改进的电压比较器制造技术

本发明专利技术提供一种电压比较器，其包括：带隙基准电压电源电路，其提供带隙基准电压；比较单元，其第一输入端接收所述带隙基准电压，其第二输入端连接目标电压，其输出端输出比较结果。所述带隙基准电压源电路包括运算放大器、第三电阻、第一中间节点、第二中间节点、采样开关、第一电容、滤波器、基准电压输出端、开关组合电路、N个双极型晶体管和控制电路。在不同时间段中，所述开关组合电路使得N个双极晶体管被逐一轮流连接到第二中间节点，使其余双极型晶体管被并联连接至第一中间节点，经过这种轮换可以实现双极型晶体管之间的失配被平均掉，从而可以实现更高的输出电压精度，进而，可以使得所述电压比较器输出更为准确的比较结果。

【技术实现步骤摘要】
改进的电压比较器
本专利技术涉及电子电路
，特别涉及一种改进的电压比较器。
技术介绍
带隙基准电压源被广泛应用于各种模拟电路中。在实际应用中，高精度的带隙基准电压源被亲睐。请参考图1所示，其为现有技术中的一种带隙基准电压源的电路示意图，其包括电阻R1、R2、R3，双极型晶体管PNP管Q1、Q2，以及运算放大器OP。一般设计Q1的发射极面积比Q2的发射极面积大，例如其比例为K:1，在实际设计中为了实现比较好的匹配效果，一般Q1设计为K个与Q2一样的PNP管并联，在一个例子中K＝4。一般电阻R1和R2的电阻值设计成一样，并设计为R3的电阻值的M倍，则VBG＝Vbe+M.VT.lnK，其中Vbe为Q2的发射极-基极电压，M为R1的电阻值与R3的电阻值之比，VT为热电压，其为正温度系数，K为Q1与Q2的发射极面积之比。Vbe为负温度系数，通过设计合适的M值可以实现较好的温度补偿，实现近似零温度系数的VBG电压值。虽然Q1被设计成K个与Q2一样的晶体管并联，但Q1中的每一个晶体管与Q2之间存在失配，即当大批量生产时，芯片之间会存在差异，这些差异导致VBG不准确，而且这种差异会因封装应力影响而变化。即使在晶圆或晶片阶段，通过修调技术把VBG调节得很准确，但封装后，由于封装应力的影响，导致芯片之间又存在偏差。因此，由于产生的带隙基准电压VGB存在偏差，导致采用这样的带隙基准电压源的电压比较器的输出结果也不准确。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电压比较器，其采用改进的带隙基准电压源电压，该带隙基准电压源电压可以进一步提高输出的基准电压的精度，减小双极型晶体管的失配和封装应力的影响，这样可以使得所述电压比较器输出更为准确的比较结果。为了解决上述问题，本专利技术提供一种电压比较器，其包括：带隙基准电压电源电路，其提供带隙基准电压；比较单元，其第一输入端接收所述带隙基准电压，其第二输入端连接目标电压，其输出端输出比较结果。其中所述带隙基准电压源电路包括运算放大器、第三电阻、第一中间节点、第二中间节点、采样开关、第一电容、滤波器、基准电压输出端、开关组合电路、N个双极型晶体管和控制电路，运算放大器的第一输入端与第二中间节点相连，运算放大器的第二输入端经第三电阻与第一中间节点相连，运算放大器的输出端依次经所述采样开关和第一电容接地，所述采样开关的控制端与控制电路相连，所述滤波器的输入端与所述采样开关和第一电容之间的连接节点相连，所述滤波器的输出端与所述基准电压输出端相连，其中所述N个双极晶体管中的每个双极晶体管的第一连接端均与所述开关组合电路相连，其第二连接端均与其自身的控制端相连并接地，所述控制电路控制所述开关组合电路，以使得每个双极晶体管的第一连接端可选择的与第一中间节点或第二中间节点相连，N大于等于2。与现有技术相比，本专利技术中的带隙基准电压源电路包括开关组合电路，在不同时间段中，所述开关组合电路使得N个双极晶体管被逐一轮流连接到第二中间节点B，使其余(N-1)个双极型晶体管被并联连接至第一中间节点A，经过这种轮换可以实现双极型晶体管之间的失配被平均掉，从而可以实现更高的输出电压精度，使其受双极型晶体管的失配和封装应力的影响更小。