、电源电压VDD端子、输出电压VOUT端子，其特征在于它包括迟滞电压生成单元和比较器单元；其中，所说的迟滞电压生成单元的输入端连接输入信号VN端子、电源电压VDD端子、输出电压VOUT端子和地，其输出端连接比较器单元的负向输入端；所说的比较器单元的正向输入端连接输入信号VP端子，其输出端连接输出电压VOUT端子。
2. 根据权利要求l中所述一种高精度迟滞比较器电路，其特征在于所说的迟滞电压生 成单元由电阻R1、 PMOS开关管M1、 NMOS开关管M2、电流源11、电流阱12构成；其中，所说 的电阻Rl —端连接输入信号VN端子，另一端与PMOS开关管Ml的漏端、NMOS开关管M2的 漏端以及比较器单元的负向输入端连接；所说的电流源Il的输入端与电源电压VDD端子连 接，其输出端连接PMOS开关管Ml的源极；所说的电流阱12的输入端连接NMOS开关管M2 的源极，其输出端接地；所说的PM0S开关管M1的栅极与NM0S开关管M2的栅极以及比较器 单元的输出端连接。
3. 根据权利要求l中所述一种高精度迟滞比较器电路，其特征在于所说的比较器单元 由比较器COMP构成；其中，所说的比较器COMP的正向输入端连接输入信号VP端子，其负向 输入端连接迟滞电压生成单元中PMOS开关管Ml的漏极、NMOS开关管M2的漏极及电阻Rl 的一端，其输出端与输出电压端子V0UT连接。
4. 根据权利要求1中所述一种高精度迟滞比较器电路，其特征在于它适用于迟滞比较 器电路。
5. —种高精度迟滞比较器电路的工作方法，其特征在于它包括以下步骤① 输入信号端子VN采集待比较输入信号电压，经过迟滞电压生成单元，产生一个电压 信号VNX，VNX受开关管M1与M2的控制，在开关管M1导通、M2截止时，VNX = VN+I1*R1 ;在 开关管M1截止、M2导通时，VNX = VN-I2*R1 ;② 输入信号端子VP采集输入参考电压，与信号电压VNX经过比较器COMP比较后，输出 比较结果V0UT，输出电压V0UT返回去控制开关管Ml与M2 ;③ 当VP > VNX时，VOUT输出为高电平，此时M1截止、M2导通，VNX = VN-I2承R1，此时 要想使VOUT翻转为低电平，VP需小于VN-I2*R1 ，即VP比VN小I2*R1 ，这样就形成了下降时 的迟滞电压；当VP < VNX时，V0UT输出为低电平，此时M1导通、M2截止，VNX = VN+I1*R1， 此时要想使VOUT翻转为高电平，VP需大于VN+IWR1，即VP比VN大IWRl，这样就形成了 上升时的迟滞电压；且迟滞电压只受I1*R1及I2*R1影响。
全文摘要
一种高精度迟滞比较器电路，它包括迟滞电压生成单元和比较器单元；其工作方法采集信号、信号比较处理、信号输出；其优越性①在不增加电路复杂度的基础上，实现迟滞电压的精确控制；②电路构成简单，操作方便，实用性强，且迟滞电压不随工艺、温度变化而变化。
文档编号H03K5/22GK101783661SQ20091022874
公开日2010年7月21日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者吕英杰, 张小兴, 戴宇杰, 林鹏程 申请人:天津南大强芯半导体芯片设计有限公司