CN205320050U - 一种具有箝位功能的比较器电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电路，具体一种具有箝位功能的比较器电路，包括NMOS管、PMOS管和比较器，所述NMOS管的源极和衬底短接在一起，其漏极与电源相连；所述PMOS管的源极和衬底短接在一起，其漏极与地相连；所述比较器的一输入端连接所述NMOS管和PMOS管的源极，该输入端并经过电阻连接输入电压；所述比较器的另一个输入端连接参考电压；所述比较器的输出端与外部电路相连接。本实用新型的电路结构不仅避免了对参考电压驱动能力较高的要求，而且能够有效地克服偏衬效应，电压应用范围更广。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电路，具体涉及一种具有箝位功能的比较器电路。
背景技术
在一些电子驱动系统中，控制电路需要采用外部信号以做出正确的判断，比如相位检测，过零检测等，在过零检测电路中通常采用比较器来作为检测的技术方案。又因为检测电路为集成电路，自身的耐压有限，而外部的输入信号的波动范围可能超出电路的耐压范围，对电路造成损害，因此通常在输入信号的位置设置箝位电路以保护。
常见的箝位电路的方式有两种，分别如下：
（1）第一种是二极管箝位电路，如附图1所示，该电路由二极管和比较器构成，比较器的正相输入端（或负相输入端）经过电阻连接输入电压（Vi），比较器的负相输入端（或正相输入端）连接参考电压（VF1）。该箝位电路利用两个二极管（D1、D2）的正向导通特性对输入端t1点进行箝位；当t1点电位下降时，因为二极管（D1）的箝位作用，t1点的电路只能降到比参考电压（VF1）低一个PN结导通压降（Vpn）的电压值附近，即VF1-Vpn；反之，当t1点电压升高时，被二极管D2箝位在VF1+Vpn附近。因此t1点的电位被箝位在VF1-Vpn～VF1+Vpn范围之间。该电路结构的缺点是：VF1需要有足够的带载能力，防止因驱动能力不足，导致VF1自身电压偏离，失去箝位作用。VF1驱动能力的增强，需要增加对应电路的面积，不利于集成设计。
（2）第二种是MOS管箝位电路，如附图2所示，该电路由MOS管和比较器构成。该电路中的PMOS管的漏极接地（GND），衬底接电源(VDD_5V)，PMOS管的源极和NMOS管的源极连接同时连接到比较器的一个输入端，NMOS管的漏端接电源（VDD_5V），其衬底电位是GND；两个MOS管的栅极连接在一起和参考电压（VF2）相连。该结构利用PMOS管和NMOS管的开启特性（假设PMOS管的开启电压为Vthp，NMOS管的开启电压为Vthn），将输入端t2点的电压限制在VF2-Vthn～VF2+Vthp之间，同时避开了附图1所示电路结构的缺陷，对参考电压（VF2）的负载能力要求不高。但该结构的缺点是：因为MOS管的衬底电压和源端电压的差异带来的衬偏效应，将使MOS的开启电压值变化范围较大，应用电压范围有限。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服现有背景技术中的缺陷，提出了一种具有箝位功能的比较器电路，该电路不仅避免了对参考电压驱动能力较高的要求，而且能够克服衬偏效应对开启电压的影响。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种具有箝位功能的比较器电路，包括NMOS管、PMOS管和比较器，其特征是：所述NMOS管的源极和衬底短接在一起，其漏极与电源（VCC）相连；所述PMOS管的源极和衬底短接在一起，其漏极与地相连；所述比较器的一输入端（正相输入端或负相输入端）连接所述NMOS管和PMOS管的源极，该输入端并经过电阻连接输入电压（Vi3）；所述比较器的另一个输入端（负相输入端或正相输入端）连接参考电压（VF3）；所述比较器的输出端（VO）与外部电路相连。
优选的：所述比较器的正相输入端连接所述NMOS管和PMOS管的源极，该输入端并经过电阻连接输入电压（Vi3），其负相输入端连接参考电压（VF3）。
另一优选的：所述比较器的负相输入端连接所述NMOS管和PMOS管的源极，该输入端并经过电阻连接输入电压（Vi3），其正相输入端连接参考电压（VF3）。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的电路结构中将MOS管的源极和衬底短接在一起，使得衬底电位和源极电位相同，从而避免了衬偏效应的发生；同时因为PMOS管的衬底电压独立于VCC，因此VCC的电压不再局限于低压应用，可以采用高压电源，其电压应用范围很宽。
另外，本实用新型结构也具备了附图2中的优点，对参考电压的负载能力要求不高。
附图说明
图1，现有二极管箝位电路的原理图；
图2，现有MOS管箝位电路的原理图；
图3，本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图以及优选的方案对本实用新型的工作原理作进一步详细的说明。
如图3所示，是本实用新型的电路原理图，具体是一种具有箝位功能的比较器电路，该电路包括NMOS管、PMOS管和比较器，所述NMOS管的源极和衬底短接在一起，其漏极与电源（VCC）相连；所述PMOS管的源极和衬底短接在一起，其漏极与地相连；所述比较器的一输入端（正相输入端或负相输入端）连接所述NMOS管和PMOS管的源极，该输入端并经过电阻连接输入电压（Vi3）；所述比较器的另一个输入端（负相输入端或正相输入端）连接参考电压（VF3）；所述比较器的输出端（VO）与外部电路相连。
实施例一：本实施例中的比较器的正相输入端连接所述NMOS管和PMOS管的源极，该输入端并经过电阻连接输入电压（Vi3），其负相输入端连接参考电压（VF3），假设PMOS管的开启电压为Vthp，NMOS管的开启电压为Vthn，那么输入端t3点的电压被限制在（VF3-Vthn）~（VF3+Vthn）的电压范围内，保证不受衬偏效应影响。
实施例二：本实施例中的比较器的负相输入端连接所述NMOS管和PMOS管的源极，该输入端并经过电阻连接输入电压（Vi3），其正相输入端连接参考电压（VF3），假设PMOS管的开启电压为Vthp，NMOS管的开启电压为Vthn，那么输入端t3点的电压被限制在（VF3-Vthn）~（VF3+Vthn）的电压范围内，保证不受衬偏效应影响。
本实用新型是一种新型的具有箝位功能的比较器电路，该电路不仅避免了对参考电压驱动能力较高的要求，而且有效克服了衬偏效应，电压应用范围更广。
Claims (3)
1.一种具有箝位功能的比较器电路，包括NMOS管、PMOS管和比较器，其特征是：所述NMOS管的源极和衬底短接在一起，其漏极与电源相连；所述PMOS管的源极和衬底短接在一起，其漏极与地相连；所述比较器的一输入端连接所述NMOS管和PMOS管的源极，该输入端并经过电阻连接输入电压；所述比较器的另一个输入端连接参考电压；所述比较器的输出端与外部电路相连。
2.根据权利要求1所述的具有箝位功能的比较器电路，其特征是：所述比较器的一输入端为正相输入端，所述正相输入端连接所述NMOS管和PMOS管的源极，该输入端并经过电阻连接输入电压；该比较器的另一输入端为负相输入端，所述负相输入端连接参考电压。
3.根据权利要求1所述的具有箝位功能的比较器电路，其特征是：所述比较器的一输入端为负相输入端，所述负相输入端连接所述NMOS管和PMOS管的源极，该输入端并经过电阻连接输入电压；该比较器的另一输入端为正相输入端，所述正相输入端连接参考电压。
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| CN201521122857.7U CN205320050U (zh) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | 一种具有箝位功能的比较器电路 |
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