[实用新型]一种新型施密特触发器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模拟电路，特别是涉及一种施密特触发器。

背景技术

施密特触发器是一种脉冲波形整形电路，它可以把变化缓慢的信号或变化不规则的信号转换为陡变信号。如图1所示理想施密特触发器的直流电压传输特性曲线图，这种曲线类似于迟滞回线，其特性的两个重要参数是前沿触发电压V⁺和后沿触发电压V^-。前沿触发电压V⁺是输入电压增加过程中引起电路翻转动作的触发电压，后沿触发电压V^-是输入电压减小过程中引起电路翻转动作的触发电压。

图2所示是一种采用NMOS管实现的施密特触发器。作为一级近似，且忽略体效应，可以认为M2开始导通时出现触发点。当M2的电流为零时，如果输入电压为V⁺，则反馈电压V_FB为：

V_FB＝V⁺-V_T0

其中V_T0是N沟晶体管的开启电压。对于触发点处的输入电压，下拉管M1处在饱和区的边缘。V_FB决定于M3与M1的W/L之比。求解触发电压，可以得到：

V+=VDD+k1k3VT01+k1k3]]>

其中k₁、k₃分别为M1、M3的跨导系数。

一旦晶体管M2导通，施密特触发器输出电压立即翻转为低电平，晶体管M3随即截止。

类似地，根据输入电压V_in从VDD降至零，可以计算得出后沿触发电压：

V^-＝V_IH

其中V_IH是输入高电平，它与k₁、k₂、k₄有关。

从上面分析可以看到，施密特触发器的前后沿触发点压都随电源电压的变化而变化。

图3为六管串连形式的施密特触发器，它使用串连的两个NMOS管和两个PMOS管对输入电压进行检测，从而实现施密特触发器的功能。但是该施密特触发器的前后沿触发点压受电源电压和温度的影响较大。

图4所示为专利：一种施密特触发器(专利号：200820066742.4，公开日：2009.02.04)采用反相器的翻转阈值电压来决定施密特触发器的前后沿触发电压的电路。根据CMOS反相器的定义，反相器的翻转阈值电压Vi为：