一種跨導(dǎo)與輸出電壓比較電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種跨導(dǎo)與輸出電壓比較電路。
【背景技術(shù)】
[0002]由于VLSI技術(shù)的飛速進(jìn)步，CMOS電路向著低壓、低功耗、小尺寸方向發(fā)展，使得電壓低、功率小CMOS電路成為目前研宄的熱點(diǎn)?？鐚?dǎo)放大器是射頻集成電路中的一個(gè)重要模塊，通常在研制高穩(wěn)定度的電壓和電流放大器、濾波器等方面具有重要的作用?？鐚?dǎo)放大器的主要用途是在多種現(xiàn)行和非線性模擬電路和系統(tǒng)中進(jìn)行信號(hào)運(yùn)算和處理，現(xiàn)有的跨導(dǎo)放大器有輸入阻抗低、輸出阻抗高、電源電壓低、功耗小等優(yōu)點(diǎn)，但是現(xiàn)有的跨導(dǎo)放大器的放大能力都很弱，不能滿足后面比較電路的需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種跨導(dǎo)與輸出電壓比較電路，該跨導(dǎo)與輸出電壓比較電路通過跨導(dǎo)模塊和電壓比較模塊解決了不能提供比較高的增益的問題。
[0004]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。
[0005]本實(shí)用新型提供的一種跨導(dǎo)與輸出電壓比較電路，包括跨導(dǎo)模塊和電壓比較模塊；所述跨導(dǎo)模塊的信號(hào)輸入端與外部信號(hào)連接，所述跨導(dǎo)模塊的信號(hào)輸出端與電壓比較模塊的信號(hào)輸入端連接，所述電壓比較模塊輸出比較結(jié)果。
[0006]所述跨導(dǎo)模塊包括開關(guān)管MO?M17，電阻R2?R3，所述開關(guān)管M2、M16、M17的源級(jí)分別與模擬電源vdda端連接，所述開關(guān)管M16的柵極和漏極相連后與vbias端連接，所述開關(guān)管M2和開關(guān)管M17的柵極與開關(guān)管M16的漏極連接。
[0007]所述開關(guān)管M2的漏極分別與開關(guān)管MO、Ml的源級(jí)連接，所述開關(guān)管MO的柵極與vn端連接，所述開關(guān)管Ml的柵極與vp端連接，所述開關(guān)管MO的漏極與開關(guān)管M3的漏極連接，所述開關(guān)管M3的柵極與漏極相連后與GM-ON輸出端連接，所述開關(guān)管Ml的漏極與開關(guān)管M4的漏極連接，所述開關(guān)管M4的漏極與柵極連接后與GM-OP輸出端連接。
[0008]所述開關(guān)管M17的漏極分別與開關(guān)管M5、M6、M7的柵極連接，所述開關(guān)管M5的柵極與漏極相連，所述開關(guān)管M6的漏極經(jīng)電阻R2與模擬電源vdda端連接，所述開關(guān)管M6的漏極還與vh輸出端連接，所述開關(guān)管M6的源級(jí)與開關(guān)管Mll的漏極連接，所述開關(guān)管Mll的柵極與GM-OP輸出端連接。
[0009]所述開關(guān)管M7的漏極經(jīng)電阻R3與模擬電源vdda端連接，所述開關(guān)管M7的源級(jí)與開關(guān)管M12的漏極連接，所述M12的柵極與GM-ON輸出端連接，所述開關(guān)管M7的漏極還與vl輸出端連接。
[0010]所述開關(guān)管M8?MlO的漏極均與Vh輸出端連接，柵極分別與控制信號(hào)gm-trl?gm-tr3端對(duì)應(yīng)連接，源級(jí)分別與開關(guān)管M13?M15的漏極對(duì)應(yīng)連接，所述開關(guān)管M13?M15的柵極相連接后與vbias-n端連接。
[0011]所述開關(guān)管M3、M4、M5、M11、M12、M13、M14和M15的源級(jí)均與電源地vssa端連接。
[0012]所述電壓比較模塊包括第一比較器comp-h、第二比較器comp-1、第三比較器comp-12和開關(guān)管M18?M19，所述開關(guān)管M19的源級(jí)與電源連接，所述開關(guān)管M19柵極與漏極連接后分別與第一比較器comp-h、第二比較器comp-1和第三比較器comp-12反相輸入端連接，所述開關(guān)管M19的漏極還與開關(guān)管M18的漏極連接，所述開關(guān)掛M18的柵極與跨導(dǎo)模塊的GM-OP輸出端連接。
