專利名稱：僅有一個(gè)差分對并能將一對半波整流電流組成一全波整流電流的全波整流電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全波整流電路，具體講，涉及用于半導(dǎo)體集成電路中的全波整流電路。
如已往所知，全波整流電路將諸如正弦波的輸入交流信號全波整流成全波整流后的信號。
在隨后要加描述的方法中，傳統(tǒng)的全波整流電路具有分別加有第一和第二源電位的第一和第二電源端子。第一電源電位高于第二電源電位。第一電源位可以是正電源電壓而第二電源電位可為零電壓。全波整流電路包括差分放大器、電壓參考電路及第一和第二差分對電路。差分放大器具有第一和第二放大器輸入端，其間加有輸入交流信號。差分放大器將輸入交流信號差動(dòng)地放大。差分放大器具有第一和第二放大器輸出端，用于分別產(chǎn)生第一和第二放大的輸出電壓。電壓參考電路在第一和第二電源電位之間產(chǎn)生參考電壓。
第一差分對電路具有聯(lián)在第一放大器輸出端上的第一差分輸入端，在第一參考輸入端上加有參考電壓。第一差分對電路在參考電壓的基礎(chǔ)上對第一放大的輸出電壓進(jìn)行半波整流，以獲得一第一半波整流電流。第一差分對電路具有一第一半波電流輸出端，用于產(chǎn)生第一半波整流的電流。
與此相似，第二差分對電路具有聯(lián)在第二放大器輸出端上的第二差分輸入端，第二參考輸入端加有參考電壓。第二差分對電路在參考電壓的基礎(chǔ)上對第二放大的輸出電壓進(jìn)行半波整流。第二差分對電路具有用于產(chǎn)生第二半波整流電流的第二半波電流輸出端。
傳統(tǒng)的全波整流電路還包括具有分別聯(lián)到第一和第二半波電流輸出端的第一和第二半波電流輸入端的電流/電壓轉(zhuǎn)換部分。電流/電壓轉(zhuǎn)換部分將第一和第二半波整流電流組合成一個(gè)全波整流電流，并將全波整流電流轉(zhuǎn)換成全波整流電壓。電流/電壓轉(zhuǎn)換電路具有用于產(chǎn)生全波整流電壓的全波電壓輸出端子。
具體講，傳統(tǒng)電流/電壓轉(zhuǎn)換部分包括電流鏡電路和輸出電阻。電流鏡電路聯(lián)在第一電源端子上并具有分別作為第一和第二半波電流輸入端子的第一和第二鏡輸入端。第一和第二鏡輸入端加有作為第一和第二鏡輸入電流的第一和第二半波整流的電流。電流鏡電路將第一和第二鏡輸入電流組合成一個(gè)鏡輸出電流。電流鏡電路具有一個(gè)聯(lián)到全波電壓輸出端并產(chǎn)生作為全波整流電流的鏡輸出電流的鏡輸出端。也就是說，電流鏡電路用作將第一和第二半波整流電流組合成全波整流電流的組合電路裝置。輸出電阻一端聯(lián)到全波電壓輸出端，而另一端聯(lián)到第二電源端。輸出電阻將鏡輸出電流轉(zhuǎn)換成全波整流電壓，從而從全波電壓輸出端上輸出全波整流的電壓。
如上所述，傳統(tǒng)全波整流電路包括第一和第二差分對電路。此外，傳統(tǒng)全波整流電路包括用作將第一和第二半波整流電流轉(zhuǎn)換成全波整流電流的組合電路裝置的電流鏡電路。因此。傳統(tǒng)全波整流電路的缺點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且難于用小規(guī)格的集成電路(IC)實(shí)現(xiàn)。
其它全波整流電路已知公知了。例如，名為“全波檢測電路”的日本已審的專利公報(bào)昭63-58,484，即58,484/1988中公開了全波整流電路。該專利的電路包括一個(gè)差分放大電路、第一至第四電流鏡電路、電壓參考源、以及第一和第二晶體管。該差分放大器電路具有一個(gè)加有輸入交流信號的輸入端。差分放大器電路差分地放大輸入交流信號。差分放大器電路具有分別用來產(chǎn)生第一和第二放大的輸出電流的第一和第二放大器輸出端，兩者彼此反相。
