專利名稱：具有恒定或值電壓的磁滯設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有恒定閾值電壓的磁滯設(shè)備。更具體地講，本發(fā)明涉及這樣一種磁滯設(shè)備，其具有不受磁滯設(shè)備輸出信號增大或減小影響的恒定閾值電壓。
現(xiàn)有磁滯設(shè)備將參照下面附圖進行詳細描述。


圖1是表示現(xiàn)有磁滯設(shè)備的電路圖，圖2A-2D是顯示圖1中現(xiàn)有磁滯設(shè)備工作原理的時間圖。
參照圖1，現(xiàn)有磁滯設(shè)備包括第一電阻器R1，它具有一個用于接收輸入信號V輸入1的端子；電容器C1，其一個端子與第一電阻器R1的另一端子相連，其另一端子接地；第二電阻器R2，它具有一個連接到電源Vs的端子；第三電阻器R3，其一個端子連至第二電阻器R2的另一端子，其另一端子接地；第四電阻器R4，其一個端子連至第二電阻器R2的另一端子；運算放大器OP1，其非反相輸入端子(+)連至第一電阻器R1的另一端子，其反相輸入端子(-)連至第二電阻器R2的另一端子；和晶體管Q1，其集電極；連至第四電阻器R4的另一端，其基極連至運算放大器OP1的輸出端，其發(fā)射極接地。
下面說明該現(xiàn)有磁滯設(shè)備的工作原理。
在施加電源Vs的情況下，如果第一輸入信號V輸入1如圖2A所示的那樣被輸入，則根據(jù)第一電阻器R1和電容器C1的量值，將形成如圖2B所示的第二輸入信號V輸入2的波形。
即，如果第一輸入信號V輸入1以高電平輸入(t1)，利用電容器C1的電容當(dāng)電容器C1充電時，第二輸入信號V輸入2的幅值逐漸增大，而若第一輸入信號V輸入1的幅值變?yōu)榈碗娖?t3)，則第二輸入信號V輸入2的幅值會逐漸減小。結(jié)果，形成了第二輸入信號V輸入2的波形如圖2B所示，該第二輸入信號V輸入2輸入到運算放大器OP1的非反相輸入端子。
另一方面，輸入至運算放大器OP1的反相輸入端子的閾值電壓Vth是根據(jù)第二和第三電阻器R2和R3的比率確定的，并在施加電源Vs時的初期維持恒定，而運算放大器OP1的輸出信號V輸出則維持在低電平上。從第二輸入信號V輸入2的幅值大于閾值電壓Vth(t2)的幅值的時刻(t2)起，運算放大器OP1的輸出信號V輸出變?yōu)榈碗娖?，同時晶體管Q1截止，從而使閾值電壓Vth變?yōu)楦唠娖健?br> 因此，現(xiàn)有磁滯設(shè)備的閾值電壓根據(jù)運算放大器OP1的輸出信號V輸出變化。如果將運算放大器OP1的輸出信號V輸出處于高電平時的閾值電壓定義為第一閾值電壓Vth(1)，并將運算放大器OP1的輸出信號V輸出處于低電平時間的閾值電壓定義為第二閾值電壓Vth(h)，磁滯電壓Vhys可由下式表示Vhys＝Vth(h)－Vth(1)......(1)也就是說，現(xiàn)有磁滯設(shè)備具有這樣一個缺點，它不能適用于要求恒定閾值電壓的設(shè)備，即具有不受輸出信號增大或減小影響的閾值電壓的磁滯設(shè)備，因為其閾值電壓隨運算放大器的輸出信號變化。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題和缺陷本發(fā)明提供了一種磁滯設(shè)備，該磁滯設(shè)備具有不受其輸出信號增大或減小影響的恒定閾值電壓，其是通過檢測輸入至該磁滯設(shè)備的信號的增大/減小狀態(tài)而實現(xiàn)的。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，正如在此所體現(xiàn)和概括描述的，本發(fā)明的具有恒定閾值電壓的磁滯設(shè)備包括第二電壓信號發(fā)生器，其用于產(chǎn)生第二電壓信號，當(dāng)輸入的第一電壓信號為高電平時，該第二電壓信號逐漸增大，而當(dāng)輸入的第一電壓信號為低電平時，該第二電壓信號逐漸減小；電壓比較器，用于將基準閾值電壓信號與由第二電壓信號發(fā)生器產(chǎn)生的第二電壓信號進行比較，并產(chǎn)生相應(yīng)值；閾值電壓初始化(initialization)電路，用于將基準電壓與輸入的第一電壓信號進行比較，并根據(jù)相應(yīng)值產(chǎn)生閾值電壓初始化信號；和閾值電壓發(fā)生器，其由電壓比較器產(chǎn)生的輸出信號和由閾值電壓初始化電路產(chǎn)生的閾值電壓初始信號反饋至該閾值電壓發(fā)生器，以產(chǎn)生相應(yīng)于反饋值的閾值電壓信號。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點將參考附圖并結(jié)合實施例進行詳細說明，以使對本發(fā)明得以清楚明了。本發(fā)明的目的和優(yōu)點將通過所附權(quán)利要求中具體指出的元件及組合而實現(xiàn)。