[0013]所述第一比較器comp-h、第二比較器comp-1、第三比較器comp-12的同相輸入端均與跨導(dǎo)模塊的GM-ON輸出端連接。
[0014]所述第一比較器comp-h和第二比較器comp-1的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)一樣。
[0015]第一比較器comp-h包括開關(guān)管M20?M25，反相器Gl?G2，所述開關(guān)管M20、M22、M23、M25的源級(jí)均與模擬電源vdda端連接，所述開關(guān)管M20的柵極與跨導(dǎo)模塊的GM-OP輸出端連接，所述開關(guān)管M20的漏極與開關(guān)管M21的漏極連接，所述開關(guān)管M21的柵極與跨導(dǎo)模塊的GM-ON輸出端連接，源級(jí)接地。
[0016]所述開關(guān)管M22、M23的柵極均與偏置電流ibias端連接，所述開關(guān)管M23的漏極與開關(guān)管M24的漏極連接，所述開關(guān)管M24的柵極與第一比較器comp-h的輸出端連接，所述開關(guān)管M22的漏極、開關(guān)管M24的源級(jí)、開關(guān)管M25的漏極和反相器Gl的信號(hào)輸入端均與開關(guān)管M21的漏極連接，所述開關(guān)管M25的柵極與使能信號(hào)en端連接。
[0017]所述反相器Gl的信號(hào)輸出端與反相器G2的信號(hào)輸入端連接，所述反相器G2的信號(hào)輸出端與第一比較器comp-h的輸出端連接。
[0018]所述第三比較器comp-12包括開關(guān)管M26?M31，所述開關(guān)管M26、M27的源級(jí)均與模擬電源vdda端連接，所述開關(guān)管M26的柵極與跨導(dǎo)模塊的GM-OP輸出端連接，所述開關(guān)管M27的柵極與使能信號(hào)en端連接；所述開關(guān)管M26的漏極、開關(guān)管M27的漏極、開關(guān)管M31的漏極、開關(guān)管M30的漏極、開關(guān)管M28的源級(jí)和反相器G3的信號(hào)輸入端相連接。
[0019]所述開關(guān)管M31的柵極與跨導(dǎo)模塊的GM-ON輸出端連接，所述開關(guān)管M29和開關(guān)管M30的柵極相連接后與偏置電流ibias端連接，所述開關(guān)管M29?M31的源級(jí)均接地，所述開關(guān)管M29的漏極與開關(guān)管M28的漏極連接，所述開關(guān)管M28的柵極與第三比較器comp-12的輸出端連接。
[0020]所述反相器G3的信號(hào)輸出端與反相器G4的信號(hào)輸入端連接，所述反相器G4的信號(hào)輸出端與第三比較器comp-12的輸出端連接。
[0021]所述第一比較器comp-h、第二比較器comp-1、第三比較器comp-12均為電流比較器。
[0022]本實(shí)用新型的有益效果在于:跨導(dǎo)模塊放大vref與FB(引腳上的電壓)電壓之差，并提供大約30倍的小信號(hào)電壓增益，供后面的電壓比較模塊使用；電壓比較模塊中的比較器的輸出結(jié)果參與確定模式的切換，當(dāng)負(fù)載電流變大時(shí)，輸出電壓會(huì)變低，comp_12比較器會(huì)輸出會(huì)連續(xù)出現(xiàn)高低電平翻轉(zhuǎn)，系統(tǒng)將進(jìn)入PWM調(diào)制模式，當(dāng)負(fù)載電流變小時(shí)，comp_h會(huì)連續(xù)輸出低電平，此時(shí)系統(tǒng)將進(jìn)入PSM調(diào)制模式，進(jìn)入PSM調(diào)制模式后，開關(guān)MOS管每周期將導(dǎo)通一個(gè)固定占空比，當(dāng)輸出電壓高于comp_h比較器的閾值電壓時(shí)，系統(tǒng)將跨過一些時(shí)鐘周期，功率管將一直處于關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)輸出電壓將逐漸下降，直到輸出電壓下降到低于comp_l比較器的閾值電壓時(shí)，功率管再次打開。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；
[0024]圖2是圖1中跨導(dǎo)模塊的電路圖；