第一電流鏡電路位于第一放大器輸出端和加有正電源電壓的正電源端之間。第一電流鏡電路具有聯(lián)在第一放大器輸出端的第一鏡輸入端。第一電流鏡電路具有用于產(chǎn)生第一鏡輸出電流的第一鏡輸出端，第一鏡電流輸出電流中的每一個(gè)其電流值均等于第一放大的輸出電流的值。與此相似，第二電流鏡電路位于第二放大器輸出端與正電源端之間。第二電流鏡電路具有聯(lián)到第二放大器輸出端上的第二鏡輸入端。第二電流鏡電路具有用于產(chǎn)生第二鏡輸出電流的第二鏡輸出端，其電流值均與第二放大輸出電流的值相等。
第三電流鏡電路聯(lián)到零伏的地端子上，并具有聯(lián)到第一鏡輸出端子之一的第三鏡輸入端。第四電流鏡電路接地，并具有聯(lián)到第二鏡輸出端子之一的第四鏡輸入端。第三電流鏡電路具有聯(lián)到另一第二鏡輸出端的第三鏡輸出端，而第四電流鏡電路具有聯(lián)到另一第一鏡輸出端的第四鏡輸出端。第三和第四鏡輸出端產(chǎn)生彼此反相的第一和第二單端輸出電流。
電壓參考源在第三和第四鏡輸出端產(chǎn)生預(yù)定的偏置電流，以將第一和第二單端輸出電流疊加到預(yù)定偏置電流上。第一和第二晶體管具有分別聯(lián)到第三和第四鏡輸出端的第一和第二基極。第一和第二晶體管具有共同聯(lián)到正電源端上的第一和第二集電極，其發(fā)射極彼此相聯(lián)。第一和第二晶體管的組合用作將第一和第二單端輸出電流轉(zhuǎn)換成全波整流信號的組合電路裝置。第一和第二發(fā)射極聯(lián)到輸出電阻的一端，電阻其另一端接輸出端。輸出端接其另一端接地的平滑電容的一端。在輸出端上產(chǎn)生全波整流的信號。
由于上述專利的全波整流電路包括第一至第四電流鏡電路，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且難于按上述方法以小規(guī)格集成電路來實(shí)現(xiàn)。
在名為“全波整流電路”的日本未審專利公開平3-2,676，即2,676/1991中提出了另一全波整流電路。該全波整流電路第一和第二差分對電路(差分耦合電路)、直流電壓源以及由第一和第二輸出晶體管構(gòu)成的射極耦合電路。第一和第二差分對電路在結(jié)構(gòu)上與上述傳統(tǒng)全波整流電路相似。直流電壓源用作產(chǎn)生參考電壓的電壓參考電路。隨后將會(huì)更加清楚，第一和第二差分對電路的每一個(gè)都具有一對其射極彼此相聯(lián)的晶體管。
第一輸出晶體管具有聯(lián)到第一差分對電路發(fā)射極的第一基極，而第二輸出晶體管具有聯(lián)到第二差分對電路發(fā)射極的第二基極。第一和第二輸出晶體管具有聯(lián)到提供正電源電壓的正電源端子上的第一和第二集電極。第一和第二輸出晶體管具有共同聯(lián)到輸出端的第一和第二發(fā)射極。輸出端子經(jīng)恒流源接地。
但是平3-2,676的全波整流電路的弱點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜且難于用小規(guī)格IC實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)樵撊娐钒ㄅc上述傳統(tǒng)全波整流電路中電路相似的第一和第二差分對電路。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單的全波整流電路。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述類型的全波整流電路，它易于用小規(guī)格集成電路來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的其它目的將隨著描述的進(jìn)行而更加清楚。
