专利名称：一种具有1/V<sup>2</sup>校正的乘法器电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电学领域，特别涉及ー种具有1/V2校正的乘法器电路。
背景技术：
为了防止电气设备造成严重谐波污染与干扰，提高功率因数，电源产品中引入有源功率因子校正电路，大大提高对电能的利用效率。在有源功率因子校正电路，模拟乘法器的作用是将误差放大器的输出与电源信号的整流分压信号相乘，最終得到输入电压与输入电流同频同相，实现高的功率因数。传统的两输入乘法器，当输入正弦电源电压信号变化吋，电流參考信号不能适应新的操作环境，需要通过误差放大器来进行瞬态响应，反应较 慢。
发明内容本实用新型的目地是提供一种具有1/V2校正的乘法器电路，使环路增益及瞬态响应独立于输入电压，能够显著的改善系统的动态特性。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为ー种具有1/V2校正的乘法器电路，其特征在于，包括Vl电压电流转换功能电路、V2和Vl电压关系转换功能电路、V3和Vl电压关系转换功能电路和吉尔伯特乘法器单元。所述乘法器电路包括ー个放大器単元、五个P型MOS管、五个N型MOS管、四个NPN管、四个PNP管，三个电阻，其连接方式为第一 P型MOS管MPl的源极与电源VDD连接；第一 P型MOS管MPl的漏极、第一 N型MOS管匪I的漏极、第一 P型MOS管MPl的栅极、第ニ P型MOS管MP2的栅极、第三P型MOS管MP3的栅极、第四P型MOS管MP4的栅极与第五P型MOS管MP5的栅极连接；第二 P型MOS管MP2的源极与电源VDD连接；第二 P型MOS管MP2的漏极、电阻R2的一端与第一 P型双极型晶体管Pl的发射极连接；第三P型MOS管MP3的源极与电源VDD连接；第三P型MOS管MP3的漏极、电阻R2的一端与第二 P型双极型晶体管P2的发射极连接；第四P型MOS管MP4的源极与电源VDD连接；第四P型MOS管MP4的漏扱、电阻R3的一端与第三P型双极型晶体管P3的发射极连接；第五P型MOS管MP5的源极与电源VDD连接；第五P型MOS管MP5的漏扱、电阻R3的一端与第四P型双极型晶体管P4的发射极连接；第一 N型MOS管匪I的源扱、电阻Rl的一端与放大器単元的Vin+输入端连接；第一 N型MOS管匪I的栅极与放大器单元的输出端Vo端连接；第一 N型MOS管匪I的漏极、第一 P型MOS管MPl的漏极、第一 P型MOS管MPl的栅极、第二 P型MOS管MP2的栅极、第三P型MOS管MP3的栅极、第四P型MOS管MP4的栅极与第五P型MOS管MP5的栅极连接；第二 N型MOS管丽2的源极与地GND连接；第二 N型MOS管丽2的栅极、第三N型MOS管丽3的栅极、第三P型双极型晶体管MP3的集电极与第三N型MOS管丽3的漏极连接；第二 N型MOS管匪2的漏极与第三N型双极型晶体管N3的发射极连接；第三N型MOS管MN3的源极与地GND连接；第四N型MOS管MN4的源极与地GND连接；第四N型MOS管MN4的栅极、第五N型MOS管匪5的栅极、第四P型双极型晶体管MP4的集电极与第四N型MOS管MN4的漏极连接 ，第五N型MOS管MN5的源极与地GND连接；第五N型MOS管MN5的漏极与第四N型双极型晶体管N4的发射极连接；第一 N型双极型晶体管NI的发射极与地GND连接；第一 N型双极型晶体管NI的基极、集电极与第一 P型双极型晶体管Pl的集电极连接；第二 N型双极型晶体管N2的发射极与地GND连接；第二 N型双极型晶体管N2的基极、集电极与第二 P型双极型晶体管P2的集电极连接；第三N型双极型晶体管N3的基扱、集电极与电源VDD连接；第三N型双极型晶体管N3的发射极与第二 