[0025]圖3是圖1中電壓比較模塊的電路圖；
[0026]圖4是圖3中第一比較器comp-h的電路圖；
[0027]圖5是圖3中第三比較器comp-12的電路圖；
[0028]圖6是圖2的跨導(dǎo)模塊的仿真圖；
[0029]圖7是圖3的電壓比較模塊的仿真圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面進(jìn)一步描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。
[0031]如圖1所示的一種跨導(dǎo)與輸出電壓比較電路，包括跨導(dǎo)模塊和電壓比較模塊；所述跨導(dǎo)模塊的信號(hào)輸入端與外部信號(hào)連接，所述跨導(dǎo)模塊的信號(hào)輸出端與電壓比較模塊的信號(hào)輸入端連接，所述電壓比較模塊輸出比較結(jié)果。跨導(dǎo)模塊的功能是放大vref與FB (引腳上的電壓)電壓之差，并提供大約30倍的小信號(hào)電壓增益，供后面的電壓比較模塊使用。
[0032]如圖2所示，跨導(dǎo)模塊包括開關(guān)管MO?M17和電阻R2?R3，所述開關(guān)管M2、M16、M17的源級(jí)分別與模擬電源vdda端連接，所述開關(guān)管M16的柵極和漏極相連后與vbias端連接，所述開關(guān)管M2和開關(guān)管M17的柵極與開關(guān)管M16的漏極連接；所述開關(guān)管M2的漏極分別與開關(guān)管MO、Ml的源級(jí)連接，所述開關(guān)管MO的柵極與vn端連接，所述開關(guān)管Ml的柵極與vp端連接，所述開關(guān)管MO的漏極與開關(guān)管M3的漏極連接，所述開關(guān)管M3的柵極與漏極相連后與GM-ON輸出端連接，所述開關(guān)管Ml的漏極與開關(guān)管M4的漏極連接，所述開關(guān)管M4的漏極與柵極連接后與GM-OP輸出端連接；所述開關(guān)管M17的漏極分別與開關(guān)管M5、M6、M7的柵極連接，所述開關(guān)管M5的柵極與漏極相連，所述開關(guān)管M6的漏極經(jīng)電阻R2與模擬電源vdda端連接，所述開關(guān)管M6的漏極還與vh輸出端連接，所述開關(guān)管M6的源級(jí)與開關(guān)管Mll的漏極連接，所述開關(guān)管Mll的柵極與GM-OP輸出端連接；所述開關(guān)管M7的漏極經(jīng)電阻R3與模擬電源vdda端連接，所述開關(guān)管M7的源級(jí)與開關(guān)管M12的漏極連接，所述M12的柵極與GM-ON輸出端連接，所述開關(guān)管M7的漏極還與vl輸出端連接；所述開關(guān)管M8?MlO的漏極均與vh輸出端連接，柵極分別與控制信號(hào)gm-trl?gm_tr3端對(duì)應(yīng)連接，源級(jí)分別與開關(guān)管M13?M15的漏極對(duì)應(yīng)連接，所述開關(guān)管M13?M15的柵極相連接后與vbias-n端連接；所述開關(guān)管M3、M4、M5、Ml1、M12、M13、M14和M15的源級(jí)均與電源地vssa端連接。所述的vn端為比較器的反向輸入端，vp端為比較器的正向輸入端。
[0033]如圖3所示，電壓比較模塊包括第一比較器comp-h、第二比較器comp-1、第三比較器comp-12和開關(guān)管M18?M19，所述開關(guān)管M19的源級(jí)與電源連接，所述開關(guān)管M19柵極與漏極連接后分別與第一比較器comp-h、第二比較器comp-1和第三比較器comp-12反相輸入端連接，所述開關(guān)管M19的漏極還與開關(guān)管M18的漏極連接，所述開關(guān)掛M18的柵極與跨導(dǎo)模塊的GM-OP輸出端連接；所述第一比較器comp-h、第二比較器comp-1、第三比較器comp-12的同相輸入端均與跨導(dǎo)模塊的GM-ON輸出端連接。第一比較器comp-h、第二比較器comp-1和第三比較器comp-12的輸入相同，GM-ON和GM-OP均為跨導(dǎo)模塊中輸出電壓反饋FB和DAC輸出電壓轉(zhuǎn)換而來的與電壓成比例的電流。
[0034]電壓比較模塊包括第一比較器comp-h、第二比較器comp-1和第三比較器comp-12，這三個(gè)比較器的輸出結(jié)果參與確定模式的切換。當(dāng)負(fù)