在描述本發(fā)明的一個(gè)方面中，應(yīng)當(dāng)明白，全波整流電路具有分別加有第一和第二電源電位的第一和第二電源端。第一電源電位高于第二電源電位。
根據(jù)本發(fā)明，上述全波整波電路包括差分放大器，具有在其間加有輸入交流信號的第一和第二放大器輸入端，用于差分地放大輸入交流信號，所述差分放大器具有第一和第二放大器輸出端，用于分別產(chǎn)生第一和第二放大的輸出電壓，二者彼此反相；電壓參考電路，用于在第一和第二電源電位之間產(chǎn)生參考電壓；以及差分對電路，具有分別聯(lián)到第一和第二放大器輸出端的第一和第二差分輸入端，并且具有加有參考電壓的參考輸入端，用于在參考電壓的基礎(chǔ)上對第一和第二放大的輸出電壓進(jìn)行半波整流，以獲得第一和第二半波整流的電流，所述差分對電路包括一個(gè)組合部分，用于將第一和第二半波整流的電流組合成一個(gè)全波整流的電流，所述差分對電路具有一聯(lián)到組合部分的全波電流輸出端，用于產(chǎn)生全波整流的電流。
優(yōu)選的情況下，上述全波整流電路還包括電流/電壓轉(zhuǎn)換部分，其全波電流輸入端接所述差分對電路的全波電流輸出端，所述電流/電壓轉(zhuǎn)換部分將全波整流的電流轉(zhuǎn)換成全波整流的電壓，所述電流/電壓轉(zhuǎn)換部分具有一個(gè)全波電壓輸出端，用于產(chǎn)生全波整流的電壓。


圖1為傳統(tǒng)全波整流電路的電路圖；較2為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的全波整流電路的電路圖；圖3示出用于圖2所示全波整流電路中的差分對電路中集電極電流的特性；圖4示出在圖2所示全波整流電路中的輸入交流信號對全波整流電流的輸入/輸出特性；圖5為偏置電路以及用于與圖2所示全波整流電路組合使用的信號源的電路圖；以及圖6為用于描述圖2所示全波整流電路工作的時(shí)間圖。
為了便于理解本發(fā)明，下面參照圖1先描述傳統(tǒng)全波整流電路。全波整流電路用于將諸如正弦波信號的輸入交流信號VIN全波整流成全波整流后的信號。
傳統(tǒng)全整電路具有分別加上第一和第二源電位的第一和第二電源端子11和12。第一源電位高于第二源電位。在所示實(shí)例中，第一電源端子11為提供作為第一電源電位的正電源電壓VCC的正電源端子，而第二電源端子12接地或?yàn)樘峁┳鳛榈诙娫措娢坏牧惴妷旱慕拥囟俗?。全波整流電路還具有全波電壓輸出端13。
所示的全波整流電路包括差分放大器20，電壓參考電路30、第一和第二差分對電路40-1和40-2，以及電流/電壓轉(zhuǎn)換部分50′。差分對電路可被稱作差分耦合電路。差分放大器20具有其間加有輸入交流信號VIN的第一和第二放大器輸入端子21和22。差分放大器20差分地放大輸入交流信號VIN，差分放大器具有第一和第二放大器輸出端23和24，分別用于產(chǎn)生第一和第二放大的輸出電壓V01和V02。
V01和V02間具有差輸出電壓VOUT。即VOUT＝V01-V02具體講，差分放大器20包括可差分工作的第一和第二晶體管Q1和Q2，第一和第二電阻R1和R2，以及第一恒流源IO1。第一和第二晶體管Q1和Q2聯(lián)到第一和第二放大器輸出端子21和22上。Q1和Q2具有分別聯(lián)在第一和第二放大器輸出端23和24上的第一和第二節(jié)點(diǎn)。R1一端接端子11，另端接第一節(jié)點(diǎn)25。R2一端接端子11，另一端接節(jié)點(diǎn)26。源IO1在Q1、Q2之間和端子12之間。在全波整流電路中，每個(gè)晶體管均為具有基極、集電極和發(fā)射極的雙極型三極管。
