具有带隙结构的迟滞比较器电路设计

 

　　本电路没有设计单一的基准源模块。这是因为它的最低输入电压为1.2 V。如果采用基准源模块的设计方法，要获得一个与温度和电源电压无关的基准源，整个电路的输入电压基本上要超过2 V，不满足设计要求。因此，采用一个自身具有恒定翻转门限的迟滞比较器，实现了基准源和使能比较器的功能。

　　1 电路设计

　　1.1 电路功能

　　迟滞比较器的功能是将反馈电压VFB与内部的门限电压相比较，控制其他模块是否正常工作。当反馈电压VFB比内部上门限电压高时，迟滞比较器的输出将使其他模块不工作;当反馈电压VFB比内部下门限电压高时，迟滞比较器的输出使其他模块正常工作。

　　1.2 具有带隙结构迟滞比较器的电路原理

　　带隙基准迟滞比较器由3部分构成(见图1)，带隙基准比较器、射随器和迟滞比较器。工作原理为：输入端与内部的基准门限电压进行比较，当输入端电压超过内部基准门限时，Q12集电极中没有电流流过，即输出电流IOUT为0;当输入端电压低于较低门限时，Q12集电极中有电流流过，即有IOUT流过，从而实现了输出电流IOUT的迟滞控制。

　　1.2.1 带隙基准比较器

　　图1中左边部分是带隙基准比较器。Q2的发射区面积是Q1的n倍。电流Ic2，Ic1与反馈电压VFB的关系如图2所示。设流过Q1集电极的电流为Ic1流过Q2集电极的电流为Ic2。其工作原理是：当反馈电压VFB较低时，Ic2>Ic1，A点电压比B点电压高;当VFB从低电平逐渐增加时，电流Ic2，Ic1均增加，Ic2曲线斜率比Ic1曲线斜率小;当VFB达到带隙基准比较器的翻转门限时，Ic2=Ic1，A点电压与B点电压相等;当VFB超过带隙基准比较器的翻转门限时，Ic2

　　

 

　　计算带隙基准比较器的翻转门限电压。由Q1，Q2构成了带隙电路中△VBE的NPN对，电流设置电阻是R1，增益电阻是R2。R3可限制驱动Q2的基极电流，这可以防止其进入深饱和，维持电路正确的工作和限制偏置电流。R4，R5电阻值相等。

　　

 

　　于是带隙比较器的翻转门限电压就等于VTH。

　　在T=300 K时，

　　

 

　　;VT与绝对温度成正比，此时VT=8.62×10-5T;VT随温度的增加而增加，而Vbe随温度的增加而减小，它的温度系数

　　

 

　　。在式(5)中，第1项是正温度系数，第2项是负温度系数，合理调节R2，R1的比值和n，就可以得到与温度、电源电压无关的翻转门限电压。