本发明涉及半导体集成电路领域,特别是涉及一种快速反应的电压调整器。
背景技术:
电压调整器/线性稳压器在集成电路中被广泛应用。现有的电压调整器如图1所示,它由四个pmos晶体管mp1-mp4,六个nmos晶体管mn0-mn4、mdrv,一个电容c1,两个电阻r1、r2组成。图1中vb1~vb4是相应mos晶体管栅极偏置电压,来自其它电路。
这种传统的电压调整器,当负载电流突然变大时,即负载电流发生突变时会造成输出电压抖动,使输出电压out迅速下降,恢复较慢。ngate端的电压由于电容c1较大,充电电流小。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是提供一种电压调整器,能在负载突变时快速作出反应,加速输出电压的稳定。
为解决上述技术问题,本发明的电压调整器由六个pmos晶体管,八个nmos晶体管,三个电阻,两个电容,一个电子开关组成;
第一pmos晶体管和第二pmos晶体管的源极与电源电压端vdd相连接,第三pmos晶体管的源极与第一pmos晶体管的漏极相连接,第四pmos晶体管的源极与第二pmos晶体管的漏极相连接,第三pmos晶体管的栅极与第四pmos晶体管的栅极相连接,第一pmos晶体管的栅极、第二pmos晶体管的栅极、第三pmos晶体管的漏极和第三nmos晶体管的漏极相连接,第四pmos晶体管的漏极和第四nmos晶体管的漏极相连接,其连接的节点记为ngate;第三nmos晶体管的栅极和第四nmos晶体管的栅极相连接;
第三nmos晶体管的源极与第一nmos晶体管的漏极相连接,第四nmos晶体管的源极与第二nmos晶体管的漏极相连接,第一nmos晶体管的源极、第二nmos晶体管的源极和第五nmos晶体管的漏极相连接,第五nmos晶体管的源极接地端dng;第一nmos晶体管的栅极作为电压输入端vref,第五nmos晶体管的栅极输入栅极偏置电压vb1;
第六nmos晶体管的漏极与电源电压端vdd相连接,其栅极与所述ngate端相连接,第一电容连接在ngate端与地之间;第六nmos晶体管的源极与第一电阻的一端相连接,第一电阻的另一端与第二电阻的一端和第二nmos晶体管的栅极相连接,第二电阻的另一端接地端dng;
第六nmos晶体管的源极与第一电阻的连接端记为out;
其中,在电源电压端vdd与所述ngate端之间连接一电子开关,第三电阻的一端和第五pmos晶体管的源极与所述out端相连接,第六pmos晶体管的源极与第三电阻的另一端和第二电容的一端相连接;
第五pmos晶体管的栅极和漏极、第六pmos晶体管的栅极和第七nmos晶体管的漏极相连接,第六pmos晶体管的漏极和第八mos晶体管的漏极与所述电子开关的控制端相连接;
第七nmos晶体管的源极、第八mos晶体管的源极和第二电容的另一端接地端dng;
第六pmos晶体管的源极与第三电阻的连接端记为outdc,电子开关的控制端记为det。
采用本发明的电压调整器在负载突变时能快速作出反应,加速输出电压的稳定。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
图1是现有的电压调整器原理图;
图2是改进后的能快速反应的电压调整器一实施例原理图。
具体实施方式
结合图2所示,改进后的能快速反应的电压调整器在下面的实施例中由六个pmos晶体管mp1-mp4、mpa1、mpa2,八个nmos晶体管mn0-mn4、mdrv、mna1、mna2,三个电阻r1、r2、rf,两个电容c1、cf,一个电子开关sw1组成。
比较图1和图2可知,在本实施例中,改进后的能快速反应的电压调整器是在图1所示现有的电压调整器基础上对电路作了具体改进,增加了一个电子开关sw1,一个电阻rf,一个电容cf,两个pmos晶体管mpa1、mpa2,两个nmos晶体管mna1、mna2。具体说明如下:
电子开关sw1连接在电源电压端vdd与所述ngate端之间。电阻rf的一端和pmos晶体管mpa1的源极与所述out端相连接,电阻rf的另一端和pmos晶体管mpa2的源极与电容cf的一端相连接,其连接端记为outdc;
pmos晶体管mpa1的栅极、pmos晶体管mpa2的栅极与pmos晶体管mpa1的漏极和nmos晶体管mna1的漏极相连接;mos晶体管mpa2的漏极和nmos晶体管mna2的漏极相连接与电子开关sw1的控制端相连接,其连接端记为det;
nmos晶体管mna1的源极、nmos晶体管mna2的源极和电容cf的另一端接地端gnd。
正常工作时,out端的电压>outdc端的电压,det端为低电平。当out端的电压下跳变时,由于rc滤波的作用,outdc端的电压维持,则out端的电压<outdc端的电压,det端为高电平,打开电子开关sw1,加速电容c1充电,加速输出电压的稳定。
从仿真结果来看,输出负载电流100μa突变到10ma,输出电压恢复到终值5%所需的时间:
现有的电压调整器所需时间为7.97μs,而本发明改进后的电压调整器所需时间为6.62μs。
以上通过具体实施方式对本发明进行了详细的说明,但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下,本领域的技术人员还可做出许多变形和改进,这些也应视为本发明的保护范围。