这样，采用这种带隙基准电压源电路的电压比较器可以输出更为准确的比较结果。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为现有技术中的一种带隙基准电压源的电路示意图；图2为本专利技术在一个实施例中的带隙基准电压源电路的电路示意图；图3为图2中的时钟信号在一个实施例中的波形图；图4为本专利技术在另一个实施例中的带隙基准电压源电路的电路示意图；图5为图4中的时钟信号在一个实施例中的波形图；图6为本专利技术中的改进的电压比较器在一个实施例中的电路图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。请参考图2所示，其为本专利技术在一个实施例中的带隙基准电压源电路的电路示意图。图2所示的带隙基准电压源电路包括第三电阻R3、运算放大器OP、第一中间节点A、第二中间节点B、采样开关S6、第一电容C1、滤波器210、基准电压输出端VBG、开关组合电路220、N个双极型晶体管和控制电路230。其中，所述运算放大器OP的第一输入端与所述第二中间节点B相连，所述运算放大器OP的第二输入端经所述第三电阻R3与所述第一中间节点A相连，所述运算放大器OP的输出端依次经所述采样开关S6和所述第一电容C1接地，所述采样开关S6的控制端与所述控制电路230相连；所述滤波器210的输入端与所述采样开关S6和所述第一电容C1之间的连接节点相连，所述滤波器210的输出端与基准电压输出端VBG相连，所述滤波器210用于滤除第一电容C1上的电压波动以形成平均电压，并将所述平均电压输出给所述基准电压输出端VBG。所述N个双极型晶体管中，每个双极晶体管的第一连接端均与所述开关组合电路220相连，其第二连接端均与其自身的控制端相连并接地；所述控制电路230控制所述开关组合电路220，以使得每个双极晶体管的第一连接端可选择的与第一中间节点A或第二中间节点B相连，其中，N大于等于2。所述控制电路230控制所述开关组合电路220，在不同时间段中，使得N个双极晶体管被逐一轮流连接到第二中间节点B，且使其余(N-1)个双极型晶体管被并联连接至第一中间节点A。在每个时间段中，若一个双极晶体管的第一连接端被连接到第二中间节点B，且其余(N-1)个双极型晶体管的第一连接端被并联连接至第一中间节点A后，所述控制电路230控制采样开关S6导通，以采样运算放大器OP的输出端的电压至第一电容C1上，采样结束后，所述控制电路230控制采样开关S6关断。在图2所示的具体实施例中，所述带隙基准电压源电路还包括第一电阻R1和第二电阻R2。所述第一电阻R1的一端与运算放大器OP的输出端相连，其另一端与运算放大器OP的第二输入端和所述第三电阻R3之间的连接节点相连；所述第二电阻R2的一端与运算放大器OP的输出端相连，其另一端与运算放大器OP的第一输入端相连。在图2所示的具体实施例中，N等于5，图2一共采用5个设计成一样的双极型晶体管Q1～Q5，由其中的4个双极型晶体管构成等效图1中的Q1，由剩余的1个双极型晶体管构成等效图1中的Q2，即和第一中间节点A相连的双极型晶体管与和第二中间节点B相连的双极型晶体管的发射极面积之比为4:1。