Q1為第一npn型雙極晶體管，其第一基極接端子21、作為第一節(jié)點(diǎn)25的第一集電極、和聯(lián)到第一恒流源IO1的第一發(fā)射極。Q2為第二npn型雙極晶體管，其第二基極接端子22、作為第二節(jié)點(diǎn)22的第二集電極，以及聯(lián)在第一恒流源IO1上的第二發(fā)射極。
電壓參考電路30在第一和第二電源電位間產(chǎn)生參考電壓VREF。
第一差分對電路40-1具有聯(lián)到第一放大器輸出端23的第一差分輸入端41，且第一參考輸入端43-1加有基準(zhǔn)電壓VREF。電路40-1在參考電壓VREF的基礎(chǔ)上對第一放大的輸出電壓V01進(jìn)行半波整流，以獲得第一半波整流的電流IC3。電路40-1具有用于產(chǎn)生第一半波整流電流IC3的第一半波電流輸出端44-1。
同理，第二差分對電路40-2具有聯(lián)在第二放大器輸出端24上的第二差分輸入端42，且在第二參考輸入端43-2上提供參考電壓VREF。電路40-2在VREF的基礎(chǔ)上對第二放大輸出電壓V02進(jìn)行半波整流，以獲得第二半波整流電流IC4。電路40-2具有用于產(chǎn)生第二半波整流電流IC4的第二半波電流輸出端44-2。
具體講，電路40-1包括一對晶體管Q3和Q51以及一第二恒流源IO2。Q3接第一差分輸入端41和第一半波電流輸出端44-1。Q51接第一參考輸入端43-1和端子11。第二恒流源IO2在Q3、Q51和第二電源端子12之間。Q3為npn型雙極三極管，其基極接第一差分輸入端41、集電極接第一半波電流輸出端45-1，發(fā)射極接第二恒流源IO2。Q51為npn型雙極三極管，其基極接第一參考輸入端43-1，集電極接端子11、發(fā)射極接IO2。
同理，第二差分對電路40-2包括一對晶體管Q4和Q52以及一個(gè)第三恒流源IO3。Q4聯(lián)到第二差分輸入端42和第二半波電流輸出端44-2上。Q52聯(lián)到第二參考輸入端43-2和第一電流端11上。第三恒流源IO3位于Q3、Q52與第二電源端12之間。Q4為npn型雙極三極管，其基極接第二差分輸入端42、集電極接第二半波電流輸出端45-2，發(fā)射極接第三恒流源IO3。Q52為npn型雙極三極管，其基極接第二參考輸入端43-2，集電極接第一電源端11、發(fā)射極接第三恒流源IO3。
電流/電壓轉(zhuǎn)換部分50′具有分別接第一、二半波電流輸出端45-1和45-2的第一和第二半波電流輸入端51-1和51-2。50′將第一、二半波整流電流IC3、IC4組合成全波整流電流IRO，并將IRO轉(zhuǎn)換成全波整流電壓VRO。50′還具有用于產(chǎn)生VRO的全波電壓輸出端13。
具體講，50′包括電流鏡電路60′和輸出電阻RO。電流鏡電路60接第一電源端子11，并具有分別作為第一和第二半波電流輸入端子51-1和51-2的第一和第二鏡輸入端61-1和61-2。端子61-1和61-2加有作為第一和第二鏡輸入電流的第一和第二半波整流的電流IC3和IC4。60′將第一和第二鏡輸入電流組合成鏡輸出電流IMO。60′具有鏡輸出端62，它聯(lián)到全波電壓輸出端13，并產(chǎn)生作為全波整流電流IRO的鏡輸出電流IMO。也就是說，60′用作將IC3和IC4組合成IRO的組合電路裝置。輸出電阻RO一端接全波電壓輸出端13另端接第二電源端12。RO將IMO轉(zhuǎn)成VRO，從而在端子13上輸出全波整流后的電壓VRO。
電路60′包括三個(gè)晶體管Q61、Q62和Q7。Q61接61-1和端子11、Q62接61-2和端子11。Q7接61-1和61-2、鏡輸出端子61、以及端子11。Q61為npn型雙極三極管，其基極接61-1、集電極接61-1、發(fā)射極接端子11。Q62為npn型雙極三極管，其基極接61-2、集電極接61-2、發(fā)射極接端子11。Q7為npn型雙極三極管，其基極接61-1和61-2，集電極接61，發(fā)射極接端子11。
