[发明专利]一种应用于可调阈值电压的迟滞比较器电路

说明书

本发明提出一种应用于可调阈值电压的迟滞比较器电路，属于模拟集成电路技术领域，包括比较器，用于提供增益；反馈电路，用于根据其设置参数获取对应的阈值电压；该迟滞比较器，在比较器的内部引入反馈电路有利于集成，通过反馈电路相关参数的调整可以获取不同的阈值电压，使得迟滞比较器具有良好的输出特性。

技术领域

本发明提出一种应用于可调阈值电压的迟滞比较器电路，属于模拟集成电路技术领域，具体为比较器、反相器链和镜像电流源，通过反馈实现电压可调控。

背景技术

比较器以模拟信号和参考电压作为输入，以只有高低电平的二值数字信号作为输出，可用作模拟电路和数字电路的接口电路。一般比较器在阈值电压附近的噪声影响很大，而迟滞比较器引入了正反馈，在阈值点处产生“迟滞”特性，具有很强的抗干扰能力。现有技术中采用集成运放外部正反馈结构，这种结构不利于电路的集成且具有较高功耗。此外，阈值电压不能够调整，导致具有迟滞特性的输出特性较差。

发明内容

本发明要解决的问题是如何调整阈值电压以得到良好的输出特性。

本发明提出一种迟滞比较器，用于调整阈值电压以得到良好的输出特性。反相器链在放大器输出电压翻转时通过反馈开启或关闭额外的电流通路，从而改变比较器的参考电压，最终实现比较器的阈值变换。

附图说明

图1为可调阈值电压的迟滞比较器的整体电路。

具体实施方式

为使本发明的上述特征和优点更加清晰，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

图1为可调阈值电压的迟滞比较器原理图。

输入电压Vin由小增大的过程如下：当输入电压端的电压Vin小于参考电压端的电压Vref时，通过M2的电流大于通过M1的电流，M1的电流通过电流镜结构，经M3、M5、M7的作用镜像到M8，M6的电流由M4镜像而来，为了电流匹配，M6被迫进入线性区从而拉低A点电位，经反向器INV1作用，B点为高电平，NMOS管M12导通，此时基准Vref等于(I1+I2)*R1，输出Vout为低电平。

当Vin增大到大于(I1+I2)*R1，通过M2的电流小于通过M1的电流，M1的电流通过电流镜结构，经M3、M5、M7的作用镜像到M8，M6的电流由M4镜像而来，为了电流匹配，M8被迫进入线性区从而抬升A点电位，经反向器INV1作用，B点为低电平，NMOS管M12关断，此时基准Vref等于I1*R1，输出Vout为高电平。Vin继续增大，输出Vout仍为高电平。

输入电压Vin由大减小的过程如下：当输入电压端的电压Vin大于参考电压端的电压Vref时，通过M2的电流小于通过M1的电流，M1的电流通过电流镜结构，经M3、M5、M7的作用镜像到M8，M6的电流由M4镜像而来，为了电流匹配，M8被迫进入线性区从而抬升A点电位，经反向器INV1作用，B点为低电平，NMOS管M12关断，此时基准Vref等于I1*R1，输出Vout为高电平。

当Vin减小到小于I1*R1时，通过M2的电流大于通过M1的电流，M1的电流通过电流镜结构，经M3、M5、M7的作用镜像到M8，M6的电流由M4镜像而来，为了电流匹配，M6被迫进入线性区从而拉低A点电位，经反向器INV1作用，B点为高电平，NMOS管M12导通，此时基准Vref等于(I1+I2)*R1，输出Vout为低电平。Vin继续减小，输出Vout为低电平。

现在定量分析迟滞比较器的阈值电压Vth：

M9、M13、M14、M15和M16构成与电源无关的电流镜偏置结构。其中M9为自启动电路，该电路在电源上电时能驱使电路摆脱简并偏置点。在上电时，M9提供了从VDD经M13,M16到地的电流通路，所以M13和M16,M14和M15都不会保持关断；电路正常启动后，M9保持关断。