附圖簡要說明圖1是表示現(xiàn)有磁滯設(shè)備的電路圖；圖2A-2D是顯示圖1中現(xiàn)有磁滯設(shè)備工作原理的時間圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的具有恒定閾值電壓的磁滯設(shè)備的方框圖；圖4是表示圖3磁滯設(shè)備的電路圖；圖5A-5E是圖3中磁滯設(shè)備工作原理的時間圖。
現(xiàn)在對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明，其一個例子示于圖3和4中。在全部附圖中，相同參考數(shù)字表示相同或相似的部分。
參照圖3和4，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的具有恒定閾值電壓的磁滯設(shè)備包括第二電壓信號發(fā)生器10，其用于產(chǎn)生第二電壓信號V輸入2，當(dāng)輸入的第一電壓信號V輸入1為高電平時，第二電壓信號V輸入2逐漸增大，而當(dāng)輸入的第一電壓信號V輸入1為低電平時，第二電壓信號V輸入2逐漸減??；電壓比較器20，其用于將基準閾值電壓信號與由第二電壓信號發(fā)生器10產(chǎn)生的第二電壓信號V輸入2相比較，并產(chǎn)生一相應(yīng)值；閾值電壓初始化電路30，用于將基準電壓與輸入的第一電壓信號V輸入1相比較，并根據(jù)相應(yīng)值產(chǎn)生閾值電壓初始化信號；和閾值電壓發(fā)生器40，由電壓比較器20產(chǎn)生的輸出信號和由閾值電壓初始化電路30產(chǎn)生的閾值電壓初始化信號反饋至該發(fā)生器40，以產(chǎn)生與反饋值相應(yīng)的閾值電壓信號Vth。
第二電壓信號發(fā)生器10包括第一電阻器R11和電容器C11，電阻器R11的一個端子接收第一電壓信號V輸入1，電容器C11的一個端子與第一電阻器R11的另一端子相連，其另一端子接地。
電壓比較器20包括第一運算放大器OP20，其非反相輸入端子連至第二電壓信號發(fā)生器10的第一電阻器R11的另一端子。
閾值電壓初始化電路30包括第二運算放大器OP30，其非反相輸入端子用于接收第一電壓信號V輸入1，其反相輸入端子用于接收基準電壓。
閾值電壓發(fā)生器40包括第一閾值電壓發(fā)生器41，它用于接收電壓比較器20的輸出信號V輸出2和閾值電壓初始化電路30的閾值電壓初始化信號V輸出1，并根據(jù)一相應(yīng)信號產(chǎn)生第一閾值電壓或第二閾值電壓；和第二閾值電壓發(fā)生器45，其用于接收電壓比較器20的輸出信號V輸出2和閾值電壓初始化電路30的閾值電壓初始化信號V輸出1，并維持第一閾值電壓發(fā)生器41的第二閾值電壓或產(chǎn)生第三閾值電壓。
第一閾值電壓發(fā)生器41包括第一電阻器R41，其一個端子連至電源Vs，另一端子連至電壓比較器20的第一運算放大器OP20的反相輸入端子；第二電阻器R42，其一個端子連至第一電阻器R41的另一端子；第一晶體管Q41，其集電極連至第二電阻器R42的另一端子，其發(fā)射極接地；和“或”門OR41，其第一輸入端子連至電壓比較器20的第一運算放大器0P20的輸出端子，其第二輸入端子連至閾值電壓初始化電路30的第二運算放大器OP30的輸出端子，其輸出端子連至第一晶體管Q41的基極。
第二閾值電壓發(fā)生器45包括第三電阻器45，其一個端子連至第一閾值電壓發(fā)生器41的第一電阻器R41的另一端子；第二晶體管Q45，其集電極連至第三電阻器R45的另一端子，其發(fā)射極接地；和“與”門AND45，其第一輸入端子連至電壓比較器20的第一運算放大器0P20的輸出端子，其第二輸入端子連至閾值電壓初始化電路30的第二運算放大器OP30的輸出端子，其輸出端子連至第二晶體管Q45的基極。
下面將參照附圖中的圖5A-5E詳細描述圖3和4的磁滯設(shè)備的工作原理。
參照圖5A，如果第一電壓信號V輸入1是以低電壓施加的，并隨后在加上電源的情況下被變化至高電平(t1)，則由于電容C11被通過第二電壓信號發(fā)生器10的第一電阻器R11充電，第二電壓信號V輸入2的幅值逐漸增大，如圖5B所示。
