专利名称：一种方波转三角波电路及芯片的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子领域，尤其涉及一种方波转三角波电路。
背景技术：
目前，方波转三角波电路 ，一般需要一个运算放大器、两个电阻和一个电容构成积分运算电路，由积分电路对方波进行积分，从而得到三角波。因此整个方波转三角波电路结构相对复杂，特别是在半导体集成电路工艺中，电阻、电容需要较大的芯片面积，运算放大器不仅构成器件较多，还需要消耗一定的静态功耗。随着消费电子产品的功能不断增加且体积越来越小，要求电子系统集成度不断提高，功耗越来越小，因此电路设计不断向低功耗、高集成度发展。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种方波转三角波电路，旨在解决现有技术结构复杂、需要较大芯片面积且需要消耗较大静态功耗的问题。为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下方案予以实现—种方波转三角波电路，其特征在于包括由第一偏置电流源、第一 P型MOS管、第二 P型MOS管、第三P型MOS管、第四P型MOS管构成的高侧电流镜，由第二偏置电流源、第一 N型MOS管、第二 N型MOS管、第三N型MOS管、第四N型MOS管构成的低侧电流镜，第一开关管、第二开关管以及电容；所述第一开关管的栅极由输入方波信号控制、漏极与第四P型MOS管的栅极连接、源极与电源连接；所述第一 P型MOS管的栅极分别与第一 P型MOS管的漏极、第二 P型MOS管的栅极以及第三P型MOS管的源极连接；所述第一 P型MOS管的源极和第二 P型MOS管的源极与电源连接，所述第二 P型MOS管的漏极与第四P型MOS管的源极连接；所述第三P型MOS管的栅极分别与第三P型MOS管的漏极、第四P型MOS管的栅极连接，所述第三P型MOS管的漏极通过第一偏置电流源接地；所述第二开关管的栅极由输入方波信号控制、漏极与第二 N型MOS管的栅极连接、源极接地；电源通过第二偏置电流源分别与第一 N型MOS管的漏极和栅极连接，所述第一 N型MOS管的栅极还与第二 N型MOS管的栅极连接；所述第三N型MOS管的栅极分别与第三N型MOS管的漏极、第四N型MOS管的栅极连接，所述第三N型MOS管的漏极与第一 N型MOS管的源极连接、源极接地；所述第四N型MOS管的漏极与第二 N型MOS管的源极连接、源极接地；所述第二 N型MOS管的漏极和第四P型MOS管的漏极与输出节点相连；所述电容一端与输出节点连接、另一端分别与第三N型MOS管的源极、第四N型MOS管的源极连接并接地。进一步地，所述第一开关管为增强型的P沟道MOS管。进一步地，所述第二开关管为增强型的N沟道MOS管。本实用新型的另一目的还提供了具有上述方波转三角波电路的芯片。本实用新型采用的方波转三角波电路，利用方波信号控制MOS晶体管的导通与关断，通过正常工作的电流镜对电容进行线性充放电，使方波转换成上升斜率、下降斜率、幅值、周期可调的三角波，较现有技术相比，结构简单，所需芯片面积小，元器件数量减少一半以上，且只需很小静态功耗。
图I是本实用新型提供的方波转三角波电路的电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图I所示，本实用新型提供的方波转三角波电路，包括由第一偏置电流源II、第一 P型MOS管P1、第二 P型MOS管P2、第三P型MOS管P3、第四P型MOS管P4构成的高侧电流镜，由第二偏置电流源12、第一 N型MOS管NI、第二 N型MOS管N2、第三N型MOS管N3、第四N型MOS管N4构成的低侧电流镜，第一开关管Ml、第二开关管M2以及电容C3 ；所述第一开关管Ml的栅极由输入方波信号SW控制、漏极与第四P型MOS管P4的栅极连接、源极与电源VDD连接，所述第一开关管为增强型的P沟道MOS管；所述第一 