[发明专利]一种锯齿波和时钟信号生成电路

说明书

技术领域

本发明属于模拟集成电路领域，具体涉及一种应用于开关电源调节器的锯齿波和时钟信号生成电路。

背景技术

从集成电路(Integrated circuit，IC)诞生开始至今，集成度和复杂度不断提高，特征尺寸不断缩小。归根结底，这一切都源于人们对集成电路品质的不断追求。随着社会的不断发展和进步，人们对于更加环保、更低成本和更高精度的芯片越来越青睐。这对集成电路来说提出了更高的要求，也预示着集成电路未来的发展方向。

锯齿波和时钟信号生成电路广泛应用于开关电源集成电路中。例如在脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)控制机制中，锯齿波和时钟信号生成电路严格地控制着PWM开关的频率。现有的锯齿波和时钟信号生成电路一般包括基准电压生成电路、锯齿波生成电路、锯齿波方波转换电路。为了能够生成锯齿波，现有的基准电压生成电路通常采用如图1所示的电路结构，其是利用带隙基准电路(Band-Gap reference circuit)产生带隙电压Vbgr，然后利用该带隙电压，通过跟随器产生所需的各个基准电压，诸如V1、V2、...、VN。由于半导体材料的带隙电压为一稳定值，因此所述基准电压生成电路具有良好的温度免疫性质。对锯齿波充放电电容的充电电流和放电电流大都采用如图2所示的电路结构来设定，其是通过改变电阻R0的阻值来实现对充电电流和放电电流的改变。

采用带隙基准电路结构虽然拥有较高的电压精度，但是引入了更多的电路元件，使得电路在制造上将消耗更多的面积，进而增加了芯片的成本，在工作时也将会消耗更多的功率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于开关电源调节器的锯齿波和时钟信号生成电路，在保证生成的锯齿波和时钟信号精度的前提下，减少电路中的器件数目。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种锯齿波和时钟信号生成电路，包括，用于生成锯齿波的锯齿波生成电路，以及，用于将所述锯齿波转换为方波从而生成时钟信号的锯齿波方波转换电路，其中，所述锯齿波生成电路包括：

顺序地连接于电源与地之间的第一电阻、第一NPN晶体管、第二电阻和第二NPN晶体管，所述第一NPN晶体管的基极和集电极相连；

第一PMOS晶体管，其源极接电源，其栅极和漏极相连；

第二PMOS晶体管，其源极接电源，其栅极接所述第一PMOS晶体管的栅极；

第三PMOS晶体管，其源极接所述第一PMOS晶体管的漏极，其栅极被提供有所述时钟信号；

第四NMOS晶体管，其漏极接所述第二PMOS晶体管的漏极，其源极接所述第三PMOS晶体管的漏极，其栅极被提供有所述时钟信号；

顺序地连接于所述第三PMOS晶体管的漏极与地之间的第三NPN晶体管和第三电阻，所述第三NPN晶体管的基极接所述第二NPN晶体管的集电极，所述第三NPN晶体管的发射极接所述第二NPN晶体管的基极；

第一电容，连接于所述第二NMOS晶体管的漏极与地之间，通过对所述第一电容的充放电来生成锯齿波。

优选地，所述锯齿波方波转换电路包括第一比较器、第二比较器、第一与非门、第二与非门和第一反向器，其中：

所述第一比较器的正向输入端接所述第一NPN晶体管的基极，所述第二比较器的负向输入端接所述第一NPN晶体管的发射极，所述第一比较器的负向输入端和所述第二比较器的正向输入端被提供有所述锯齿波信号；

所述第一与非门的一端接所述第一比较器的输出端，另一端接所述第二与非门的输出端，所述第二与非门的一端接所述第二比较器的输出端，另一端接所述第一与非门的输出端；

所述第一反向器的输入端接所述第二与非门的输出端，所述第一反向器的输出端为时钟信号输出端。

本发明的电路结构简单，不需要生成基准电压的带隙基准电路，这样减少了电路中的器件数目，减小了静态功耗，缩小了集成电路芯片的有效面积。本发明采用恒定的电流对电容充放电来产生锯齿波，保证了锯齿波的高线性度。本发明还采用低温度系数控制结构，保证了时钟频率的高精度。

附图说明

图1为现有的基准电压生成电路示意图；

图2为现有的充放电电流生成电路示意图；

图3为本发明实施例的锯齿波生成电路示意图；

图4为本发明实施例的锯齿波方波转换电路示意图；

图5为本发明实施例的锯齿波和时钟信号生成电路的整体结构示意图；

图6为本发明实施例中占空比为50％的锯齿波以及时钟信号示意图；