N型MOS管匪2的漏极连接；第四N型双极型晶体管N4的基极、集电极与电源VDD连接；第四N型双极型晶体管N4的发射极与第五N型MOS管MN5的漏极连接；第一 P型双极型晶体管Pl的发射扱、电阻R2的一端与第二 P型MOS管MP2的漏极连接；第一 P型双极型晶体管Pl的基极与输入电压V2连接；第一 P型双极型晶体管Pl的集电极、第一 N型双极型晶体管NI的基极与第一N型双极型晶体管NI集电极连接；第二 P型双极型晶体管P2的发射扱、电阻R2的一端与第三P型MOS管MP3的漏极连接；第二 P型双极型晶体管P2的基极与地GND连接；第二 P型双极型晶体管P2的集电极、第二 N型双极型晶体管N2的基极与第二 N型双极型晶体管N2集电极连接；第三P型双极型晶体管P3的发射极、电阻R3的一端与第四P型MOS管MP4的漏极连接；第三P型双极型晶体管P3的基极与输入电压V3连接；第三P型双极型晶体 管P3的集电极、第三N型MOS管匪3的漏极与第三N型MOS管匪3的栅极连接；第四P型双极型晶体管P4的发射扱、电阻R3的一端与第五P型MOS管MP5的漏极连接；第四P型双极型晶体管P4的基极与地GND连接；第四P型双极型晶体管P4的集电极、第四N型MOS管MN4的漏极与第四N型MOS管MN4的栅极连接；电阻Rl的一端与地GND连接；电阻Rl的另一端、第一 N型MOS管丽I的源极与放大器単元的Vin+输入端连接；电阻R2的一端、第一P型双极型晶体管Pl的发射极与第二 P型MOS管MP2的漏极连接；电阻R2的另一端、第二P型双极型晶体管P2的发射极与第三P型MOS管MP3的漏极连接；电阻R3的一端、第三P型双极型晶体管P3的发射极与第四P型MOS管MP4的漏极连接；电阻R3的另一端、第四P型双极型晶体管P4的发射极与第五P型MOS管MP5的漏极连接；放大器単元的Vin+输入端与输入电压Vl连接；放大器单兀的Vin-输入端、电阻Rl的一端与第一 N型MOS管丽I的源极连接；放大器単元的Vo输出端与第一 N型MOS管匪I的栅极连接。本实用新型描述的具有1/V2校正的乘法器电路，具有实现夂乘法的结果能
力，根据三极管基极与发射极间的电压与集电极电流的对数关系，将V2和Vl及V3和Vl电压关系转换成具有反双曲正切特性的函数关系，送入乘法器后最终实现ー种具有1/V2校正的乘法器功能，对于有源功率因子校正电路，可以使环路增益及瞬态响应独立于输入电压，能够显著的改善系统的动态特性。
图I为本实用新型结构示意图。图2为本实用新型电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进ー步说明。[0011]本实用新型主要应用于有源功率因子校正器，用于改善由于输入电压突然变化而引起的瞬态响应，如图I所示包括Vl电压电流转换功能电路、V2和Vl电压关系转换功能电路、V3和Vl电压关系转换功能电路和吉尔伯特乘法器单元，Vl电压电流转换功能电路将Vl电压转换成电流，送入V2和Vl电压关系转换功能电路，利用三极管基极与发射极间的电压与集电极电流的对数关系，将V2、Vl的电压转换成具有双曲正切特性的函数关系，同理，将V3、V1的电压也转换成具有反双曲正切特性的函数关系，同时送入吉尔伯特乘法器単元，得
