一種cmos工藝實現的紅外接收放大電路的製作方法
2023-09-24 13:27:15
專利名稱：一種cmos工藝實現的紅外接收放大電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及CMOS集成電路，具體涉及一種面向學習型遙控器，適合CMOS集成電路工藝實現的紅外接收放大電路。
背景技術：
隨著數位電視的普及，面向機頂盒和電視機應用的學習型遙控器現在已經非常普遍。與傳統的遙控器相比，學習型遙控器能夠在遙控機頂盒的基礎上，通過學習的方式，學習電視機遙控器常用的6到8個按鍵，實現一個遙控器同時遙控機頂盒和電視機的功能。紅外接收放大電路是學習型遙控器實現接收學習的關鍵，為節約成本，一般利用遙控器原有的紅外發射二極體光敏特性，作為接收二極體使用。申請號200720(^8512. 4的實用新型專利「自學習型遙控器的紅外收發電路」公布了一種實現方式，該方式需要用到2 個PNP三級管、1個NPN三級管和若干電阻、電容等分立器件，利用紅外發射二極體在接收紅外信號時出現的反向電流特性，對該電流信號進行放大整形後，輸入到微控制器內部進行接收、存儲和識別處理。該專利公布的電路是目前學習遙控器的常見做法，但是該電路必須要2個PNP和1 個NPN三級管和若干電阻、電容等分立器件，增加了遙控器的元器件成本和製造工序，也降低了遙控器的可靠性。該電路不適合用CMOS工藝實現，因此無法集成到學習型遙控器的主晶片中間。為克服上述缺點，本發明電路專門設計了一種適合用CMOS工藝實現的紅外接收放大電路。該電路可方便集成到學習型遙控器的主晶片內部，這樣除保留紅外發射必須要的紅外發射二極體外，不需要其他的器件。
發明內容
本發明目的是設計了一種適合用CMOS工藝實現的紅外接收放大電路，該電路可方便的集成到學習型遙控器的主晶片中間。能夠進一步簡化學習型遙控器的外圍電路設計，節省元器件成本和製造成本，同時提高了遙控器的可靠性。本發明的電路圖如附圖1所示，設計上需要根據N阱CMOS工藝的特點，PNPl和 PNP2都是寄生的橫向三極體，該種橫向三極體的電流放大倍數β比較小，因此採用達林頓結構，提高電流放大倍數。紅外發射二極體在接收紅外信號時，因為其光敏特性會感應出微弱的反向電流，該反向電流記過2級達林頓結構的PNP管放大之後，拉低比較器的正輸入端電壓。需要說明的是，電路的結構設計，保證在沒有紅外信號的情況下，正輸入端電壓大於負輸入端電壓，比較器輸出為高。當有紅外信號輸入，且感應出來的反向電流足夠大(要求大於2微安)時，比較器正輸入端的電壓被拉低，導致比較器翻轉，輸出為低。因為比較器的輸出信號已經整形且具備較強的驅動能力，可直接輸入到數字電路部分使用。需要說明的是，附圖1中間的電阻選擇需要根據工藝的具體模型參數和靈敏度要求，通過仿真確定。
通過上述原理分析，本發明電路利用了 CMOS工藝的寄生三極體特性，為提高電流放大倍數使用了達林頓結構，電路原理清晰，結構簡單、可靠。適合集成到同樣是CMOS設計的學習型遙控器的主晶片中間。
參照下面的詳細說明和附圖，可以更好的理解本發明的有關結構和實現方法以及其目的、特徵和優勢。附圖中的結構僅僅作為本發明的一個設計實例。圖1為支持本發明的紅外信號接收放大電路。如圖1所示，除了紅外發射二極體外，包括4個電阻和2個PNP管、比較器都適合用CMOS工藝實現。其中PNPl和PNP2是利用了 N阱CMOS工藝的寄生橫向三極體，特點是電流放大倍數β小，且集電極必須接地。圖中的比較器是常見結構，CMOS工藝較容易實現。 PNPl和PNPl接成兩級達林頓結構，目的是彌補單級三極體的電流放大倍數β小的缺點，提高電路的輸入靈敏度。
具體實施例方式在以下的詳細說明中，描述了特定的細節以便提供對本發明全面的理解。然而本專業的技術人員會認識到，本發明也可以用其它相類似的細節實施。附圖1為支持本發明的紅外信號接收放大電路。設計上根據N阱CMOS工藝的特點，PNPl和PNP2都是寄生的橫向三極體，該種橫向三極體的電流放大倍數β比較小，因此採用達林頓結構，提高電流放大倍數。紅外發射二極體在接收紅外信號時，因為其光敏特性會感應出微弱的反向電流，該反向電流記過2級達林頓結構的PNP管放大之後，拉低比較器的正輸入端電壓。需要說明的是，電路的結構設計，保證在沒有紅外信號的情況下，正輸入端電壓大於負輸入端電壓，比較器輸出為高。當有紅外信號輸入，且感應出來的反向電流足夠大(要求大於2微安)時，比較器正輸入端的電壓被拉低，導致比較器翻轉，輸出為低。因為比較器的輸出信號已經整形且具備較強的驅動能力，可直接輸入到數字電路部分使用。需要說明的是，附圖1中間的電阻選擇需要根據工藝的具體模型參數和靈敏度要求，通過仿真確定。需要說明的是，紅外遙控信號一般的頻率範圍從20Κ赫茲到500Κ赫茲，採用本發明電路能夠完全覆蓋該頻率範圍，適合各種常見紅外遙控信號的接收放大。通過上述原理分析，本發明電路利用了 CMOS工藝的寄生三極體特性，為提高電流放大倍數使用了達林頓結構，電路原理清晰，結構簡單、可靠。適合集成到同樣是CMOS設計的學習型遙控器的主晶片中間。雖然此處說明描述了本發明的某此特徵及一種實現方法，但是對於本專業的技術人員來說，將會出現許多修改、替換、變化和等效代換。因此，本發明的保護範圍由所附的權利要求的範圍為準。
權利要求
1. 一種面向學習型遙控器，適合CMOS集成電路工藝實現的紅外接收放大電路。該電路具有如下特徵①利用N阱CMOS工藝的特點，使用寄生的橫向三極體，並採用達林頓結構，提高電流放大倍數；②電流的靈敏度高且可調整，通過具體工藝的模型和電路仿真選擇電阻參數，可調整靈敏度；③電路頻率範圍能夠覆蓋20K到500K赫茲的紅外遙控信號頻率範圍，適用性廣；④電路適合用N阱CMOS工藝實現，有利於集成到學習型遙控器的主晶片中，提高遙控器的可靠性，降低成本。
全文摘要
本發明涉及CMOS集成電路，具體涉及一種面向學習型遙控器，適合CMOS集成電路工藝實現的紅外接收放大電路。本發明是一種適合用N阱CMOS工藝實現的紅外接收放大電路。該電路可方便集成到學習型遙控器的主晶片內部，除保留紅外發射必須要的紅外發射二極體外，不需要其他的器件。根據N阱CMOS工藝的特點，利用寄生的橫向三極體，該種橫向三極體的電流放大倍數β比較小，因此採用達林頓結構，提高電流放大倍數。
文檔編號G08C23/04GK102184633SQ20111010894
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月27日 優先權日2011年4月27日
發明者袁勝 申請人:杭州芯賽微電子有限公司