具有帶隙結(jié)構(gòu)的遲滯比較器電路設(shè)計(jì)
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計(jì)算帶隙基準(zhǔn)比較器的翻轉(zhuǎn)門限電壓。由Q1，Q2構(gòu)成了帶隙電路中△VBE的NPN對，電流設(shè)置電阻是R1，增益電阻是R2。R3可限制驅(qū)動Q2的基極電流，這可以防止其進(jìn)入深飽和，維持電路正確的工作和限制偏置電流。R4，R5電阻值相等。
于是帶隙比較器的翻轉(zhuǎn)門限電壓就等于VTH。
在T=300 K時(shí)，
；VT與絕對溫度成正比，此時(shí)VT=8．62×10-5T；VT隨溫度的增加而增加，而Vbe隨溫度的增加而減小，它的溫度系數(shù)
。在式(5)中，第1項(xiàng)是正溫度系數(shù)，第2項(xiàng)是負(fù)溫度系數(shù)，合理調(diào)節(jié)R2，R1的比值和n，就可以得到與溫度、電源電壓無關(guān)的翻轉(zhuǎn)門限電壓。1．2．2 遲滯比較器
遲滯比較器的設(shè)計(jì)不是采用比較器輸出端加反饋電阻到輸入端，即改變比較器輸入門限的方法，而是采用改變電路的平衡性，在比較器的反相輸入端引入一失調(diào)電壓來實(shí)現(xiàn)遲滯功能。
(1)遲滯比較器的框圖
圖3是圖1中遲滯比較器的簡化原理方框圖。其工作原理是：當(dāng)VIN+為低電平并逐漸增加時(shí)，比較器輸出OUT為低電平，反饋回路使得開關(guān)K打開。當(dāng)VIN+>VIN-+VOS時(shí)，比較器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，反饋回路使得開關(guān)閉合。VIN+由高電平開始下降時(shí)，反饋回路使得開關(guān)處于閉合狀態(tài)，當(dāng)VIN+VIN-時(shí)，比較器發(fā)生跳變，輸出變?yōu)榈碗娖?。因此該比較器遲滯電壓為VOS。本文引用地址：http://m.ptau.cn/article/179147.htm
(2)實(shí)際電路設(shè)計(jì)
圖1電路中，Q11，Q12，Q9，R10提供遲滯反饋回路。Q13相當(dāng)于圖3中的開關(guān)K。Q11，Q12，Q13構(gòu)成電流鏡，當(dāng)Q12集電極有電流流過時(shí)，Q11，Q13集電極也有電流流過。當(dāng)C點(diǎn)電壓高于D點(diǎn)電壓時(shí)，Q10導(dǎo)通，Q12集電極中有電流流過，Q11的集電極，電流流過R10，Q9的發(fā)射極電位升高，Q9截止，遲滯比較器處于一種工作狀態(tài)(相當(dāng)于圖3中K閉合)，設(shè)此時(shí)流過R8中的電流為IH。當(dāng)C點(diǎn)電壓低于D點(diǎn)電壓時(shí)，Q10截止，Q12集電極中沒有電流流過，Q9的集電極電位變低，Q9導(dǎo)通，遲滯比較器處于另一種工作狀態(tài)(相當(dāng)于圖3中K打開)，設(shè)此時(shí)流過R8中的電流為IL。
遲滯過程為：當(dāng)C點(diǎn)電壓從低電平逐漸增加時(shí)，Q10截止，Q12集電極中沒有電流流過，Q9的發(fā)射極電位變低，Q9導(dǎo)通，流過R8中的電流為IL；當(dāng)C點(diǎn)電壓與D點(diǎn)電壓相等時(shí)，比較器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，設(shè)此時(shí)D點(diǎn)電壓為VH，Q10導(dǎo)通，Q12集電極中有電流流過，Q11的集電極電流流過R10，Q9的發(fā)射極電位升高，Q9截止，流過R8中的電流變?yōu)镮H，Q9由截止變?yōu)閷?dǎo)通，引起流過R8的電流變化量△IR8=IL-IH，R8兩端的電壓變化量為△V=R8×△AIR8，相當(dāng)于遲滯比較器的負(fù)端電壓減少△V，當(dāng)C點(diǎn)電壓低于VH-△V時(shí)，遲滯比較器發(fā)生翻轉(zhuǎn)。于是遲滯比較器的遲滯電壓為△V。
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