低压降电压调节器的制造方法_3

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3,其中反相输入36连接到表示放大器32的偏移电压电压源97。如本领域技术人员将会理解的,放大器一般包括偏移电压,其可被在电路结构中示出或不示出。为了完整起见,在图1中示出了偏移电压静态电压调节放大器32的输出端子连接到电流控制电路73的输入端子75。作为例子,电流控制电路73由晶体管70和72组成,其中晶体管70具有在输入56处连接到输出端子18的栅电极,连接到电流镜88的端子82的漏电极,以及连接到晶体管72的漏电极的源电极。输入56可以被称为节点,输入端子,或者输入节点。晶体管72具有作为输入端子75并且耦连为接收电流调整电压Vca的栅电极,以及用于接收工作电势Vss的源的源电极。如上面讨论的,晶体管22,80,70和72的栅电极可以被称为控制电极,并且晶体管22,80,70和72的漏和源电极可以被称为载流电极,并且工作电势Vss可以是地电势。
[0041]晶体管22的漏电极还连接到分压器网络90,分压器网络90可以由串联连接的电阻器92和94组成,其中电阻器92的一个端子连接到晶体管22的漏电极,以便形成作为用于传输输出信号Vqut的低压降电压调节器10的输出的节点98,并且电阻器92的另一个端子连接到电阻器94的端子,以便形成节点96,节点96连接到误差放大器12的输入端子16。电阻器94的另一个端子耦连为接收工作电势(诸如例如工作电势Vss)的源。节点96可以作为低压降电压调节器10的另一个输出,或者作为低压降电压调节器10的输入/输出。
[0042]虽然,静态电流调节放大器32的非反相输入34被示出为连接到晶体管22的源极,并且静态电流调节放大器32的反相输入36被示出为通过偏移电压Vffi连接到晶体管22的漏极,这不是对本实用新型的限制。输入34和36可以连接到适用于在输入75处产生电压Vca的其它电路元件。
[0043]根据本实用新型的实施例,低压降电压调节器10包括两个调节回路:输出电压调节回路和静态电流调节回路。响应于低压降电压调节器10在输出电压调节回路的控制下操作,传输晶体管22的漏极到源极电压(Vds22)大于或者高于偏移电压Vcb,并且晶体管72的栅极处的,(即,输入75处的)电压Vca被设置为或者被绑定到输入电压V IN。应当注意,晶体管72的导通电阻足够小,其不影响输出电压调节回路的操作。响应于比较出现在输入端子14处的电压Vkef和出现在输入端子16处的电压Vfb,误差放大器12产生基准电流Ικ。响应于对电流Ik的镜像作用,电流镜88产生电流122。换言之,电流Ik被放大,并且被作为漏极到源极电流I22镜像到传输晶体管22。
[0044]当负载耦连到节点98时,电流122的一部分通过负载流动,并且一部分通过分压器网络90流动。应当注意,电流I22的一部分可以是电流I 22的100%,电流I 22的0%,或者0%和100%之间的百分比。当不存在耦连到节点98的负载时,所有或者基本上所有电流122流过分压器网络90。误差放大器12操作,以便将反馈电压Vfb保持在与电压Vkef基本上相同的电压电平。因为电阻器92和94串联连接,由反馈电压Vfb和电阻器94产生的电流还流过电阻器92。因此,输出电压Vqut是电压V ss、电阻器94上的电压和电阻器92上的电压的和,即,电压Vfb和电阻器92上的电压的和。响应于反馈电压V FB低于基准电压V KEF,误差放大器12减小出现在传输晶体管22的栅极处的电压Ve22,并且增加电流Ik,这增大电流122,并且增大输出电压VOTT。响应于反馈电压Vfb大于基准电压V KEF,误差放大器12增大出现在传输晶体管22的栅极处的电压Ve22,并且减小电流Ik,这减小电流122并且减小输出电压 Vout。
[0045]响应于低压降电压调节器10操作于压降调节操作模式,S卩,静态电流调节回路在轻负载或者无负载情况下操作,静态电流调节放大器32感测传输晶体管22的漏极到源极电压VDS22,并且使用晶体管72调节电流Ικ。在轻负载或者无负载情况过程中,当漏极到源极电压Vds22的值接近偏移电压VOS的值时,电流调节放大器32调节电流I κ,使得传输晶体管22的漏极到源极电压Vds22变为等于偏移电压V0S,从而当轻负载或者无负载耦连到节点98时,减小低压降电压调节器10的静态电流。一般地,对于小电流,即,大约10毫安的电流,轻负载是输出电流具有最大负载电流的达大约10%到15%的值的负载。
