[發明專利]一種有源電壓限位電路

無效

• 申請號: 201310380044.7
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103440010A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 周澤坤;張慶嶺;王霞;張瑜;石躍;明鑫;王卓;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德

技術領域

本發明涉及模擬集成電路電路技術領域，特別涉及一種有源電壓限位電路。

背景技術

電壓限位電路作為部分電路的設計單元，較為廣泛地應用在模擬集成電路中，其核心就是在設定的電壓范圍內，輸出電壓能夠跟隨輸入電壓變化，在設定的電壓范圍以外，電路輸出能夠固定在某一特定值，不隨輸入變化，其精確度和穩定性很大程度上決定了電壓限位電路性能的優劣。

傳統的電壓限位電路的缺點在于，在設定的電壓范圍內，輸出電壓不能很好的跟隨輸入電壓變化，在輸出端產生誤差；或者在設定的電壓范圍以外，電路輸出不能固定在某一特定值。這樣的電路輸出電壓不夠穩定，精確度差，在后續電路使用中會產生不穩定因素，不能應用在一些要求比較穩定和精確的領域。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的電壓限位電路輸出電壓不夠穩定，精確度差的問題，提供一種有源電壓限位電路。

本發明解決所述技術問題，采用的技術方案是，一種有源電壓限位電路，其特征在于，包括四只NMOS管：M1、M2、M14、M18，十四只PMOS管：M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11、M12、M13、M15、M16、M17，兩只PNP型三極管：Q1、Q2，一只NPN型三極管：Q3，反相器和二選一選擇電路；

具體連接關系如下：NMOS管M1、M2構成電流鏡，M1、M2管源極接地，電流源IB與M1柵漏相連，M1柵極連接M18柵極，M2柵極連接M3柵漏極，M3柵極連接PMOS管M4、M5、M6、M7、M9、M11、M15柵極，M4、M5、M6、M7、M9、M11、M15源極接高電平VDD，M4漏極連接M5源極和Q1管基極，M5管漏極接地，M5管柵極和M10管柵極相連并連接輸入電壓V_IN，M6漏極連接PNP型三極管Q1、Q2發射極和NPN型三極管Q3的基極，Q1、Q2集電極接地，M7漏極連接Q2基極和M8源極，M8漏極接地，M8柵極連接上閾值電壓VTH+，M9漏極連接M12柵極和M10源極，M10漏極接地，M11漏極連接M12和M13源極，M12漏極接地，M13漏極連接M14漏極和柵極及反相器輸入端，M14源極接地，M15漏極接M13柵極和M16源極，M16漏極接地，M16柵極連接下閾值電壓VTH-，NPN型三極管Q3集電極接高電平VDD，Q3發射極連接M17源極，M17柵極和漏極相連并輸出電壓VA，M17漏極連接M18漏極，M17柵極連接二選一選擇電路的B輸入端，二選一選擇電路的A輸入端連接下閾值電壓VTH-，反相器輸出端連接二選一選擇電路的使能端EN，二選一選擇電路的輸出端輸出電壓V_OUT。

進一步的，當V_IN<VTH-時，使能端EN為高電平，二選一選擇電路輸出VTH-；當VTH-<V_IN<VTH+時，VA跟隨V_IN變化，使能端EN為低電平，二選一選擇電路輸出VA；當V_IN>VTH+時，VA固定為VTH+，使能端EN為低電平，二選一選擇電路輸出VTH+。

本發明的有益效果是，輸入電壓在設定的閾值電壓范圍內時，輸出電壓跟隨輸入電壓變化，跟隨精度高；輸入電壓在設定的閾值電壓范圍外時，輸出電壓為上閾值電壓或下閾值電壓，輸出電壓穩定性高。

附圖說明：

圖1為本發明的有源電壓限位電路的電路示意圖；

圖2為本發明的有源電壓限位電路的仿真示意圖。

其中：M1、M2、M14、M18為NMOS管；M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11、M12、M13、M15、M16、M17為PMOS管；Q1、Q2為PNP型三極管；Q3為NPN型三極管；INV為反相器；MUX2為二選一選擇電路。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施方式對本發明作進一步的闡述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性的勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明的有源電壓限位電路，具體電路如圖1所示。其中，VTH+和VTH-為設定的閾值電壓，VTH+為上閾值電壓，VTH-為下閾值電壓，V_IN為輸入電壓。