局域網(wǎng)用電設(shè)備接口基準(zhǔn)源電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及局域網(wǎng)用電設(shè)備接口電路的設(shè)計(jì)，尤其涉及的是，一種局域網(wǎng)用電設(shè)備接口基準(zhǔn)源電路的設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]基準(zhǔn)源作為電子電路的重要組成部分，其主要用于產(chǎn)生獨(dú)立于溫度變化的參考電壓和參考電流。在局域網(wǎng)設(shè)備供電接口電路中，供電接口的檢測分級、直流變換等過程，都需要一個獨(dú)立于溫度的高精度基準(zhǔn)源作為判斷依據(jù)，以保證設(shè)備準(zhǔn)確的控制及正常的工作。帶隙基準(zhǔn)源以晶體三極管為基礎(chǔ)，通過正比例溫度電壓與反比例溫度電壓的比較，產(chǎn)生一個不受溫度影響的基準(zhǔn)電壓，表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。帶隙基準(zhǔn)源有多種經(jīng)典模型，本實(shí)用新型以brokaw基準(zhǔn)源模型為基礎(chǔ)，以IEEE802. 3af標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)計(jì)依據(jù)，設(shè)計(jì)了一種適用于局域網(wǎng)設(shè)備供電接口的基準(zhǔn)源電路。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種局域網(wǎng)用電設(shè)備接口基準(zhǔn)源電路。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：局域網(wǎng)用電設(shè)備接口基準(zhǔn)源電路包括四個部分，其分別為基準(zhǔn)電流電路、基準(zhǔn)電壓電路和正比例溫度電流電路。其中預(yù)穩(wěn)定電壓分別輸入到基準(zhǔn)電流電路、基準(zhǔn)電壓電路和正比例溫度電流電路。正比例溫度電流電路輸出正比例溫度電流到基準(zhǔn)電壓電路?；鶞?zhǔn)電壓電路輸出基準(zhǔn)電壓供相關(guān)模塊使用，并輸出基準(zhǔn)電壓到基準(zhǔn)電流電路?；鶞?zhǔn)電流電路輸出基準(zhǔn)電流供相關(guān)模塊使用。
[0005]局域網(wǎng)用電設(shè)備接口基準(zhǔn)源電路中，正比例溫度電流電路具有良好的正比例溫度特性，能夠輸出正比例于溫度變化的電流，并作為偏置電流供基準(zhǔn)電壓電路使用。其包括I至4號晶體三極管、I至2號MOS管、I號電阻、正比例溫度電流輸出端。其中I號晶體三極管的基極連接2號晶體三極管的基極，I號晶體三極管的發(fā)射極連接3號晶體三極管的集電極。2號晶體三極管的集電極連接2號MOS管的漏極，2號晶體三極管發(fā)射極連接4號晶體三極管的集電極。3號晶體三極管的基極連接2號晶體三極管的發(fā)射極，3號晶體三極管的發(fā)射極連接I號電阻的上端。4號晶體三極管的基極連接I號晶體三極管的發(fā)射極，4號晶體三極管的發(fā)射極連地。I號MOS管的柵極連接2號MOS管的柵極，I號MOS管的源極連接預(yù)穩(wěn)定電壓輸入。2號MOS管的柵極連接正比例溫度電流輸出端，2號MOS管的源極連接預(yù)穩(wěn)定電壓輸入。
[0006]正比例溫度電流電路輸出的正比例溫度電流值可由下式確定：
[0007]Ip = 2kT · Ln4 / Rl
[0008]公式中Ip為正比例溫度電流值，k為波爾茲曼常數(shù)，T為開爾文溫度，Ln4為I號晶體三極管與2號晶體三極管尺寸比例的自然對數(shù)值，Rl為I號電阻值。
[0009]局域網(wǎng)用電設(shè)備接口基準(zhǔn)源電路中，基準(zhǔn)電壓電路輸出獨(dú)立于溫度變化的基準(zhǔn)電壓供相關(guān)模塊使用，其包括5至9號晶體三極管、3至4號MOS管、2至6號電阻、I號電容、正比例溫度電流輸入端、基準(zhǔn)電壓輸出端。其中5號晶體三極管的基極連接6號晶體三極管的基極，5號晶體三極管的集電極連接7號晶體三極管的集電極。6號晶體三級管發(fā)射極連接3號MOS管的漏極，6號晶體三極管的集電極連接8號晶體三極管的集電極。7號晶體三極管的基極連接2號電阻的左端，7號晶體三極管的發(fā)射極連接4號電阻的上端。8號晶體三極管的基極連接2號電阻的右端，8號晶體三極管的發(fā)射極連接3號電阻的上端。9號晶體三極管的基極連接7號晶體三極管的集電極，9號晶體三極管的發(fā)射極連接4號MOS管的柵極。3號MOS管的漏極連接6號晶體三極管的發(fā)射極，3號MOS管的柵極連接正比例溫度電流輸入端的。4號MOS管的柵極連接5號晶體三極管的發(fā)射極，4號MOS管的源極連接基準(zhǔn)電壓輸出端。5號電阻的上端連接4號MOS管的源極，5號電阻的下端連接3號晶體三極管的基極。6號電阻的上端連接5號電阻的下端，6號電阻的下端連地。
[0010]基準(zhǔn)電壓電路輸出的基準(zhǔn)電壓值可由下式確定：
[0011]Vr = (Vg + (Vbe-Vg) · T/Tr + 2kT · R4/q · R3) X (R5+R6)/R6
[0012]公式中Vr為基準(zhǔn)電壓值，Vg為零開爾文溫度時硅的帶隙電壓，T為開爾文溫度，Tr為參考開爾文溫度，Vbe為9號晶體三極管在Tr下的基極與發(fā)射極間電壓，k為波爾茲曼常數(shù)，LnN為5號晶體三極管與6號晶體三極管尺寸比例系數(shù)的自然對數(shù)值，q為電荷常數(shù)，R3為3號電阻值，R4為4號電阻值，R5為5號電阻值，R6為6號電阻值。
