专利名称：带有电压变动检测功能的调节器电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及将输入的电压稳定并输出的调节器电路。
背景技术：
为了使电子电路稳定地动作，有时要将其电源电压稳定为一定的值。另外，各电子电路所需要的电源电压并不一定被配置在装载电子电路的设备中。例如，车载设备的5V微计算机等，作为电源电压需要5V，而汽车的电池供给的电压为12V，并且不稳定。在这种情况下，为了简单并稳定地生成电子电路所需要的电源电压，广泛采用调节器电路。
一般地，这种调节器电路包括误差放大器与输出晶体管与反馈电阻。误差放大器比较由反馈电阻反馈的输出电压和所要求的基准电压值，控制输出晶体管的控制端子的电压以使两个电压接近。由此，在输入电压或负载变动的情况下，必须根据该变动使输出晶体管的控制端子的电压变化。
在此，作为输出晶体管，为了消耗电流低，有时使用MOSFET(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor)。在使用MOSFET的情况下，如果为了取得大的电流容许量而将晶体管尺寸增大，则伴随于此而栅极电容量变大，由误差放大器控制的栅极电压的响应对于输入电压或负载的变动迟缓。这种迟缓引起输出电压的过冲(overshoot)或下冲(undershoot)。另外，在负载变动即输出电流变动时，也发生过冲或下冲。
为了解决这样的问题，提出以下方法监视从输出晶体管流向负载的电流，根据该电流增加误差放大器的偏置电流，由此加快调节器的响应速度。
特开2001-34351号公报(日本)在采用上述文献中记载的技术时，在负载中流过很多电流的情况下，误差放大器中也流过大的偏置电流，响应速度高速化。但是，在负载中流过的电流急剧减少时，与此相伴而响应速度变慢，因此，恐怕输出电流变动。另外，难以抑制起因于输入电压的变动的输出电压的变动。
发明内容
本发明是鉴于以上状况的发明，其目的在于提供一种调节器电路，不使稳定状态中的消耗电力增加，可抑制输入电压或输出电流变动时的输出电压的变动。
为了解决上述课题，本发明的一种方式的调节器电路包括输出晶体管，设置在输入端子和输出端子间；误差放大器，调节输出晶体管的控制端子的电压，以便输出端子上呈现的输出电压接近所要求的电压值；检测电路，检测为了使输出电压稳定而电位应稳定的端子的电压变动；以及辅助电路，在由检测电路检测出电压变动时，强制性地使输出晶体管的控制端子的电压变化。
‘输出晶体管的控制端子’，在MOSFET中指栅极端子，在双极晶体管中指基极端子。另外，‘为了使输出电压稳定而电压应稳定的端子’指在电路处于稳定状态时、其电压值稳定在一定值的端子，除了输入电压等以外，也包括输出电压。
根据该方式，由于检测电路以及辅助电路仅在过渡性地电压变动的期间动作，所以，不增加电路在稳定状态时的消耗电流，可抑制过冲或下冲，可稳定输出电压。
检测电路包括设置在电位应稳定的端子和电位固定的端子间的检测用电容器，在电位应稳定的端子的电压变动时监视检测用电容器中过渡性地流过的电流从而检测电压变动也可以。‘设置在端子间’除了直接连接到两个端子的情况以外，也包括经由电阻或晶体管而连接的情况。
在电路处于稳定状态时，由于检测用电容器的两端的电压为一定，所以电流不流过，但如果输入电压或输出电压变动，则由于其一端的电位变化，所以用于充放电的过渡电流流过。检测电路通过监视该过渡电流可检测电压变动。
辅助电路将检测用电容器中过渡性地流过的电流放大，通过将该放大后的电流供给输出晶体管的控制端子强制性地使该控制端子的电压上升也可以。
输出晶体管为MOSFET的情况下栅极电容被充电，而在双极晶体管的情况下，用于使晶体管导通的基极电流变化。其结果，强制性地使栅极电压或基极电压上升，可很好地抑制输出电压变动，特别是抑制过冲。‘将电流放大’除了使电流值增加的情况以外，也包括使其减少的情况。
另外，辅助电路将检测用电容器中过渡性地流过的电流放大，通过将该放大后的电流从输出晶体管的控制端子引出而强制性地使该控制端子的电压下降也可以。该情况下，可很好地抑制输出电压变动，特别是下冲。
本发明的其他方式也是调节器电路。该调节器电路包括输出晶体管，设置在输入端子和输出端子间；误差放大器，调节输出晶体管的控制端子的电压，以便输出端子上呈现的输出电压接近所要求的电压值；检测电路，检测为了使输出电压稳定而电位应稳定的端子的电压变动；以及辅助电路，在由检测电路检测出电压变动时，加快误差放大器的响应速度。
根据该方式，检测电路以及辅助电路仅在电位应稳定的端子即输入端子或输出端子等的电压变动的期间加快误差放大器的响应速度，可抑制输出电压的过冲或下冲。