但是，傳統(tǒng)全波整流電路的缺點(diǎn)正象前文所述結(jié)構(gòu)復(fù)雜且難于以小規(guī)格集成電路來實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的電路包括差分對電路40-1和40-2，以及電流鏡電路60′，而該電路60′是用于將IC3和IC4組合成IRO的組合電路裝置。
見圖2，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的全波整流電路除包括代替原第一和第二差分對電路40-1和40-2的一個(gè)差分對40且電流/電壓轉(zhuǎn)換部分與圖1所示的不同外，其余結(jié)構(gòu)相似。電流/電壓轉(zhuǎn)換部分描繪在圖50部分。
差分對電路40具有分別聯(lián)到第一和第二放大器輸出端23和24的第一和第二差分輸入端41和42，并具有加有參考電壓VREF的參考輸入端43。差分對電路40在參考電壓VREF的基礎(chǔ)上對第一和第二放大的輸出電壓V01和V02進(jìn)行半波整流，以獲得第一和第二半波整流的電流IC3和IC4。差分對電路40包括用于將第一和第二半波整流電流IC3和IC4組合成全波整流的電流IRO的組合部分44。差分對電路40具有聯(lián)到組合部分44上的全波電流輸出端45。端子45上產(chǎn)生IRO。
差分對電路40包括第三至第五晶體管Q3、Q4和Q5，以及第二恒流源IO2。第三和第四晶體管Q3和Q4聯(lián)到第一和第二差分輸入端41和42，且其第三和第四節(jié)點(diǎn)46和47經(jīng)組合部分44接全波電流輸出端45。第五晶體管Q5接到參考輸入端43和第一電源端11上。第二恒流源IO2在第三至第五晶體管Q3-Q5與第二電源端12之間。
具體講，第三晶體管Q3是npn型雙極三極管，其第三基極接第一差分輸入端41、作為第三節(jié)點(diǎn)46的第三集電極和第三發(fā)射極接到第二恒流源IO2上。Q4為npn型雙極三極管，其基極接端子42、作為第四節(jié)點(diǎn)47的第四集電極和第四發(fā)射極接IO2。組合部分44是一條聯(lián)線，用于將第三和第四集電極聯(lián)到端子45上。Q5為npn型雙極三極管，其基極接參考輸入端43、集電極接端子11，而發(fā)射極接IO2。
電流/電壓轉(zhuǎn)換部分50其全波電流輸入端51接差分對電路40的全波電流輸出端45，它將IRO轉(zhuǎn)換成全波整流電壓VRO，它具有一用來產(chǎn)生全波整流電壓VRO的全波電壓輸出端子13。
具體講，部分50包括電流鏡電路60和輸出電阻RO。電路60接端子11，它具有一個(gè)作為全波電流輸入端51的鏡輸入端61和接到端子13上的鏡輸出端62。鏡輸出端62產(chǎn)生鏡輸出電流IMO。IMO的電流值等于IRO的電流值。即電路60用作將全波整波的電流IRO變轉(zhuǎn)成鏡輸出電流IMO的變換裝置。
電路60包括第六和第七晶體管Q6和Q7。Q6接端子61和端子11。Q7接接端子61、62和11。Q6為第一pnp型雙極三極管，其基極和集電極接端子61、發(fā)射極接端子11。Q7為第二pnp型雙極三極管，其基板接端子61、集電極接端子61、發(fā)射極接端子11。
利用這種結(jié)構(gòu)，在差分對電路40中，一對第三和第五晶體管Q3和Q5用于VREF基礎(chǔ)上對第一放大的輸出電壓V01進(jìn)行半波整流以獲得第一半波整流電流IC3，而另一對第四和第五晶體管Q3和Q5用于在VREF基礎(chǔ)上對第二放大的輸出電壓V03進(jìn)行半波整流以獲得第二半波整流電流IC4。
