双极电晶体结构之电压峰値检知器

摘要

本发明提出一种具双极电晶体结构之电压峰值检知器，其系由一参考电流产生器1、一具单边负载电晶体之差动放大器2、一充电电晶体3、一补偿电流产生器4、一电容器C、一第二电阻器R2以及一输出级5所组成，其中，参考电流产生器1系用以提供一参考电流，且藉由电流镜之镜射，以提供差动放大器2、补偿电流产生器4、以及输出级5所需之电流，该差动放大器2系做为比较器使用，该充电电晶体3系做为充电器使用，用以提供电容器C所需之充电电流，该补偿电流产生器4用以产生一补偿电流，以有效补偿电容器因双极电晶体之基极电流所造成之电压降，而该输出级5则用以调整该电容器C上之电压信号V(C)，以便精确地输出该输入信号之峰值电压。本发明所提出之电压峰值检知器，不但能精确地检测出输入信号之峰值电压，并且兼具电路结构简单、占用的晶片面积小以及有利于装置之小型化等多重功效，同时亦设置有输出级以便有效防止因外部电路之撷取动作而遭致破坏所保持之输入峰值电压。此外，本发明之电压峰值检知器亦能有效消除差动放大器之超量电压效应。

主权项

1.一种双极电晶体结构之电压峰値检知器,用以检测输入电压信号之峰値电压,其包括:一输入端,用以提供一输入电压信号;一输出端,用以输出该输入电压信号之峰値电压;一电源供应电压,用以提供电压峰値检知器所需之电源电压和参考接地;一参考电流产生器1,系由第一电阻器R1以及呈二极体连接之第一NPN电体MN1之串联电路所组成,并连接在电源供应电压与接地之间,俾藉此以提供一参考电流,且藉由电流镜之镜射,以提供差动放大器2、补偿电流产生器4、以及输出级5所需之电流;一具单边负载电晶体之差动放大器2,用以接受并比较输入电压信号及第二电阻器R2一端之电压信号,并提供一充电电流信号给充电电晶体3;一充电电晶体3,用以根据该差动放大器2之单边负载电晶体MP1所流过之电流量,而提供一与该电流量等量之充电电流给电容器C;一电容器C,该电容器之一端连接至充电电晶体3,以便接受该充电电晶体3所供应之充电电流,而另一端则连接至参考接地;一第二电阻器R2,该第二电阻器之一端连接至差动放大器2之一输入端,而另一端则连接至该电容器之一端;一补偿电流产生器4,该补偿电流产生器系用以产生一补偿电流,并藉该补偿电流以有效补充电容器因双极电晶体之基极电流所造成之电压降;以及一输出级5,该输出级系用以调整电容器C上之电压信号,以便精确地在输出端输出该输入电压信号之峰値电压。2.如申请专利范围第1项所述之电压峰値检知器,其更包括:一开关,该开关系与该电容器并联连接,用以提供一放电路径,以便将电容器上所储存之电荷放电,俾利于下次输入电压信号之峰値检测。3.如申请专利范围第1项所述之电压峰値检知器,其中该具单边负载电晶体之差动放大器2包括:一单边负载电晶体,其系由第一PNP电晶体MP1所组成,该第一PNP电晶体MP1之射极连接至电源供应电压,基极与集极连接在一起,并连接至充电电晶体3之基极;一第二NPN电晶体MN2,其射极与第三NPN电晶体MN3之射极以及第四NPN电晶体MN4之集极相连接,基极用以接受输入电压信号,而集极则与该充电电晶体3之基枢以及该第一PNP电晶体MP1之集极相连接;一第三NPN电晶体MN3,其射极与第二NPN电晶体MN2之射极以及第四NPN电晶体MN4之集极相连接,基极用以接受第二电阻器R2之一端之电压信号,而集极则连接至电源供应电压;以及一第四NPN电晶体MN4,其射极连接至参考接地,基极连接至该参考电流产生器1中之第一NPN电晶体MN1之基极,以便藉由电流镜之镜射,来提供差动放大器2所需之电流,而集极则与第二NPN电晶体MN2之射极以及第三NPN电晶体MN3之射极相连接;该充电电晶体3系由第二PNP电晶体MP2所组成,该第二PNP电晶体MP2之射极连接至电源供应电压,基极与第一PNP电晶体MP1之基极以及集极相连接,而集极则与该电容器之一端以及该第二电阻器R2之另一端相连接;该补偿电流产生器4包括:一第三PNP电晶体MP3,其射极连接至电源供应电压,基极与第四PNP电晶体MP4之基褪以及集极相连接,而集极则与该电容器之一端以及该第二电阻器R2之另一端相连接;一第四PNP电晶体MP4,其射极连接至电源供应电压,而基极与集极连接在一起,并连接至第三PNP电晶体MP3之基极,俾藉此以形成一由该第四PNP电晶体MP4与该第三PNP电晶体MP3所组成之电流镜电路;一第五NPN电晶体MN5,其射极连接至第六NPN电晶体MN6之集极,基极连接至第四PNP电晶体MP4之集极,而集极则连接至电源供应电压;以及一第六NPN电晶体MN6,其射极连接至参考接地,基极连接至该参考电流产生器1中之第一NPN电晶体MNI之基极,以便藉由电流镜之镜射,来提供该补偿电流产生器4所需之电流,而集极则与第五NPN电晶体MN5之射极相连接;而该输出级5包括:一第七NPN电晶体MN7,其射极与第八NPN电晶体MN8之集极以及电压峰値检知器之输出端相连接,基极与该电容器之一端以及该第二电阻器R2之另一端相连接,而集极则连接至电源供应电压;以及一第八NPN电晶体MN8,其射极连接至参考接地,基极连接至该参考电流产生器1中之第一NPN电晶体MN1之基极,以便藉由电流镜之镜射,来提供该输出级5所需之电流,而集极则与第七NPN电晶体MN7之射极以及电压峰値检知器之输出端相连接。4.如申请专利范围第3项所述之电压峰値检知器,其中流过补偿电流产生器4中之第三PNP电晶体MP3之电流大小系设定为等于差动放大器2中之第三NPN电晶体MN3之基极电流与输出级5中之第七NPN电晶体MN7之基极电流的总和,俾藉此以补偿电容器因该第三NPN电晶体MN3之基极电流与该第七NPN电晶体MN7之基极电流之电流流出所造成的电压降。图式简单说明:第一图系显示第一先前技艺中电压峰値检知器之电路图;第二图系显示第一图电压峰値检知器之输入电压信号及输出电压信号之暂态分析时序图;第三图系显示第二先前技艺中电压峰値检知器之电路图;第四图系显示第三图电压峰値检知器之输入电压信号及输出电压信号之暂态分析时序图;第五图系显示本发明较佳实施例之电压峰値检知器之电路图;第六图系显示本发明电压峰値检知器之输入电压信号、电容器上之电压信号及输出电压信号之暂态分析时序图。