此外，閾值電壓初始信號V輸出1，即，閾值電壓初始化電路30的第二運算放大器OP30的輸出信號，當(dāng)?shù)谝浑妷盒盘朧輸入1以高電平施加時其變?yōu)楦唠娖?。結(jié)果，閾值電壓發(fā)生器40“或”門OR41的輸出信號變?yōu)楦唠娖?，由此使第一晶體管Q41導(dǎo)通。
相應(yīng)地，電源Vs的幅值由閾值電壓發(fā)生器40的第一電阻器R41和第二電阻器R42所分壓，閾值電壓Vth的幅值則由第二閾值電壓Vth(h)控制為第三閾值電壓Vth(m)，如圖5C所示。
另外，由于第二電壓信號發(fā)生器10的電容器C11被充電，從第二電壓信號V輸入2的幅值增大至與閾值電壓Vth(m)的幅值相同的時刻起，電壓比較器20的第一運算放大器OP20的輸出信號V輸出2由低電平變?yōu)楦唠娖?。結(jié)果，閾值電壓發(fā)生器40的“與”門AND45的輸出信號變?yōu)楦唠娖?，從而使第二晶體管Q45導(dǎo)通。
相應(yīng)地，電源Vs的幅值由第一電阻器R41與第二電阻器R42和第三電阻器R45的并聯(lián)阻值所分壓，由此將閾值電壓Vth的幅值由第三閾值電壓Vth(m)控制為第一閾值電壓Vth(1)，如圖5C所示。
在第一電壓信號V輸入1的幅值維持高電平的同時，第二電壓信號V輸入2的幅值繼續(xù)增大，第一閾值電壓Vth(1)的幅值繼續(xù)維持不變，第一閾值電壓Vth(1)和電壓比較器20的輸出信號V輸出2則繼續(xù)維持高電平。
參照圖5A，如果第一電壓信號V輸入1的幅值是以高電平施加并在以后變?yōu)榈碗娖?t3)，則第二電壓信號發(fā)生器10的電容器C11通過第一電阻器R11放電，且第二電壓信號V輸入2的幅值逐漸減小，如圖5B所示。
此外，如果第一電壓信號V輸入1是以高電平施加并在以后變?yōu)榈碗娖?t3)，則閾值電壓初始化信號V輸出1即閾值電壓初始化電路30的第二運算放大器OP30的輸出信號變?yōu)榈碗娖?。結(jié)果，閾值電壓發(fā)生器40的“與”門AND45的輸出信號變?yōu)榈碗娖?，從而使第二晶體管Q45截止。
相應(yīng)地，電源Vs未施加至第三電阻器R45上。電源Vs的幅值由閾值電壓發(fā)生器40的第一電阻器R41和第二電阻器R42分壓，閾值電壓Vth的幅值則由第一閾值電壓Vth(1)控制為第三閾值電壓Vth(m)，如圖5C所示。
此外，由于第二電壓信號發(fā)生器10的電容C11放電，從第二電壓信號V輸入2的幅值繼續(xù)降至與閾值電壓Vth(m)的幅值相同時(t4)起，電壓比較器20的第一運算放大器OP20的輸出信號V輸出2由高電平變?yōu)榈碗娖健Ｏ鄳?yīng)地，閾值電壓發(fā)生器40的“與”門AND45的輸出信號變?yōu)榈碗娖剑瑥亩沟诙w管Q45截止。
第二電壓信號V輸入2的幅值繼續(xù)降低，電壓比較器20的輸出信號V輸入2的幅值繼續(xù)維持低電平，同時第一電壓信號V輸入1的幅值維持低電平。
因此，閾值電壓Vth的幅值維持于第三閾值電壓Vth(m)的幅值，磁滯電壓產(chǎn)生于防止第一運算放大器OP20的振蕩的方向上，此方向與第二電壓信號發(fā)生器10的電容器C11的充電/放電方向一致，無論第一電壓信號V輸入1由低變高或由高變低。
再者，當(dāng)?shù)谝痪w管Q41和第二晶體管Q45同時截止時，閾值電壓發(fā)生器40的電源Vs的電流完全沒有消耗。
如上所述，在本發(fā)明的該優(yōu)選實施例中，通過檢測輸入信號的增大/減小狀態(tài)，所提供的磁滯設(shè)備具有恒定的閾值電壓，其不因輸出信號的增大或減小而受到影響。
在考慮了在此公開的本發(fā)明的說明及實施方式的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚了解本發(fā)明的其他實施例。上述說明及實施例僅應(yīng)視為例舉性的，本發(fā)明的范圍和構(gòu)思由本發(fā)明的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種具有恒定閾值電壓的磁滯設(shè)備，包括第二電壓信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生第二電壓信號，當(dāng)輸入至磁滯設(shè)備的第一電壓信號為高電平時，第二電壓信號逐漸增大，而當(dāng)輸入至磁滯設(shè)備的第一電壓信號為低電平時，第二電壓信號逐漸減??