到K 結果，即具有1Λ2校正能力。如图2，其乘法器电路包括ー个放大器単元、五个P型MOS管、五个N型MOS管、四个NPN管、四个PNP管，三个电阻，其连接方式为第一 P型MOS管MPl的源极与电源VDD连接；第一 P型MOS管MPl的漏极、第一 N型MOS管匪I的漏极、第一 P型MOS管MPl的栅极、第二 P型MOS管MP2的栅极、第三P型MOS管MP3的栅极、第四P型MOS管MP4的栅极与第五P型MOS管MP5的栅极连接；第二 P型MOS管MP2的源极与电源VDD连接；第二 P型MOS管MP2的漏极、电阻R2的一端与第一 P型双极型晶体管Pl的发射极连接；第三P型MOS管MP3的源极与电源VDD连接；第三P型MOS管MP3的漏极、电阻R2的一端与第二 P型双极型晶体管P2的发射极连接；第四P型MOS管MP4的源极与电源VDD连接；第四P型MOS·管MP4的漏扱、电阻R3的一端与第三P型双极型晶体管P3的发射极连接；第五P型MOS管MP5的源极与电源VDD连接 ，第五P型MOS管MP5的漏极、电阻R3的一端与第四P型双极型晶体管P4的发射极连接 ，第一 N型MOS管匪I的源扱、电阻Rl的一端与放大器単元的Vin+输入端连接；第一 N型MOS管匪I的栅极与放大器单元的输出端Vo端连接；第一 N型MOS管匪I的漏极、第一 P型MOS管MPl的漏极、第一 P型MOS管MPl的栅极、第二 P型MOS管MP2的栅极、第三P型MOS管MP3的栅极、第四P型MOS管MP4的栅极与第五P型MOS管MP5的栅极连接；第二 N型MOS管丽2的源极与地GND连接；第二 N型MOS管丽2的栅极、第三N型MOS管匪3的栅极、第三P型双极型晶体管MP3的集电极与第三N型MOS管匪3的漏极连接；第二 N型MOS管MN2的漏极与第三N型双极型晶体管N3的发射极连接；第三N型MOS管MN3的源极与地GND连接；第四N型MOS管MN4的源极与地GND连接；第四N型MOS管MN4的栅极、第五N型MOS管匪5的栅极、第四P型双极型晶体管MP4的集电极与第四N型MOS管MN4的漏极连接 ，第五N型MOS管匪5的源极与地GND连接 ，第五N型MOS管匪5的漏极与第四N型双极型晶体管N4的发射极连接 ，第一 N型双极型晶体管NI的发射极与地GND连接；第一 N型双极型晶体管NI的基极、集电极与第一 P型双极型晶体管Pl的集电极连接；第二 N型双极型晶体管N2的发射极与地GND连接；第二 N型双极型晶体管N2的基极、集电极与第二 P型双极型晶体管P2的集电极连接；第三N型双极型晶体管N3的基极、集电极与电源VDD连接；第三N型双极型晶体管N3的发射极与第二 N型MOS管丽2的漏极连接；第四N型双极型晶体管N4的基极、集电极与电源VDD连接；第四N型双极型晶体管N4的发射极与第五N型MOS管匪5的漏极连接；第一 P型双极型晶体管Pl的发射扱、电阻R2的一端与第二 P型MOS管MP2的漏极连接；第一 P型双极型晶体管Pl的基极与输入电压V2连接；第一 P型双极型晶体管Pl的集电极、第一 N型双极型晶体管NI的基极与第一 N型双极型晶体管NI集电极连接；第二 P型双极型晶体管P2的发射扱、电阻R2的一端与第三P型MOS管MP3的漏极连接；第二 P型双极型晶体管P2的基极与地GND连接；第二P型双极型晶体管P2的集电极、第二 N型双极型晶体管N2的基极与第二N型双极型晶体管N2集电极连接；第三P型双极型晶体管P3的发射极、电阻R3的一端与第四P型MOS管MP4的漏极连接；第三P型双极型晶体管P3的基极与输入电压V3连接；第三P型双极型晶体管P3的集电极、第三N型MOS管匪3的漏极与第三N型MOS管匪3的栅极连接；第四P型双极型晶体管P4的发射扱、电阻R3的一端与第五P型MOS管MP5的漏极连接；第四P型双极型晶体管P4的基极与地GND连接；第四P型双极型晶体管P4的集电极、第四N型MOS管MN4的漏极与第四N型MOS管MN4的栅极连接；电阻Rl的一端与地GND连接；电阻Rl的另一端、第一 N型MOS管丽I的源极与放大器単元的Vin+输入端连接；电阻R2的一端、第一P型双极型晶体管Pl的发射极与第二 P型MOS管MP2的漏极连接；电阻R2的另一端、第二P型双极型晶体管P2的发射极与第三P型MOS管MP3的漏极连接；电阻R3的一端、第三P型双极型晶体管P3的发射极与第四P型MOS管MP4的漏极连接；电阻R3的另一端、第四P型双极型晶体管P4的发射极与第五P型MOS管MP5的漏极连接；放大器単元的Vin+输入端与输入电压Vl连接；放大器单兀的Vin-输入端、电阻Rl的一端与第一 N型MOS管丽I的源极连接；放大器単元的Vo输出端与第一 N型MOS管匪I的栅极连接。 