[发明专利]电压检测及控制电路

说明书

电压检测及控制电路，属于模拟集成电路技术领域。包括基准电压输出缓冲模块、电压运算模块和比较器模块，基准电压输出缓冲模块的输入端连接基准电压，其输出端连接电压运算模块的第二输入端；电压运算模块的第一输入端连接外部调整电压，通过对其第一输入端和第二输入端的输入信号进行处理得到比较信号输出到比较器模块的第一输入端；比较器模块的第二输入端连接待检测电压，通过比较待检测电压和比较信号得到一个控制信号作为电压检测及控制电路的输出信号。本发明检测范围大，适用范围广；尤其适用于动态放大器，在电源电压的一定变化范围内，得到不随电源电压变化变化的动态放大器放大倍数，从而获得抗电源电压波动的增益稳定动态放大器。

技术领域

本发明属于模拟集成电路技术领域，涉及一种电压检测及控制电路，尤其适用于动态放大器电源电压波动的检测和电源电压波动下增益的校正。

背景技术

集成电路工艺的进步使数字电路工作速度不断提高，集成密度不断增大，电源电压逐渐降低，表征数字电路综合性能的数据明显提高；然而，工艺进步、电源电压降低恶化了很多重要的模拟电路模块的性能，影响最大的当属放大器。作为模拟电路中广泛应用的基本模块，一方面，工艺进步产生了很多CMOS器件的非理想效应，这对敏感的模拟电路影响较大，另一方面，电源电压降低导致放大器的结构选择受到限制。有鉴于此，动态放大器成为设计和研究的热点，动态放大器结构简单且无静态功耗，很好的适应了低电源电压，极大的降低了功耗，因而在很多电路中得到应用，如模数转换器(ADC)等；但是，动态放大器的增益易受电源电压波动的影响，而实际电路中，电源电压的波动是难以避免的，这就极大的限制了动态放大器的性能和适用范围，因此在设计使用动态放大器时，需要考虑减小或消除电源电压波动对增益的影响。

一种带共模检测的动态放大器如图1所示，在图1中，该动态放大器主要由用于复位的第四PMOS管M1、第五PMOS管M2、第六PMOS管M3，用做输入对管的第三NMOS管M4、第四NMOS管M5，控制放大过程的第五NMOS管M6、第六NMOS管M7，用于检测输出共模的电容第二电容C₁、第三电容C₂，控制输出接入的第一压控开关SW1和第二压控开关SW2和表示负载的第四电容C_LN、第五电容C_LP组成。图中外部时钟信号clk控制动态放大器在复位和放大两个阶段切换，共模检测器CMD对输出共模V_x进行检测，当V_x点电压大于设定的固定电压时，输出V_ctrl为高电平，当V_x点电压小于设定的固定电压时，输出V_ctrl为低电平；通过输出控制信号V_ctrl改变第五NMOS管M6栅端电压控制放大结束，通过控制接负载的第一压控开关SW1和第二压控开关SW2断开负载和动态放大器输出。

其中，在复位阶段，由外部时钟控制的信号clk为低电平，用于复位的第四PMOS管M1、第五PMOS管M2、第六PMOS管M3打开，同时由clk控制的第六NMOS管M7关断，动态放大器内部结点V₁、V₂、V_x被充电到电源电压，共模检测器CMD输出的V_ctrl为高电平，第五NMOS管M6导通，第一压控开关SW1和第二压控开关SW2闭合，输出负载的第四电容C_LN、第五电容C_LP和放大器直接相连并被充电到电源电压，此即为复位状态。