P型MOS管Pl的栅极分别与第一 P型MOS管Pl的漏极、第二 P型MOS管P2的栅极以及第三P型MOS管P3的源极连接；所述第一 P型MOS管Pl的源极和第二 P型MOS管P2的源极与电源VDD连接，所述第二 P型MOS管P2的漏极与第四P型MOS管P4的源极连接；所述第三P型MOS管P3的栅极分别与第三P型MOS管P3的漏极、第四P型MOS管P4的栅极连接，所述第三P型MOS管P3的漏极通过第一偏置电流源Il接地；高侧电流镜通过第一偏置电流源11与地相连，将偏置电流11镜像输出，形成充电电流Iup。所述第二开关管M2的栅极由输入方波信号SW控制、漏极与第二 N型MOS管N2的栅极连接、源极接地，所述第二开关管为增强型的N沟道MOS管；电源VDD通过第二偏置电流源12分别与第一 N型MOS管NI的漏极和栅极连接，所述第一 N型MOS管NI的栅极还与第二 N型MOS管N2的栅极连接；所述第三N型MOS管N3的栅极分别与第三N型MOS管N3的漏极、第四N型MOS管N4的栅极连接，所述第三N型MOS管N3的漏极与第一 N型MOS管NI的源极连接、源极接地；所述第四N型MOS管N4的漏极与第二 N型MOS管N2的源极连接、源极接地；所述第二 N型MOS管N2的漏极和第四P型MOS管P4的漏极与输出节点Vout相连；所述电容C3 —端与输出节点Vout连接、另一端分别与第三N型MOS管N3的源极、第四N型MOS管N4的源极连接并接地。所述输出节点Vout是方波转三角波电路输出端；低侧电流镜通过第二偏置电流源12与电源VDD相连，将偏置电流12镜像输出，形成放电电流Idn。该方波转三角波电路工作原理如下第一开关管Ml、第二开关管M2均由输入方波信号SW控制。若方波信号SW输入为高电平,则第一开关管Ml、第二开关管M2的栅极均为高电平，由于第一开关管Ml为P沟道MOS管、第二开关管M2为N沟道MOS管，则第一开关管Ml截止、第二开关管M2导通，第二开关管M2的源极接地，即第一 N型MOS管NI的栅极、第二 N型MOS管N2的栅极均与“地”相连，所以第一 N型MOS管NI的栅极、第二 N型MOS管N2的栅极均为低电平，第一 N型MOS管NI与第二 N型MOS管N2均截止，由第二偏置电流源12、第一 N型MOS管NI、第二 N型MOS管N2、第三N型MOS管N3、第四N型MOS管N4构成的低侧电流镜不工作；因为第一开关管Ml截止，第一开关管Ml的源极与漏极之间相当于断开，由第一偏置电流源II、第一 P型MOS管P1、第二 P型MOS管P2、第三P型MOS管P3、第四P型MOS管P4构成的高侧电流镜正常工作，将偏置电流11镜像输出，形成充电电流Iup，对电容C3进行线性充电。若方波信号SW输入为低电平,则第一开关管Ml、第二开关管M2的栅极均为低电平，由于第一开关管Ml为P沟道MOS管、第二开关管M2为N沟道MOS管，则第一开关管Ml导通、第二开关管M2截止，由于第一开关管Ml的源极接电源VDD为高电平，则第一开关管Ml的漏极为高电平，即第三P型MOS管P3的栅极、第四P型MOS管P4的栅极均为高电平，所以第三P型MOS管P3的、第四P型MOS管P4均截止，由第一偏置电流源II、第一 P型MOS管P1、第二 P型MOS管P2、第三P型MOS管P3、第四P型MOS管P4构成的高侧电流镜不工作；因为第二开关管M2截止，第二开关管M2的漏极与源极之间相当于断开，由第二偏置电流源12、第一 N型MOS管NI、第二 N型MOS管N2、第三N型MOS管N3、第四N型MOS管N4构成的低侧电流镜正常工作，将偏置电流12镜像输出，形成放电电流Idn，对电容C3进行线性放电。根据电容电势差公式AV=I/C At，I是恒定的充放电电流，C是电容值，所以电容C3上电压是一线性变化的值，即电容C3上的电压随时间的变化成线性变化的，由此节点“V0UT”输出三角波，斜率为I/C。