[0013]局域網(wǎng)用電設(shè)備接口基準(zhǔn)源電路中，基準(zhǔn)電流電路輸出獨(dú)立于溫度變化的基準(zhǔn)電流供相關(guān)模塊使用，其包括5至13號MOS管、7號電阻、基準(zhǔn)電壓輸入端、基準(zhǔn)電流輸出端。其中5號MOS管的柵極與源極連接基準(zhǔn)電壓輸入端，5號MOS管的漏極連接9號MOS管的漏極。6號MOS管的柵極連接7號MOS管的柵極，6號MOS管的漏極連接8號MOS管的漏極。7號MOS管的源極連接預(yù)穩(wěn)定電壓輸入端，7號MOS管的漏極連接9號MOS管的漏極。8號MOS管的柵極連接9號MOS管的柵極，8號MOS管的源極連接7號電阻的上端。9號MOS管的柵極連接7號MOS管的漏極，
9號MOS管的源極連接5號MOS管的源極。10號MOS管的柵極連接6號MOS管的柵極，10號MOS管的漏極連接基準(zhǔn)電流輸出端的上端。11號MOS管的柵極連接6號MOS管的柵極，11號MOS管的漏極連接13號MOS管的漏極。12號MOS管的漏極連接基準(zhǔn)電流輸出端的下端，12號MOS管的柵極連接13號MOS管的柵極。12號MOS管的源極連接13號MOS管的源極，13號MOS管的源極接地。
[0014]基準(zhǔn)電流電路輸出的基準(zhǔn)電流值可由下式確定：
[0015]Ir = Vr / R7
[0016]公式中Ir為基準(zhǔn)電流值，Vr為基準(zhǔn)電壓值，R7為7號電阻值。
[0017]本實(shí)用新型適用于局域網(wǎng)設(shè)備供電接口電路，能夠輸出不受溫度變化影響的基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電流供相關(guān)模塊使用。本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)基于brokaw基準(zhǔn)源模型設(shè)計(jì)，在保證功能的前提下有效降低了電路結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。在本實(shí)用新型基準(zhǔn)電壓電路結(jié)構(gòu)中，由于4號MOS管及9號晶體三極管的采用，5號晶體三極管和6號晶體三極管的基射極電壓保持在參考溫度Tr下的值，有效提高了基準(zhǔn)電壓的精準(zhǔn)度。可見，本實(shí)用新型具有輸出穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單以及精準(zhǔn)度高的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0018]圖I為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型中正比例溫度電流電路的電路圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型中基準(zhǔn)電壓電路的電路圖；[0021 ]圖4為本實(shí)用新型中基準(zhǔn)電流電路的電路圖；
[0022]圖5為本實(shí)用新型的整體系統(tǒng)電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了便于理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行更詳細(xì)的說明。本說明書及其附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳的實(shí)施例，但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本說明書所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對本實(shí)用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0024]需要說明的是，當(dāng)某一元件固定于另一個元件，包括將該元件直接固定于該另一個元件，或者將該元件通過至少一個居中的其它元件固定于該另一個元件。當(dāng)一個元件連接另一個元件，包括將該元件直接連接到該另一個元件，或者將該元件通過至少一個居中的其它元件連接到該另一個元件。
[0025]如圖I所示，本實(shí)用新型包括四個部分，其分別為基準(zhǔn)電流電路、基準(zhǔn)電壓電路和正比例溫度電流電路。其中預(yù)穩(wěn)定電壓Ve分別輸入到基準(zhǔn)電流電路、基準(zhǔn)電壓電路和正比例溫度電流電路。正比例溫度電流電路輸出正比例溫度電流Ip到基準(zhǔn)電壓電路?；鶞?zhǔn)電壓電路輸出基準(zhǔn)電壓Vr供相關(guān)模塊使用，并輸出基準(zhǔn)電壓Vr到基準(zhǔn)電流電路?；鶞?zhǔn)電流電路輸出基準(zhǔn)電流Ir供相關(guān)模塊使用。
[0026 ] 如圖2所示，正比例溫度電流電路包括晶體三極管QTI至QT4、MOS管MLI至ML2、電阻Rl、正比例溫度電流輸出端Ipo。其中晶體三極管QTl的基極連接晶體三極管QT2的基極，晶體三極管QTI的發(fā)射極連接晶體三極管QT3的集電極。晶體三極管QT2的集電極連接MOS管ML2的漏極，晶體三極管QT2發(fā)射極連接晶體三極管QT4的集電極。晶體三極管QT3的基極連接晶體三極管QT2的發(fā)射極，晶體三極管QT3的發(fā)射極連接電阻Rl的上端。晶體三極管QT4的基極連接晶體三極管QTl的發(fā)射極，晶體三極管QT4的發(fā)射極連地。MOS管MLl的柵極連接MOS管ML2的柵極，MOS管MLI的源極連接預(yù)穩(wěn)定電壓輸入端Ve JOS管ML2的柵極連接正比例溫度電流輸出端Ipo，MOS管ML2的源極連接預(yù)穩(wěn)定電壓輸入端Ve。
[0027]正比例溫度電流電路輸出的正比例溫度電流值可由下式確定：
[0028]Ip = 2kT · Ln4 / Rl
[0029]公式中Ip為正比例溫度電流值，k