現(xiàn)在，在參閱圖2的基礎(chǔ)上再參閱圖3，描述偏離電壓加到差分對電路40的輸入偏置電壓上(即Q3和Q4基極電壓)和參考電壓VREF(即Q5的基極電壓)上的工作情況。假定Q3的第三基極電壓為VB3，集電極具有作為第一半波整流電流的集電極電流IC3，Q4具有第四基極電壓VB4，以及作為第二半波整流電流的第四集電極電流IC4，Q5具有作為參考電壓VREF的第五基極電壓和作為參考電流IREF的第五集電極電流。在此情形下，由下述方程(1)，(2)，(3)和(4)表示第三基極電壓VB3的第三集電極電流(第一半波整流電流)和第五基極電壓(參考電壓)VREF、第三基極電壓VB3的第五集電極電流(參考電流)IREF和第五基極電壓(參考電壓)VREF、第四基極電壓VB4的第四集電極電流(第二半波整流電流)IC4如和第五基極電壓(參考電壓)VREF、以及第四基極VB4的第五集電極電流(參考電流)IREF和第五基極電壓(參考電壓)VREFIC3=aIO1+exp-q(VB3-VREF)KT---(1)]]>IREF=aIO1+expq(VB3-VREF)KT---(2)]]>IC4=aIO1+exp-q(VB4-VREF)KT---(3)]]>IREF=aIO1+expq(VB4-VREF)KT---(4)]]>其中IO代表恒電流，a代表電流放大系數(shù)(它是到達(dá)集電極的電子與從發(fā)射極發(fā)出的電子的比，a＝1)，q代表電容，k代表波爾茲曼常數(shù)，T代表絕對溫度。
圖3表示IC3、IC4和IREF的特性。圖3中，橫座標(biāo)代表以(KT/q＝25mV)為單位的電壓差(VB3-VREF)和(VB4-VREF)，縱座標(biāo)代表以(aIO)為單位的集電極電流。
從圖3可知，當(dāng)|VB3-VREF|或|VB4-VREF|等于電壓4KT/q或100mV以上時(shí)，則IC3、IC4和IREF近似等于零或者等于aIO。也就是說，在圖2所示的全波整流電路中，當(dāng)?shù)谝弧⒍糯笃鬏敵鲭妷篤01和V02加到Q3和Q4基極上，且VREF(Q5的第五基極電壓)的基極偏離電壓高于第三和第四基極電壓VB和VB4時(shí)，即由電壓4KT/q的差分放大器20的輸出偏置電壓所決定后，Q3和Q4則具有了分別對第一和第二放大器輸出電壓V01和V02半波整流后所獲的第三和第四集電極電流IC3和IC4。通過用線44將Q3的集電極與Q4的集電極相聯(lián)，則獲得輸入交流信號VIN的全波整流的電流IRO。
圖4示出輸入交流信號VIN對全波整流電流IRO的輸入/輸出特性。
見圖5，通過將信號源70與偏置電路80組合產(chǎn)生輸入交流信號VIN。信號源70接第二電源端12，并且產(chǎn)生原交流信號VA。偏置電路80具有一經(jīng)耦合電容C聯(lián)到信號源70的偏置輸入端81。偏置電路80按下面將要描述的方式產(chǎn)生偏置電壓。偏置電路80將原交流信號VA疊加到偏置電壓上以獲得輸入交流信號VIN。電路80具有第一和第二偏置輸出端86和87，用于在二者之間產(chǎn)生輸入交流信號VIN。端子86、87分別接差分放大器20的第一和第二放大器輸入端21和22，并分別產(chǎn)生第一和第二偏置輸出電壓VI1和VI2。在VI1和VI2之間具有一輸入交流信號VIN。即VIN下式表示為VIN＝VI1-VI2具體講，偏置電路80包括一對npn型雙極三極管Q8和Q9、四個(gè)電阻R3、R4、R5和R6，以及恒流源IO。Q8基極接偏置輸入端81、集電極接第一偏置輸出端82、發(fā)射極接恒流源IO0。Q9集電極接第二偏置輸出端87、發(fā)射極接恒流源IO0。電阻R3一端接Q8集電極，另端接端子11，電阻R4一端接Q8集電極、另端接端子11。電阻R5一端接Q8基極，另端接第一電源端11。電阻R9一端接Q9基極，另端接端子11。恒流源IO0位于Q8和Q9的發(fā)射極與第二電源端12之間。
