电压调节器的制造方法_3

文档序号:8606793阅读:来源:国知局
压差箝位等于第五NMOS晶体管丽5的栅源电压,即VGSN5。该第五NMOS晶体管丽5的栅源电压为电压调节器的输出电压VO的另一部分。此时,电压调节器的输出电压为VO = VGSN1+VGSN5。
[0092]其中,第一 PMOS晶体管MPl为电压调节器的输出电压VO提供足够的驱动电流。
[0093]在图4中,电压调节器为低压差电压调节器,无需外接电容即可稳定电压,当将该调节器为内部电路供电时,由于无外接电容,从而节省了管脚,因此占用了较小的芯片面积,而且该电压调节器输出电压随负载电流变化较小,且输出电压能跟踪工艺变化和温度变化,以更优的电压值为负载供电,且静态电流小。
[0094]实施例四
[0095]图5为本实用新型实施例四提供的电压调节器的电路图,即电压调节器的再一种具体的实现,如图5所示,将图3箝位电路204中的第二 PMOS晶体管MP2替换为第一电阻Rl0
[0096]第一 NMOS晶体管丽1、第二 NMOS晶体管丽2、第三NMOS晶体管丽3、第四NMOS晶体管MN4、第一电流源I1、第二电流源12间的电路连接关系和图3相同。
[0097]第一电阻Rl的一端和所述第四NMOS晶体管MN4的源极、第二 NMOS晶体管丽2的漏极连接,第一电阻Rl的另一端和所述第一 PMOS晶体管MPl的漏极、电压调节器的输出端连接。
[0098]第一 PMOS晶体管MPl的栅极和第二电流源12的负端连接,第一 PMOS晶体管MPl的源极和第二电流源12的正端相连,第一 PMOS晶体管MPl的漏极和电压调节器的输出端连接。
[0099]在图5中,和图3—样,第一 NMOS晶体管丽I的栅源电压VGSNl为电压调节器的输出电压VO的一部分。
[0100]其中,第一 NNOS晶体管丽I为第一镜像晶体管,第二 NMOS晶体管丽2为第二镜像晶体管,第三NMOS晶体管丽3为第一钳制晶体管,第四NMOS晶体管MN4为第二钳制晶体管,第一 PMOS晶体管MPl为输出晶体管;第一电流源Il包括第一连接端和连接至第一电源端的第二连接端,第二电流源12包括第一连接端和连接至第一电源端的第二连接端;第一钳制晶体管,其源级作为第一节点,其漏极与第一电流源的第一连接端相连;第二钳制晶体管,其源级作为第二节点,其漏极与第二电流源的第一连接端相连,其栅极与第一钳制晶体管的栅极相连;第一镜像晶体管,其源级接第二电源端,其漏极与第一节点相连;第二镜像晶体管,其源级接第二电源端,其漏极与第二节点相连,其栅极与第一镜像晶体管的栅极相连;输出晶体管,其源级与第一电源端相连,其漏极作为电压调节器的输出端,其栅极与第二电流源的第一连接端相连;钳位电路,其连接与第二节点和电压调节器的输出端之间。第一钳制晶体管的栅极与其漏极相连,第一镜像晶体管的栅极与其漏极相连。
[0101]当钳位电路为电阻时,该电阻为第一电阻R1,所述电阻的一端与电压调节器的输出端相连接,所述电阻的另一端与第二节点相连接。
[0102]第一钳制晶体管、第二钳制晶体管、第一镜像晶体管和第二镜像晶体管为NMOS晶体管,第一电源端为输入电源端,第二电源端为接地端。
[0103]第一 NMOS晶体管MNl和第二 NMOS晶体管MN2构成匹配的电流镜,第二 NMOS晶体管丽2复制第一 NMOS晶体管丽I的电流,复制比例为N,N可以为I或其它值,第二 NMOS晶体管MN2复制第一 NMOS晶体管MNl的电流后的镜像电流,作为第一电阻Rl的输入电流,第一电阻Rl将第二节点电压V2和电压调节器的输出电压VO的电压差箝位等于IN2*R1,其中,IN2为第二 NMOS晶体管丽2的漏极电流,此时,该箝位电压IN2*R1作为电压调节器的输出电压VO的另一部分。此时,电压调节器的输出电压为VO = VGSN1+IN2*R1。
[0104]其中,第一 PMOS晶体管MPl为电压调节器的输出电压VO提供足够的驱动电流。
[0105]在图5中,电压调节器为低压差电压调节器,无需外接电容即可稳定电压,当将该调节器为内部电路供电时,由于无外接电容,从而节省了管脚,因此占用了较小的芯片面积,而且该电压调节器输出电压随负载电流变化较小,且输出电压能跟踪工艺变化和温度变化,以更优的电压值为负载供电,且静态电流小。
[0106]在一个优选的实施例中,N大于I,这样第一电阻Rl在选择时可以选电阻值较小的电阻,可以进一步减小占用芯片的面积。
[0107]实施例五
[0108]图6为本实用新型实施例五提供的电压调节器的电路图,即电压调节器的再一种具体的实现,如图6所示,电压调节器还包括第一电容Cl和第二电容C2。
[0109]第一 NMOS晶体管MNl、第二 NMOS晶体管MN2、第三NMOS晶体管MN3、第四NMOS晶体管MN4、第一 PMOS晶体管MPl、第二 PMOS晶体管MP2、第一电流源I1、第二电流源12间的电路连接关系和图3相同。
