CN216751698U - 低功耗、低失调双电压比较器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低功耗、低失调双电压比较器，包括管壳、管芯和管壳引脚，所述管芯与管壳引脚通过键合引线实现互连，在管芯上集成恒流源电路、输入级电路、中间级电路和输出级电路，输入级电路包括由三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q7和Q5组成的差分输入电路；所述恒流源电路为输入级电路和中间级电路正常工作提供偏置电流且包括PNP型三极管Q20、Q20B、Q20A、Q9和Q9A，其特殊之处是：所述三极管Q1、Q2、Q3和Q4为PNP型三极管且三极管Q1、Q3与三极管Q2、Q4为对称结构，所述管壳由扁平封装的陶瓷外壳和设置在陶瓷外壳上表面的Ni‑Au镀层构成。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种低功耗、低失调双电压比较器。
背景技术
电压比较器电路由差分输入电路、电压放大电路和输出电路组成，所述差分输入电路、电压放大电路和输出电路制作在管芯上，管芯通过绝缘胶粘接到管壳上。其存在的问题是：失调电压大，电路精度低，共模抑制比小，不能满足后级电路工作需要。管壳采用塑料封装，散热性、耐热性、密封性差，产品的可靠性低，不能满足整机工作要求。
发明内容
本实用新型是要解决现有技术存在的上述技术问题，提供一种低功耗、低失调双电压比较器。
本实用新型的技术解决方案是：一种低功耗、低失调双电压比较器，包括管壳、通过绝缘胶粘接到管壳上的管芯和管壳引脚，所述管芯与管壳引脚通过键合引线实现互连，在管芯上集成恒流源电路、输入级电路、中间级电路和输出级电路，输入级电路包括由三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q7和Q5组成的差分输入电路，其中三极管Q5和Q7为恒流源负载且三极管Q7和Q5的基极相连并且三极管Q7的基极与集电极连接、三极管Q7和Q5的发射极接地；所述恒流源电路为输入级电路和中间级电路正常工作提供偏置电流且包括基极相互连接、发射极连接电源V+的PNP型三极管Q20、Q20B、Q20A、Q9和Q9A，三极管Q9的集电极与基极连接，其特殊之处是：所述三极管Q1、Q2、Q3和Q4为PNP型三极管且三极管Q1、Q3与三极管Q2、Q4为对称结构，三极管Q1和Q2基极分别是输入正端IN+和输入负端IN-且三极管Q1和Q2的集电极接地，三极管Q1的发射极与三极管Q3的基极连接以及三极管Q2的发射极与三极管Q4的基极连接，三极管Q3和Q4的集电极相连并且与三极管Q20的集电极连接，在三极管Q1基极和发射极之间以及三极管Q20B集电极和Q1发射极之间分别连接嵌位保护二极管D3和D2，在三极管Q2基极和发射极之间以及三极管Q20A集电极和Q2发射极之间分别连接嵌位保护二极管D1和D4，且所述管壳由扁平封装的陶瓷外壳和设置在陶瓷外壳上表面的Ni-Au镀层构成。
进一步，所述中间级电路由三极管Q6、Q8、Q10、Q11、Q12、结型场效率管JFET和电阻R1组成，三极管Q8为PNP型三极管且其发射极和结型场效应管JFET的漏极相连并且连接电源V+，三极管Q9集电极连接三极管Q8的基极和三极管Q10的集电极，三极管Q9A的集电极连接三极管Q10和Q11的基极并同时连接结型场效率管JFET的源极和三极管Q11的集电极，三极管Q6的基极连接三极管Q5的集电极，和集电极同时三极管Q8的集电极连接三极管Q6的集电极并且作为中间级电路的输出端，三极管Q10的发射极通过电阻R1接地，三极管Q11的发射极连接三极管Q12的基极和集电极，三极管Q12和Q6的发射极接地；所述三极管Q6为单端输出差分放大电路的输出管，用来提高中间级电路的放大能力。
进一步，所述输出级电路采用三极管Q13，为集电极开路输出的电路形式，且三极管Q13基极连接中间级电路的输出端。
本实用新型采用嵌位保护二极管来限制输入电压，避免了输入级电路中PNP三极管BC结正偏过大而失效，同时输入级电路中三极管Q1、Q3与三极管Q2、Q4为对称结构，降低了电路失调电压，提高了电路的共模抑制比，减小了温度漂移小且容易调试。在产品结构上采用陶瓷管壳扁平封装，有效地减小了器件的体积，提高了集成度，并具有良好的密封性、散热性和耐热性，提高了产品的可靠性，使其工作温度范围更宽，从而满足后级电路的要求。
附图说明
图1是本实用新型的封装结构示意图；
图2是图1的仰视图。
图3是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图所示，本实用新型涉及的低功耗、低失调双电压比较器，包括管壳1、通过绝缘胶2粘接到管壳1上的管芯3和管壳引脚5，所述管芯3与管壳引脚5之间通过硅铝丝键合引线4实现互连，且所述管壳3由扁平封装的陶瓷外壳301和设置在陶瓷外壳301上表面的Ni-Au镀层302构成。在管芯3上集成输入级电路6、恒流源电路7、中间级电路8和输出级电路9，输入级电路6包括由三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q7和Q5组成的差分输入电路，其中三极管Q5和Q7为恒流源负载且三极管Q7和Q5的基极相连并且三极管Q7的基极与集电极连接、三极管Q7和Q5的发射极接地；所述恒流源电路7为输入级电路和中间级电路正常工作提供偏置电流且包括基极相互连接、发射极连接电源V+的PNP型三极管Q20、Q20B、Q20A、Q9和Q9A，三极管Q9的集电极与基极连接，所述三极管Q1、Q2、Q3和Q4为PNP型三极管且三极管Q1、Q3与三极管Q2、Q4为对称结构，三极管Q1和Q2基极分别是输入正端IN+和输入负端IN-且三极管Q1和Q2的集电极接地，三极管Q1的发射极与三极管Q3的基极连接以及三极管Q2的发射极与三极管Q4的基极连接，三极管Q3和Q4的集电极相连并且与三极管Q20的集电极连接，在三极管Q1基极和发射极之间以及三极管Q20B集电极和Q1发射极之间分别连接嵌位保护二极管D3和D2，在三极管Q2基极和发射极之间以及三极管Q20A集电极和Q2发射极之间分别连接嵌位保护二极管D1和D4。