假定電阻R3和R4的每一個(gè)其阻值為R0，恒流源IO0中流過為I0的恒流。在此情況下，偏置電壓等于(VCC-R0·I0/2)。
除參閱圖2和5外，再參閱圖6，描述圖2所示的全波整流電路的工作。沿圖6的從最上端的第一行至最下端的一行分別順序地描繪出了原交流信號VA、第一和第二偏置輸出電壓VI1和VI2、第一和第二放大的輸出電壓V01和V02、第一和第二半波整流的電流IC3和IC4、全波整流的電流IRO以及全波整流的電壓VRO。
信號源70按圖中第一行的方式產(chǎn)生原交流信號VA。偏置電路80分別接第二和第三行的方式產(chǎn)生第一和第二偏置輸出電壓VI1和VI2，二者具有相反的相位并與原交流信號VA同相位。VI1和VI2的每個(gè)的電壓等于(VCC-R0·I0/2)。差分放大器20分別按第四和第五行的方式產(chǎn)生第一和第二放大的輸出電壓V01和V02，它與第一和第二偏置輸出電壓VI1和VI2反相。第一和第二放大的輸出電壓V01和V02的每一個(gè)都有一個(gè)輸出偏置電壓。假定第一和第二電阻R1和R2的阻值為R1且恒流源IO1流過恒流I1。在此情況下，輸出偏置電壓等于(VCC-R1·I1/2)。
在差分對電路40中，按圖中第六和第七行的方式在參考電壓VREF的基礎(chǔ)上流過第一和第二半波整流的電流IC3和IC4。差分電路40通過將第一半波整流電流IC3按圖中第八行的方式與第二半波整流電流IC4組合起來而產(chǎn)生全波整流電流IRO。在電流/電壓轉(zhuǎn)換部分50中的輸出電阻RO接圖中最后一行的方式將全波整流電流IRO轉(zhuǎn)換成全波整流的電壓VRO。
雖然本發(fā)明參考了優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但應(yīng)明白，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可對其進(jìn)行各種變型，例如組成全波整流電路的晶體管可以為具有柵極、源極和漏極的場效應(yīng)管，而這些也是屬于本發(fā)明已要求保護(hù)的范疇。
權(quán)利要求
1.一種具有第一和第二電源端子的全波整流電路，其第一和第二電源端子分別加有第一和第二電源電位，第一電源電位高于第二電源電位，其特征在于所述全波整流電路包括差分放大器，具有在其間加有輸入交流信號的第一和第二放大器輸入端，用于差分地放大輸入交流信號，所述差分放大器具有第一和第二放大器輸出端，用于分別產(chǎn)生第一和第二放大的輸出電壓，二者彼此反相；電壓參考電路，用于在第一和第二電源電位之間產(chǎn)生參考電壓；以及差分對電路，具有分別聯(lián)到第一和第二放大器輸出端的第一和第二差分輸入端，并且具有加有參考電壓的參考輸入端，用于在參考電壓的基礎(chǔ)上對第一和第二放大的輸出電壓進(jìn)行半波整流，以獲得第一和第二半波整流的電流，所述差分對電路包括一個(gè)組合部分，用于將第一和第二半波整流的電流組合成一個(gè)全波整流的電流，所述差分對電路具有一聯(lián)到組合部分的全波電流輸出端，用于產(chǎn)生全波整流的電流。
2.如權(quán)利要求1的全波整流電路，其特征在于所述差分放大器包括聯(lián)到第一和第二放大器輸入端的可差分工作的第一和第二放大器輸入端，并且具有分別是聯(lián)到第一和第二放大器輸出端的第一和第二節(jié)點(diǎn)、在第一電源端與第一和第二節(jié)點(diǎn)之間的第一和第二電阻、以及在所述第一和第二電阻與所述第二電源端之間的第一恒流源。