图2中可见，Vl电压电流转换电路通过放大器単元、第一 N型MOS管丽I、电阻Rl及第一 P型MOS管MPl将电压Vl转换成电流V1/R1，通过第二 P型MOS管MP2、第三P型MOS管MP3、第四P型MOS管MP4及第五P型MOS管MP5将电流镜像到后级电路中V2与Vl电压关系转换电路通过第一 P型双极型晶体管P1、第二 P型双极型晶体管P2、电阻R2，使流过第一 N型双极型晶体管NI的电流为V1/R1-V2/R2，流过第二 N型双极型晶体管N2的电流为V1/R1+V2/R2，所以根据三极管基极与发射极间的电压与集电极电流的对数关系
y +y 1+y .y
特性，图中B点与A点的电压差为Δ匕=K . In 0 -φ-=匕· In ラ,同理可
/^l /7/^l
^/ + ドゾ 1 + Rx/
得，图中C点与D点的电压差为AFra == VT-]n φ ，将Δ VAB与
A" y^ χ~/κ xA
AVCD都是具有反双曲正切特性的函数，同时送入吉尔伯特乘法器単元，可得乘法器的输出为^，即K ·#，即具有1Λ2校正能力。以上是对本实用新型的具体说明，本方案不仅仅局限在以上实施例中，针对在本方案发明构思下所做的任何改变都将落入本实用新型保护范围内。
权利要求1.ー种具有l/ν2校正的乘法器电路，其特征在于，包括Vl电压电流转换功能电路、V2和Vl电压关系转换功能电路、V3和Vl电压关系转换功能电路和吉尔伯特乘法器单元。
2.如根据权利要求I所述的ー种具有1/V2校正的乘法器电路，其特征在于，所述乘法器电路包括ー个放大器単元、五个P型MOS管、五个N型MOS管、四个NPN管、四个PNP管，三个电阻，其连接方式为第一 P型MOS管MPl的源极与电源VDD连接；第一 P型MOS管MPl的漏极、第一 N型MOS管匪I的漏极、第一 P型MOS管MPl的栅极、第二 P型MOS管MP2的栅极、第三P型MOS管MP3的栅极、第四P型MOS管MP4的栅极与第五P型MOS管MP5的栅极连接 ，第二 P型MOS管MP2的源极与电源VDD连接 ，第二 P型MOS管MP2的漏极、电阻R2的一端与第一 P型双极型晶体管Pl的发射极连接 ，第三P型MOS管MP3的源极与电源VDD连接；第三P型MOS管MP3的漏极、电阻R2的一端与第二 P型双极型晶体管P2的发射极连接；第四P型MOS管MP4的源极与电源VDD连接；第四P型MOS管MP4的漏极、电阻R3的一端与第三P型双极型晶体管P3的发射极连接 ，第五P型MOS管MP5的源极与电源VDD连接；第五P型MOS管MP5的漏扱、电阻R3的一端与第四P型双极型晶体管P4的发射极连接；第一 N型MOS管丽I的源扱、电阻Rl的一端与放大器単元的Vin+输入端连接；第一N型MOS管匪I的栅极与放大器単元的输出端Vo端连接；第一 N型MOS管匪I的漏极、第一 P型MOS管MPl的漏极、第一 P型MOS管MPl的栅极、第二 P型MOS管MP2的栅极、第三P型MOS管MP3的栅极、第四P型MOS管MP4的栅极与第五P型MOS管MP5的栅极连接；第ニ N型MOS管丽2的源极与地GND连接 ，第二 N型MOS管丽2的栅极、第三N型MOS管丽3的栅极、第三P型双极型晶体管MP3的集电极与第三N型MOS管丽3的漏极连接 ，第二 N型MOS管匪2的漏极与第三N型双极型晶体管N3的发射极连接 ，第三N型MOS管匪3的源极与地GND连接；第四N型MOS管MN4的源极与地GND连接；第四N型MOS管MN4的栅极、第五N型MOS管丽5的栅极、第四P型双极型晶体管MP4的集电极与第四N型MOS管MN4的漏极连接 ，第五N型MOS管匪5的源极与地GND连接 ，第五N型MOS管匪5的漏极与第四N型双极型晶体管N4的发射极连接；第一 N型双极型晶体管NI的发射极与地GND连接；第一N型双极型晶体管NI的基极、集电极与第一 P型双极型晶体管Pl的集电极连接；第二 N型双极型晶体管N2的发射极与地GND连接；第二 N型双极型晶体管N2的基极、集电极与第二P型双极型晶体管P2的集电极连接；第三N型双极型晶体管N3的基极、集电极与电源VDD连接；第三N型双极型晶体管N3的发射极与第二 N型MOS管丽2的漏极连接；第四N型双极型晶体管N4的基极、集电极与电源VDD连接；第四N型双极型晶体管N4的发射极与第五N型MOS管匪5的漏极连接；第一 P型双极型晶体管Pl的发射极、电阻R2的一端与第二 P型MOS管MP2的漏极连接；第一 P型双极型晶体管Pl的基极与输入电压V2连接；第一 P型双极型晶体管Pl的集电极、第一 N型双极型晶体管NI的基极与第一 N型双极型晶体管NI集电极连接；第二 P型双极型晶体管P2的发射极、电阻R2的一端与第三P型MOS管MP3的漏极连接；第二 P型双极型晶体管P2的基极与地GND连接；第二 P型双极型晶体管P2的集电极、第二 N型双极型晶体管N2的基极与第二 N型双极型晶体管N2集电极连接；第三P型双极型晶体管P3的发射极、电阻R3的一端与第四P型MOS管MP4的漏极连接；第三P型双极型晶体管P3的基极与输入电压V3连接；第三P型双极型晶体管P3的集电极、第三N型MOS管丽3的漏极与第三N型MOS管丽3的栅极连接；第四P型双极型晶体管P4的发射扱、电阻R3的一端与第五P型MOS管MP5的漏极连接；第四P型双极型晶体管P4的基极与地GND连接；第四P型双极型晶体管P4的集电极、第四N型MOS管MN4的漏极与第四N型MOS管MN4的栅极连接；电阻Rl的一端与地GND连接；电阻Rl的另一端、第一 N型MOS管匪I的源极与放大器単元的Vin+输入端连接；电阻R2的一端、第一 P型双极型晶体管Pl的发射极与第二 P型MOS管MP2的漏极连接；电阻R2的另一端、第二 P型双极型晶体管P2的发射极与第三P型MOS管MP3的漏极连接；电阻R3的一端、第三P型双极型晶体管P3的发射极与第四P型MOS管MP4的漏极连接；电阻R3的另一端、第四P型双极型晶体管P4的发射极与第五P型MOS管MP5的漏极连接；放大器单元的Vin+输入端与输入电压Vl连 接；放大器単元的Vin-输入端、电阻Rl的一端与第一 N型MOS管丽I的源极连接；放大器单元的Vo输出端与第一 N型MOS管匪I的栅极连接。
专利摘要本实用新型特别涉及一种具有1/V2校正的乘法器电路，包括V1电压电流转换功能电路、V2和V1电压关系转换功能电路、V3和V1电压关系转换功能电路和吉尔伯特乘法器单元，其电路包括一个放大器单元、五个P型MOS管、五个N型MOS管、四个NPN管、四个PNP管，三个电阻。本实用新型具有1/V2校正的乘法器功能，对于有源功率因子校正电路，可以使环路增益及瞬态响应独立于输入电压，能够显著的改善系统的动态特性。
文档编号H03K19/094GK202602616SQ201220248589
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者王晓飞, 夏雪, 孙权 申请人:西安航天民芯科技有限公司