[0110]其中,第一镜像晶体管为第一 NMOS晶体管丽I,第二镜像晶体管为第二 NMOS晶体管丽2,第一钳制晶体管为第三NMOS晶体管丽3,第二钳制晶体管为第四NMOS晶体管MN4,输出晶体管为第一 PMOS晶体管MPl,钳位电路为第二 PMOS晶体管MP2,第一电源端为输入电源端,第二电源端为接地端。第一电容Cl,其一端和第二电流源12的第一连接端、输出晶体管的栅极相连,其另一端电压调节器的输出端相连;
[0111]所述第二电容,其一端和第二电源端相连,其另一端和电压调节器的输出端相连。
[0112]和图3的电路连接不同之处在于,第一电容Cl的一端和第一 PMOS晶体管MPl的栅极、第二电流源12的负端、第四NMOS晶体管MN4的漏极连接,第一电容Cl的另一端和所述第一 PMOS晶体管MPl的漏极、第二 PMOS晶体管MP2的源极、电压调节器的输出端连接;
[0113]第二电容C2的一端接地,所述第二电容C2的另一端和所述电压调节器的输出端连接。
[0114]当将该电压调节器应用于供电电路时,在电压调节器的输出电压VO和第一 PMOS晶体管MP2之间连接第一电容Cl,在电压调节器的输出电压VO和地之间连接第二电容C2,有助于稳定电压调节器的输出电压V0,减小输出电压VO的波动。当供电电路的负载瞬间增大时,电压调压器环路自身反应较慢时,第一电容Cl和第二电容C2可以临时提供电荷,避免输出电压VO下降太多。其中,第一电容Cl和第二电容C2的作用是不同的,第二电容C2提供电压调节器的负反馈环路的稳定性补偿,其提供的稳定性补偿与第一电容Cl维持输出电压稳定是完全不同的概念,在电压调节器的负反馈环路的相位裕度不足时,会导致自激振荡,通过相位补偿,则可以增加相位裕度,从而保证较好的环路稳定性。从频率上看第一电容Cl为电压调节器产生一个低频主极点,同时将位于输出的次极点推向更高频,实现极点分离效果,这样有助于增加相位裕度,提高环路稳定性。
[0115]可以理解的是,在图6中,可以仅添加第一电容Cl,或者仅添加第二电容C2,以稳定电压调节器的输出电压。
[0116]需要说明的是,在图4和图5的电压调节器电路中,也可以添加第一电容Cl以稳定电压调节器的输出电压,减小输出电压波动,或者,添加第二电容C2,以提供负反馈环路的稳定性补偿,提高环路稳定性,或者,同时添加第一电容Cl和第二电容C2,以稳定电压调节器的输出电压。
[0117]在图6中,电压调节器无需外接电容即可稳定,当将该调节器为内部电路供电时,节省了管脚,从而减小了芯片面积,输出电压随负载电流变化较小,且输出电压能跟踪工艺变化和温度变化,以更优化的输出电压为负载供电,且该电压调节器的静态电流较小。
[0118]实施例六
[0119]图7为本实用新型实施例六提供的电压调节器的电路图,即电压调节器的再一种具体的实现,如图6所示,在图3电路的基础上,第一 NMOS晶体管丽I和第二 NMOS晶体管MN2共源共栅连接,第一 NMOS晶体管MNl的栅极和第三NMOS晶体管MN3的漏极连接,在电压调节器电路中添加第二电阻R2。
[0120]第二电阻R2的一端和第一 NMOS晶体管丽I的栅极、第三NMOS晶体管丽3的漏极连接,所述第二电阻R2的另一端和第三NMOS晶体管MN3的栅极、第四NMOS晶体管MN4的栅极、第一电流源Il的负端连接。
[0121]其中,第一镜像晶体管为第一 NMOS晶体管丽I,第二镜像晶体管为第二 NMOS晶体管丽2,第一钳制晶体管为第三NMOS晶体管丽3,第二钳制晶体管为第四NMOS晶体管MN4,输出晶体管为第一 PMOS晶体管MPl,钳位电路为第二 PMOS晶体管MP2,第一电源端为输入电源端,第二电源端为接地端。
[0122]第一电容Cl,其一端和第二电流源12的第一连接端、输出晶体管的栅极相连,其另一端电压调节器的输出端相连;
[0123]所述第二电容,其一端和第二电源端相连,其另一端和电压调节器的输出端相连。
[0124]图7中的连接方式,有助于比图3中的最低电源工作电压更低。
[0125]在图3中的第一电流源I1、第三NMOS晶体管丽3、第一 NMOS晶体管丽I构成第一支路,该第一支路所需要的最低电源工作电压为VGSN1+VGSN3+Vdsat,其中,VGSNl为第一NMOS晶体管MNl的栅源电压,VGSN3为第三NMOS晶体管MN3的栅源电压,Vdsat为第一电流源Il的饱和压降。
[0126]对于5V器件来说,第一 NMOS晶体管丽I的栅源电压VGSNl和第三NMOS晶体管丽3的栅源电压VGSN3分别需要最大IV左右的电压,而第一电流源Il对应的饱和压降Vdsat约需0.2V,则该第一支路的最低工作电压至少需要2.2V。
[0127]在图7中,第一电流源I1、第一 NMOS晶体管丽1、第二电阻R2构成第一支路,该第一支路所需要的最低电源工作电压为VGSN1+VR2+Vdsat,其中VGSNl为第一 NMOS晶体管丽I的栅源电压,VR2为第二电阻上的电压降,Vdsat为电流源Il的饱和压降。第二电阻R2的作用是为第三NMO
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