過壓保護電路的設(shè)計

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1、題目：過壓保護電路的設(shè)計院（系）：自動化學院專業(yè)班：姓名：學號：指導教師：2014年9月摘要本文提出了一種高性能過壓保護電路的設(shè)計，該電路由閾值改變電路、電阻分壓電路、高精度遲滯比較器組成。它利用高精度遲滯比較器的輸出信號控制MOS管的通斷，有效的避免了電路振蕩，成功實現(xiàn)了過壓的電路保護。保護電壓的閾值可由二四譯碼器進行選擇?；?.18μm，3.3VCMOS工藝，對提出的電路進行了仿真驗證，結(jié)果表明此電路具有保護效果好，響應(yīng)速度快等特點。關(guān)鍵詞：CMOS；過壓保護；遲滯比較；閾值調(diào)節(jié)AbstractThis

2、paperpresentsadesignofahighperformanceovervoltageprotectioncircuit,includingthethresholdchangingcircuit,resistive?divisionandhigh-precisionhysteresiscomparator.ItusestheoutputsignaltocontroltheMOSinordertointroducehysteresisthusavoidingpossibleoscillation,s

3、uccessfullycompletetheovervoltageprotection.Protection’sthresholdvoltagecanbeselectedtwo-fourdecoder.Basedon0.18μmCMOSprocess，theproposedcircuithasbeenverified，thesimulationresultsgivenbyHspiceshowthatthedetectioncircuithashighaccuracy,quickresponseandsoon．

4、KeyWords：CMOS;OvervoltageProtection;Hysteresiscomparable;Thresholdadjustment目錄摘要2ABSTRACT31選題背景61.1本課題的意義61.2CMOS差分輸入比較器的原理62電路設(shè)計92.1遲滯比較器的設(shè)計92.2分壓電路的設(shè)計112.3閾值調(diào)節(jié)電路的設(shè)計132.4總體電路設(shè)計153參數(shù)計算163.1課題要求參數(shù)163.2分壓電路參數(shù)163.3過壓保護電路參數(shù)173.4其他MOS管參數(shù)173.5確定每個元件的參數(shù)184HSPICE仿真

5、結(jié)果分析214.1單個MOS管的掃描仿真214.2過壓保護模塊的掃描仿真214.3閾值調(diào)節(jié)模塊的掃描仿真224.4電壓采樣模塊的掃描仿真234.5系統(tǒng)的直流掃描仿真235結(jié)論266心得體會276.1IC課程設(shè)計的心得體會276.1IC課程設(shè)計的具體分工28致謝29參考文獻30附錄I1選題背景1.1本課題的意義隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電力/電子產(chǎn)品日益多樣化、復(fù)雜化，在各類電子產(chǎn)品中,設(shè)置過電流保護和過電壓保護元件的趨勢日益增強，電源管理已廣泛的應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品中，如MP3手機、筆記本、PDA等。為了提高電源管

6、理的可靠性，所以通常會引入一些欠壓、過壓、過流、過溫等保護電路。無論是在以微處理器（MPU）或單片機（MCU）為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，還是在各類電子儀器儀表，家用電器產(chǎn)品中，欠壓、過壓檢測器主要用來監(jiān)視系統(tǒng)的供電電壓。當供電電壓過低或過高時，均輸出一個控制信號以啟動相關(guān)保護電路，避免系統(tǒng)部件產(chǎn)生損壞，確保其正常運行。過壓保護主要是防止過電壓或靜電放電對電子元器件的損壞，被廣泛地應(yīng)用于電話機、傳真機及高速傳輸接口(USB,IEEE1394,HDMI,SATA)等各種電子系統(tǒng)產(chǎn)品，尤其是電子通訊設(shè)備,對于如何避免因為電壓異

7、?；蜢o電放電而對電子備造成傷害損失尤為重要。1.2CMOS差分輸入比較器的原理電壓比較器是一種常用的集成電路。它可用于報警器電路、自動控制電路、測量技術(shù)，也可用于V/F變換電路、A/D變換電路、高速采樣電路、電源電壓監(jiān)測電路、振蕩器及壓控振蕩器電路、過零檢測電路等。電壓比較器是對兩個模擬電壓比較其大小(也有兩個數(shù)字電壓比較的，這里不介紹)，并判斷出其中哪一個電壓高。圖1為電流鏡負載差分比較器電路：NMOS器件M1和M2作為差分對管，P溝道器件M3，M4組成電流源負載。電流提供差分放大器的工作電流。如果M3和M

8、4相匹配，那么M1電流的大小就決定了M3電流的大小。這個電流將鏡像到M4。如果，則Ml和M2的電流相同。如果，由于,相對要增加。的增加意味著和也增大。當輸入差動小信號時，vp=-vn：（1）左邊電路：↑→↓→↓→

9、

10、↑→

11、

12、↓（2）右邊電路：↓→↑從輸出端來看，由于

13、

14、減小以及增大，其綜合效果是使輸出電壓上升，從而實現(xiàn)了信號電壓的放大。假設(shè)M1和M2差分對總工作在飽和狀態(tài)，則可推導出其大信號特性。描