但是，在不同时间段，分别让图2中的一个双极型晶体管连接到第二中间节点B，而其他四个双极型晶体管连接至第一中间节点A，这样，等效工作电路的原理图与图1相似，只是Q1～Q5双极晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压比较器，其特征在于，其包括：带隙基准电压电源电路，其提供带隙基准电压；比较单元，其第一输入端接收所述带隙基准电压，其第二输入端连接目标电压，其输出端输出比较结果；其中所述带隙基准电压源电路包括运算放大器、第三电阻、第一中间节点、第二中间节点、采样开关、第一电容、滤波器、基准电压输出端、开关组合电路、N个双极型晶体管和控制电路，运算放大器的第一输入端与第二中间节点相连，运算放大器的第二输入端经第三电阻与第一中间节点相连，运算放大器的输出端依次经所述采样开关和第一电容接地，所述采样开关的控制端与控制电路相连，所述滤波器的输入端与所述采样开关和第一电容之间的连接节点相连，所述滤波器的输出端与所述基准电压输出端相连，其中所述N个双极晶体管中的每个双极晶体管的第一连接端均与所述开关组合电路相连，其第二连接端均与其自身的控制端相连并接地，所述控制电路控制所述开关组合电路，以使得每个双极晶体管的第一连接端可选择的与第一中间节点或第二中间节点相连，N大于等于2。

【技术特征摘要】
1.一种电压比较器，其特征在于，其包括：带隙基准电压电源电路，其提供带隙基准电压；比较单元，其第一输入端接收所述带隙基准电压，其第二输入端连接目标电压，其输出端输出比较结果；其中所述带隙基准电压源电路包括运算放大器、第三电阻、第一中间节点、第二中间节点、采样开关、第一电容、滤波器、基准电压输出端、开关组合电路、N个双极型晶体管和控制电路，运算放大器的第一输入端与第二中间节点相连，运算放大器的第二输入端经第三电阻与第一中间节点相连，运算放大器的输出端依次经所述采样开关和第一电容接地，所述采样开关的控制端与控制电路相连，所述滤波器的输入端与所述采样开关和第一电容之间的连接节点相连，所述滤波器的输出端与所述基准电压输出端相连，其中所述N个双极晶体管中的每个双极晶体管的第一连接端均与所述开关组合电路相连，其第二连接端均与其自身的控制端相连并接地，所述控制电路控制所述开关组合电路，以使得每个双极晶体管的第一连接端可选择的与第一中间节点或第二中间节点相连，N大于等于2。2.根据权利要求1所述的电压比较器，其特征在于，所述控制电路控制所述开关组合电路，在不同时间段中，使得N个双极晶体管被逐一轮流连接到第二中间节点，其余(N-1)个双极型晶体管的第一连接端被并联连接至第一中间节点，在每个时间段中，若一个双极晶体管的第一连接端被连接到第二中间节点，其余(N-1)个双极型晶体管的第一连接端被并联连接至第一中间节点，所述控制电路控制所述采样开关导通，以采样运算放大器的输出端的电压至第一电容上，采样结束后，所述控制电路控制所述采样开关关断。3.根据权利要求2所述的电压比较器，其特征在于，所述开关组合电路包括N个开关组，每个开关组对应一个双极型晶体管，所述控制电路通过控制每个开关组，以使得与该开关组对应的双极晶体管的第一连接端可选择的与第一中间节点或第二中间节点相连。4.根据权利要求3所述的电压比较器，其特征在于，每个开关组包括一个第一开关和一个第二开关，其中，第一开关的一端与对应的双极型晶体管的第一连接端相连，其另一端与第一中间节点相连；第二开关的一端与对应的双极型晶体管的第一连接端相连，其另一端与第二中间节点相连，所述控制电路为振荡器，所述振荡器输出第一时钟信号至第N时钟信号分别给N个开关组，当时所述钟信号为第一逻辑电平时，使得对应的开关组中的第一开关截止、第二开关导通，当时钟信号为第二逻辑电平时，使得对应的开关组中的第一开关导通，第二开关截止，所述振荡器输出采样时钟信号给所述采样开关的控制端，当所述采样时钟信号为第一逻辑电平时，使得所述采样开关导通，当所述采样时钟信号为第二逻辑电平时，使得所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钊，
申请(专利权)人：南京中感微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32