3.如權(quán)利要求2的全波整流電路，其特征在于所述第一晶體管為第一npn型雙極三極管，其第一基極接第一放大器輸入端、第一集電極作為第一節(jié)點(diǎn)，且第一發(fā)射極接所述輸出恒流源，所述第二晶體管為第二npn型雙極三極管，其第二基極接第二放大器輸入端、第二集電極作為第二節(jié)點(diǎn)，且第二發(fā)射極接所述第一恒流源。
4.如權(quán)利要求2的全波整流電路，其特征在于所述差分對電路包括聯(lián)到第一和第二差分輸入端的第三和第四晶體管，并且具有經(jīng)組合部分接到全波電流輸出端的第三和第四節(jié)點(diǎn)、聯(lián)到參考輸入端和第一電源端的第五晶體管、以及在所述第三至第五晶體管與所述第二電源端之間的第二恒流源。
5.如權(quán)利要求4的全波整流電路，其特征在于所述第三晶體管為第三npn型雙極三極管，具第三基極接第一差分輸入端，第三集電極作為第三節(jié)點(diǎn)、且第三發(fā)射極接所述第二恒流源，所述第四晶體管為第四npn型雙極三極管，其第四基極接第二差分輸入端、第四集電極作為第四節(jié)點(diǎn)、且第四發(fā)射極接所述第二恒流源，組合部分為聯(lián)接導(dǎo)線，用于將第三和第四集電極與全波電流輸出端相聯(lián)，所述第五晶體管為第五npn型雙極三極管，其第五基極接參考輸入端、第五集電極接第一電源端，且第五發(fā)射極接所述第二恒流源。
6.如權(quán)利要求4的全波整流電路，其特征在于還包括電流/電壓轉(zhuǎn)換部分，其全波電流輸入端接所述差分對電路的全波電流輸出端，所述電流/電壓轉(zhuǎn)換部分將全波整流的電流轉(zhuǎn)換成全波整流的電壓，所述電流/電壓轉(zhuǎn)換部分具有一個(gè)全波電壓輸出端，用于產(chǎn)生全波整流的電壓。
7.如權(quán)利要求6的全波整流電路，其特征在于所述電流/電壓轉(zhuǎn)換部分包括聯(lián)到第一電源端的電流鏡電路，并且具有作為全波電流輸入端的鏡輸入端和聯(lián)到全波電壓輸出端的鏡輸出端，鏡輸出端產(chǎn)生鏡輸出電流，其電流值等于全波整流電流的電流值，還具有一輸出電阻器，其一端接全波電壓輸出端，另端接第二電源端，所述輸出電阻將鏡輸出電流轉(zhuǎn)換成全波整流的電壓，從而在全波電壓輸出端上輸出全波整流的電壓。
8.如權(quán)利要求7的全波整流電路，其特征在于所述電流鏡電路包括聯(lián)到鏡輸入端和第一電源端的第六晶體管，以及聯(lián)到鏡輸入端、鏡輸出端、和第一電源端的第七晶體管。
9.如權(quán)利要求8的全波整流電路，其特征在于所述第六晶體管為第一pnp型雙極三極管，其第六基極接鏡輸入端、第六集電極接鏡輸入端、而第六發(fā)射極接第一電源端，所述第七晶體管為第二pnp型雙極三極管，其第七基極接鏡輸入端、第七集電極接鏡輸出端，而第七發(fā)射極則接第一電源端。
全文摘要
在包括差分地放大輸入交流信號以產(chǎn)生第一和第二放大的輸出電壓的差分放大器，以及用于產(chǎn)生參考電壓的電壓參考電路的全波整流電路中，差分對電路在參考電壓的基礎(chǔ)上對第一和第二放大的輸出電壓進(jìn)行半波整流，以獲得第一和第二半波整流的電流。差分對電路包括組合部分，用于將第一和第二半波整流電流組合成全波整流電流。全波整流電路還可包括電流/電壓轉(zhuǎn)換部分，用于將全波整流的電流轉(zhuǎn)換成全波整流的電壓。
文檔編號H03D1/00GK1140929SQ9610663
公開日1997年1月22日 申請日期1996年5月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月22日
發(fā)明者藤井友宏, 工藤宏 申請人:日本電氣株式會(huì)社