今天小编要和大家分享的是保护电路,开环比较器,CMOS控制器相关信息,接下来我将从带热滞回功能的CMOS温度保护电路,电路中使用电压比较器lm339来监测电源电压.这几个方面来介绍。
电路中使用电压比较器lm339来监测电源电压.
随着集成电路技术的广泛应用及集成度的不断增加,超大规模集成电路(VLSI)的功耗、芯片内部的温度不断提高,温度保护电路已经成为了众多芯片设计中必不可少的一部分。本文在CSMC 0.5/μm CMOS工艺下,设计一种适用于音频功放的高精度带热滞回功能温度保护电路。
电路结构设计
整个电路结构可分为启动电路、PTAT电流产生电路、温度比较及其输出电路。下面详细介绍各部分电路的设计以及实现。文中所设计的温度保护整体电路图如图1所示。
启动电路
在与电源无关的偏置电路中有一个很重要的问题,那就是“简并”偏置点的存在,每条支路的电流可能为零,即电路不能进入正常工作状态,故必须添加启动电路,以便电源上电时摆脱简并偏置点。上电瞬间,电容C上无电荷,M7栅极呈现低电压,M7~M9导通,PD(低功耗引脚)为低电平,M3将M6栅压拉高,由于设计中M2宽长比较小,而此时又不导通,Q1~Q4支路导通,电路脱离“简并点”;随着M6栅电位的继续升高,M2导通,M3源电位急剧降低,某时刻M3 被关断,启动电路与偏置电路实现隔离,电容C两端电压恒定,为M7提供合适的栅压,偏置电路正常工作。然而,当PD为高电平时,M4导通,将M6,M10 的栅电位拉低,使得整个电路处于低功耗状态。
温度比较及输出电路
由于晶体管的BE结正向导通电压具有负温度系数;PTAT电流进行I-V变换产生电压具有正温度特性;利用这两路电压不同的温度特性来实现温度检测,产生过温保护信号的输出,M26~M30,M33,M34构成一个两级开环比较器,反相器的接入是为了满足高转换速率的要求。M31,M32是低功耗管,M23~M25的作用是构成一个正反馈回路,以防止在临界状态发生不稳定性,同时又为电路产生了滞回区间。
比较器的两个输入端电压分别记为VQ和VR;M17~M22用来镜像基准源电路产生的PTAT电流,这里它们与M14有着相同的宽长比。因此流经这三条支路的电流都为IPTAT。在常温下,M25截止,R2完成对PTAT电流的I-V变换,即VR=2IPTATR2,此时VRVQ,比较器输出为低电平。随着温度的升高,IPTAT不断增大,VR也随之增大。与此同时,晶体管BE结正向导通电压VQ以2.2 mV/℃的速度下降。当VR=VQ的瞬间,比较器发生翻转,使得输出为高电平,从而启动温度保护。在温度保护启动的同时,M25开始导通。此时,流过R2 上的电流变为两部分,一部分是原来就存在的M19~M22提供的偏置电流,另一部分就是新引入的由M23~M25提供的电流。这样做的好处是在温度下降时,只有在温度低于开始的关断温度一定值时才能重新工作,相当于在关断点附近形成热迟滞,有效地防止了热振荡现象的发生。
为保证芯片在工作时不因温度过高而被损坏,温度保护电路是必须的。这里所设计的温度保护电路对温度灵敏性高,功耗低,其热滞回功能能有效防止热振荡现象的发生,相比一般单独使用晶体管BE结的温度保护电路具有更高的灵敏度和精度,可广泛用于各种功率芯片内部。
关于保护电路,开环比较器,CMOS控制器就介绍完了,您有什么想法可以联系小编。