所述中间级电路8由三极管Q6、Q8、Q10、Q11、Q12、结型场效率管JFET和电阻R1组成，三极管Q8为PNP型三极管且其发射极和结型场效应管JFET的漏极相连并且连接电源V+，三极管Q9集电极连接三极管Q8的基极和三极管Q10的集电极，三极管Q9A的集电极连接三极管Q10和Q11的基极并同时连接结型场效率管JFET的源极和三极管Q11的集电极，三极管Q6的基极连接三极管Q5的集电极，和集电极同时三极管Q8的集电极连接三极管Q6的集电极并且作为中间级电路的输出端，三极管Q10的发射极通过电阻R1接地，三极管Q11的发射极连接三极管Q12的基极和集电极，三极管Q12和Q6的发射极接地；所述三极管Q6为单端输出差分放大电路的输出管，用来提高中间级电路的放大能力。
所述输出级电路9采用三极管Q13，为集电极开路输出的电路形式，且三极管Q13基极连接中间级电路的输出端。
当单电源V+等于+5V工作时，输入端电压VIN+＞VIN-时，三极管Q3的集电极电流大于三极管Q4的集电极电流即IC3＞IC4，由于第一恒流源中三极管Q5和三极管Q7(相当于负载)提供的集电极电流相等,所以三极管Q5的集电极电流等于三极管Q7的集电极电流即IC5＝IC7，这样要从三极管Q6的基极抽取电流,导致三极管Q6截止，三极管Q13的基极为高电平,输出级三极管Q13饱和,比较器输出高电平。当输入电压VIN+＜VIN-时，三极管Q3的集电极电流小于三极管Q4的集电极电流即IC3＜IC4,三极管Q4与三极管Q3的集电极电流差为三极管Q6提供基极电流,三极管Q6导通,给三极管Q13提供足够的导通电流，三极管Q13导通,比较器输出低电平。
本实用新型主要电特性：
输入失调电压:≤9mV；
输入失调电流：≤100nA；
输入偏置电流：≤300nA；
电源电流：≤1.0mA；
开环电压增益：≥94dB；
饱和压降：≤700mV。
以上仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种低功耗、低失调双电压比较器，包括管壳、通过绝缘胶粘接到管壳上的管芯和管壳引脚，所述管芯与管壳引脚通过键合引线实现互连，在管芯上集成恒流源电路、输入级电路、中间级电路和输出级电路，输入级电路包括由三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q7和Q5组成的差分输入电路，其中三极管Q5和Q7为恒流源负载且三极管Q7和Q5的基极相连并且三极管Q7的基极与集电极连接、三极管Q7和Q5的发射极接地；所述恒流源电路为输入级电路和中间级电路正常工作提供偏置电流且包括基极相互连接、发射极连接电源V+的PNP型三极管Q20、Q20B、Q20A、Q9和Q9A，三极管Q9的集电极与基极连接，其特征是：所述三极管Q1、Q2、Q3和Q4为PNP型三极管且三极管Q1、Q3与三极管Q2、Q4为对称结构，三极管Q1和Q2基极分别是输入正端IN+和输入负端IN-且三极管Q1和Q2的集电极接地，三极管Q1的发射极与三极管Q3的基极连接以及三极管Q2的发射极与三极管Q4的基极连接，三极管Q3和Q4的集电极相连并且与三极管Q20的集电极连接，在三极管Q1基极和发射极之间以及三极管Q20B集电极和Q1发射极之间分别连接嵌位保护二极管D3和D2，在三极管Q2基极和发射极之间以及三极管Q20A集电极和Q2发射极之间分别连接嵌位保护二极管D1和D4，且所述管壳由扁平封装的陶瓷外壳和设置在陶瓷外壳上表面的Ni-Au镀层构成。
2.根据权利要求1所述的低功耗、低失调双电压比较器，其特征是：所述中间级电路由三极管Q6、Q8、Q10、Q11、Q12、结型场效率管JFET和电阻R1组成，三极管Q8为PNP型三极管且其发射极和结型场效应管JFET的漏极相连并且连接电源V+，三极管Q9集电极连接三极管Q8的基极和三极管Q10的集电极，三极管Q9A的集电极连接三极管Q10和Q11的基极并同时连接结型场效率管JFET的源极和三极管Q11的集电极，三极管Q6的基极连接三极管Q5的集电极，和集电极同时三极管Q8的集电极连接三极管Q6的集电极并且作为中间级电路的输出端，三极管Q10的发射极通过电阻R1接地，三极管Q11的发射极连接三极管Q12的基极和集电极，三极管Q12和Q6的发射极接地；所述三极管Q6为单端输出差分放大电路的输出管，用来提高中间级电路的放大能力。
3.根据权利要求1所述的低功耗、低失调双电压比较器，其特征是：所述输出级电路采用三极管Q13，为集电极开路输出的电路形式，且三极管Q13基极连接中间级电路的输出端。
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- 2021-12-31 CN CN202123427797.8U patent/CN216751698U/zh active Active
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