；電壓比較器，用于將基準閾值電壓信號與由第二電壓信號發(fā)生器產(chǎn)生的第二電壓信號相比較，并產(chǎn)生一相應(yīng)值；閾值電壓初始化電路，用于將所述基準電壓與輸入的第一電壓信號相比較，并根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生閾值電壓初始信號；和閾值電壓發(fā)生器，由電壓比較器產(chǎn)生的輸出信號和由閾值電壓初始化電路產(chǎn)生的閾值電壓初始化信號反饋至該閾值電壓發(fā)生器，以產(chǎn)生作為該反饋幅值的結(jié)果的閾值電壓信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的具有恒定閾值電壓的磁滯設(shè)備，其中，所述第二電壓信號發(fā)生器設(shè)有具備早期約束效應(yīng)的精確電流反射鏡電路，并包括第一電阻器和電容器，第一電阻器的一個端子接收所述第一電壓信號，電容器的一個端子連至第一電阻器的另一端子，電容器的另一端子接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的具有恒定閾值電壓的磁滯設(shè)備，其中，該電壓比較器包括第一運算放大器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的具有恒定閾值電壓的磁滯設(shè)備，其中，所述閾值電壓初始化電路包括第二運算放大器，該第二運算放大器的非反相輸入端子用于接收所述第一電壓信號，其反相輸入端子用于接收所述基準電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的具有恒定閾值電壓的磁滯設(shè)備，其中，當(dāng)所述第一電壓信號和第二電壓信號同時為低電平時，所述閾值電壓發(fā)生器產(chǎn)生與電源相同幅值的電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的具有恒定閾值電壓的磁滯設(shè)備，其中，所述閾值電壓發(fā)生器包括第一閾值電壓發(fā)生器，其用于接收所述電壓比較器的所述輸出信號和所述閾值電壓初始化電路的所述閾值電壓初始信號，并根據(jù)輸入信號產(chǎn)生第一閾值電壓或第二閾值電壓；和第二閾值電壓發(fā)生器，其用于接收所述電壓比較器的所述輸出信號和所述閾值電壓初始化電路的所述閾值電壓初始信號，并維持所述第一閾值電壓發(fā)生器的所述第二閾值電壓，或產(chǎn)生第三閾值電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的具有恒定閾值電壓的磁滯設(shè)備，其中，第一閾值電壓發(fā)生器包括“或”門，其第一輸入端子連至電壓比較器的輸出信號，第二輸入端子連至閾值電壓初始化電路的輸出信號；晶體管，其基極連至“或”門的輸出端子，發(fā)射級連至地；和第一和第二電阻器，其用于根據(jù)晶體管的導(dǎo)通/截止狀態(tài)對電源電壓進行分壓，并為電壓比較器產(chǎn)生分壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的具有恒定閾值電壓的磁滯設(shè)備，其中，第二閾值電壓發(fā)生器包括“與”門，其第一輸入端子連至電壓比較器的輸出信號，其第二輸入端子連至閾值電壓初始化電路的輸出信號；晶體管，其基極連至“與”門的輸出端子，發(fā)射極接地；和電阻器，它根據(jù)晶體管的導(dǎo)通/截止狀態(tài)工作，其用于降低或增大第一閾值電壓發(fā)生器的輸出幅值。
全文摘要
一種具有恒定閾值電壓的磁滯設(shè)備，包括第二電壓信號發(fā)生器，當(dāng)輸入的第一電壓信號為高電平時，第二電壓信號逐漸增大，當(dāng)輸入的第一電壓信號為低電平時，第二電壓信號逐漸減??；電壓比較器，其將基準閾值電壓信號與第二電壓信號相比較并產(chǎn)生一相應(yīng)值；閾值電壓初始化電路，產(chǎn)生閾值電壓初始信號；和閾值電壓發(fā)生器，其產(chǎn)生相應(yīng)于反饋值的閾值電壓信號。
文檔編號H03K5/08GK1141537SQ96105840
公開日1997年1月29日 申請日期1996年5月2日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月12日
發(fā)明者林昌植, 柳英起 申請人:三星電子株式會社