调整电容C3的大小、第一偏置电流源Il的大小，即可调整三角波的上升斜率。调整电容C3的大小、第二偏置电流源12的大小，即可调整三角波下降的斜率。调整输入方波的周期，即可调整输出三角波的周期。调整输入方波的占空比、电容C3的大小、第一偏置电流源II、第二偏置电流源12的大小，即可调整输出三角波的幅值。本实用新型采用的方波转三角波电路，利用方波信号控制MOS晶体管的导通与关断，通过正常工作的电流镜对电容进行线性充放电，使方波转换成上升斜率、下降斜率、幅值、周期可调的三角波，较现有技术相比，结构简单，所需芯片面积小，元器件数量减少一半以上，且只需较小静态功耗。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求1.一种方波转三角波电路，其特征在于包括由第一偏置电流源、第一 P型MOS管、第二P型MOS管、第三P型MOS管、第四P型MOS管构成的高侧电流镜，由第二偏置电流源、第一N型MOS管、第二 N型MOS管、第三N型MOS管、第四N型MOS管构成的低侧电流镜，第一开关管、第二开关管以及电容； 所述第一开关管的栅极由输入方波信号控制、漏极与第四P型MOS管的栅极连接、源极与电源连接； 所述第一 P型MOS管的栅极分别与第一 P型MOS管的漏极、第二 P型MOS管的栅极以及第三P型MOS管的源极连接； 所述第一 P型MOS管的源极和第二 P型MOS管的源极与电源连接，所述第二 P型MOS管的漏极与第四P型MOS管的源极连接； 所述第三P型MOS管的栅极分别与第三P型MOS管的漏极、第四P型MOS管的栅极连接，所述第三P型MOS管的漏极通过第一偏置电流源接地； 所述第二开关管的栅极由输入方波信号控制、漏极与第二 N型MOS管的栅极连接、源极接地； 电源通过第二偏置电流源分别与第一 N型MOS管的漏极和栅极连接，所述第一 N型MOS管的栅极还与第二 N型MOS管的栅极连接； 所述第三N型MOS管的栅极分别与第三N型MOS管的漏极、第四N型MOS管的栅极连接，所述第三N型MOS管的漏极与第一 N型MOS管的源极连接、源极接地； 所述第四N型MOS管的漏极与第二 N型MOS管的源极连接、源极接地； 所述第二 N型MOS管的漏极和第四P型MOS管的漏极与输出节点相连； 所述电容一端与输出节点连接、另一端分别与第三N型MOS管的源极、第四N型MOS管的源极连接并接地。
2.根据权利要求I所述的方波转三角波电路，其特征在于，第一开关管为增强型的P沟道MOS管。
3.根据权利要求I所述的方波转三角波电路，其特征在于，第二开关管为增强型的N沟道MOS管。
4.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括权利要求1-3中任一项所述的方波转三角波电路。
专利摘要本实用新型适用于电子领域，提供了一种方波转三角波电路及芯片，所述方波转三角波电路包括由第一偏置电流源、第一P型MOS管、第二P型MOS管、第三P型MOS管、第四P型MOS管构成的高侧电流镜，由第二偏置电流源、第一N型MOS管、第二N型MOS管、第三N型MOS管、第四N型MOS管构成的低侧电流镜，第一开关管、第二开关管以及电容；本实用新型采用的方波转三角波电路，利用方波信号控制MOS晶体管的导通与关断，通过正常工作的电流镜对电容进行线性充放电，使方波转换成上升斜率、下降斜率、幅值、周期可调的三角波，较现有技术相比，结构简单，所需芯片面积小，元器件数量减少一半以上，且静态功耗很低。
文档编号H03K4/48GK202495918SQ20122001693
公开日2012年10月17日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者罗贤亮 申请人:深圳创维－Rgb电子有限公司