[0046]图2是模拟图表150,其包括根据本实用新型的实施例,电压和电流与输入电压在无负载情况下的曲线。模拟图表150示出了低压降电压调节器10在压降调节区域152中的操作,即,在静态电流调节回路的控制下的操作,以及在输出电压调节区域154内的操作,g卩,在输出电压调节回路的控制下的操作。压降调节区域152可以被称为压降工作范围,并且输出电压调节区域154可以被称为电压调节区域。在这个示例中,压降调节区域发生在范围从大约0.9伏到等于额定输出电压Votitm和压降电压Vdktoit的和的电压的输入电压VIN,并且电压调节区域发生在大于额定输出电压和压降电压的和的输入电压Vin。应当理解,Vtotm是为LDO电压调节器10设计的额定输出电压,并且Vott是LDO电压调节器根据给定条件(即,输入电压电平,负载等等)的当前输出电压。在压降区域中,Vott小于V __。曲线156示出了传输晶体管22的栅极处的电SVe22和输入电压V IN。当LDO调节电路10在静态电流调节回路的控制下(即,在压降区域中)操作时,随着输入电压Vin增加,静态电流调节放大器32,偏移电压VOS和晶体管72协作,以便提升栅极电压Ve22,从而保持漏极到源极电压Vds22等于偏移电压Vre,并且将电流1,保持在不引起静态电流的大的增加的水平。
[0047]为了比较,图表150包括曲线158,其示出了在现有技术的设备中,在操作于压降区域时,随着输入电压Vin增加,栅极电压Ve22S本上保持恒定。因此,在现有技术的设备中,电流Ik显著地增加,由于端子82基本上被保持在地电势,导致晶体管80的栅极到源极电压的大的增加。这导致静态电流的不希望的增加。应当注意,当LDO调节电路10在输出电压调节回路的控制下(即,在输出电压调节区域内)操作时,随着输入电压Vin增加,栅极电压Ve22增加。
[0048]曲线160是压降调节区域内和输出电压调节区域内,输入75处的电压Vca与输入电压Vin的曲线。在压降调节区域内的操作过程中,静态电流调节放大器32配置为将电压Vca保持在接近晶体管72的阈值电压的电压。在这种状态下,晶体管72作为电压受控电流源操作,其将电流Ik和栅极电压Ve2Jg制为足以保持低压降调节器10处于调节的值。因为静态电流调节放大器32配置为在输出电压调节区域内的操作过程中,将基本上等于电压Vin的电压置于输入75处,轨迹线160示出了在这个工作区域内,电压V ^随着输入电压V IN增加。
[0049]曲线162是根据本实用新型的实施例,压降调节区域内和输出电压调节区域内的电流Ικ(微安,μπι)与输入电压Vin的曲线。在低压降调节和输出电压调节两者过程中,随着输入电压Vin增加,电流I κ基本上是平坦的。
[0050]包括曲线164,以便示出在操作于压降调节区域中的现有技术的设备内,电流1,开始于高于曲线162所示的级别,并且增加到非常高的值,S卩,接近I毫安。在这个示例中,现有技术的LDO调节器的电流、比根据本实用新型的实施例的LDO调节器中的电流I肩100倍以上。因此,现有技术的LDO调节器的静态电流非常大,这在便携应用中是不希望的。
[0051]曲线166示出在压降调节区域中,随着输入电压Vin增加,输出电压增加;并且在输出电压调节区域中,随着输入电压Vin增加,输出电压保持在额定输出电压V 0UTN0Mo应当注意,曲线166表示根据本实用新型的实施例的LDO电压调节器和现有技术的LDO电压调节器的响应。因为曲线基本上重叠,它们被以单个曲线示出。两个曲线之间的电压差基本上等于压降调节区域内的偏移电压
[0052]图3是一个模拟图表180,其包括根据本实用新型的实施例的电压和电流与输出电流的曲线。图3示出了静态电流调节回路在电流I22的范围内是活动的。例如,传输晶体管22的漏极到源极电压Vds22响应于电流I 22的增加而增加。当漏极到源极电压V DS22比偏移电压Vqs高时,静态电流调节回路不是活动的。模拟图表180示出了低压降电压调节器10在压降调节区域内的操作,在压降调节区域中,输入电压Vin基本上等于输出电压¥__。曲线186示出了传输晶体管22的栅极处的电SVe22与电流
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