检测电路包括设置在电位应稳定的端子和电位固定的端子间的检测用电容器，在电位应稳定的端子的电压变动时监视检测用电容器中过渡性地流过的电流从而检测电压变动也可以。
在电路处于稳定状态时，由于检测用电容器的两端的电压为一定，所以电流不流过，但如果输入电压或输出电压变动，则由于其一端的电位变化，所以用于充放电的过渡电流流过。检测电路通过监视该过渡电流可检测电压变动。
辅助电路将检测用电容器中过渡性地流过的电流放大，也可以进行反馈以增加误差放大器的输入级中设置的差动放大电路的偏置电流。通过增加偏置电流，误差放大器的响应速度加快。
这里，辅助电路的电流的放大率不必一定大于等于1，根据检测用电容器中流过的电流、或所需电路的响应速度、反馈去往的电路形式来决定即可，有时也希望在1以下。
辅助电路将检测用电容器中过渡性地流过的电流放大，反馈到误差放大器的输入级中设置的差动放大电路的输出端子也可以。
‘差动放大电路的输出端子’指构成差动对的晶体管与该晶体管的负载连接的位置。通过将放大的电流连接到差动放大电路的输出端子而强制性地使差动对晶体管之一中流过的电流变化，可使差动电压对输出电压特性的斜率、即差动增益变大从而加快误差放大器的响应速度。
本发明的又一方式也是调节器电路。该调节器电路包括输出晶体管，设置在输入端子和输出端子间；误差放大器，调节输出晶体管的控制端子的电压，以便输出端子上呈现的输出电压接近所要求的电压值；以及检测反馈电容器，连接在为了使输出电压稳定而电位应稳定的端子和误差放大器的输入级中设置的差动放大电路的偏置电流源之间。
在该方式中，检测反馈电容器起上述的检测电路和辅助电路的作用。即，如果电位应稳定的端子即输入端子或输出端子的电压变动，则在检测反馈电容器中流过电流，该电流以一倍放大率原样反馈到差动放大电路的输出。其结果，差动放大电路的偏值电流增加，可加快误差放大器的响应速度，可很好地抑制输出电压变动、特别是过冲。
本发明的再一方式也是调节器电路。该调节器电路包括输出晶体管，设置在输入端子和输出端子间；误差放大器，调节输出晶体管的控制端子的电压，以便输出端子上呈现的输出电压接近所要求的电压值；以及检测反馈电容器，连接在为了使输出电压稳定而电位应稳定的端子和误差放大器的输入级中设置的差动放大电路的输出端子之间。
根据该方式，通过将检测反馈电容器中流过的过渡电流连接到差动放大电路的输出端子从而强制性地使差动对晶体管之一中流过的电流变化，可加快误差放大器的响应速度。
以上的结构元素的任意组合，或在方法、装置、系统等之间相互置换本发明的结构元素，作为本发明的方式是有效的。
应指出，上述结构元素的任意组合或重排等是有效的并包含于本实施方式。
另外，发明内容不必描述所有必要特征，本发明也可以是所述特征的自组合。
下面参照附图叙述实施例，实施例是例示，而非限定，其中，若干附图中相同的部件赋予相同的标号。其中图1是表示第一实施方式的调节器电路的结构的电路图。
图2是表示输入电压急剧上升时的调节器电路的电压、电流的时间波形的图。
图3是表示第一实施方式的调节器电路的变形例的图。
图4是表示第二实施方式的调节器电路的结构的电路图。
图5是详细表示误差放大器的内部结构、特别是输入级中设置的差动放大电路的电路图。
图6是表示第二实施方式的调节器电路的变形例的图。
图7是表示检测电路以及辅助电路的组合的变形例的图。
图8是表示图5的差动放大电路的变形例的电路图。
图9是装载了第一或第二实施方式的调节器电路的汽车的一部分的方框图。
具体实施例方式
下面，基于优选实施方式来叙述本发明。优选实施方式只是例示本发明而非要限定本发明的范围。在实施例中描述的所有特征和组合对于本发明不是必需的。
(第一实施方式)图1表示第一实施方式的调节器电路100的结构。在以下的图中，相同的结构要素赋予相同的标号，并适当省略说明。
本实施方式的调节器电路100除了误差放大器10、输出晶体管12、第一电阻R1、第二电阻R2、基准电压源14之外，包括检测电路20、辅助电路30。另外，调节器电路100包括输入端子102、输出端子104，将各个端子上施加的、或呈现的电压分别称为输入电压Vin、输出电压Vout。
误差放大器10、输出晶体管12、第一电阻R1、第二电阻R2构成一般的线性调节器。
输出晶体管12设置在输入端子102和输出端子104间，使输入电压Vin降压以便输出电压Vout成为所要求的电压。本实施方式中输出晶体管12为P型MOSFET，其源极端子成为调节器电路100的输入端子102，漏极端子为调节器电路100的输出端子104。另外，误差放大器10的输出连接到栅极端子，由该误差放大器10控制栅极电压Vg。
从基准电压源14输出的基准电压Vref输入到误差放大器10的反转输入端子-。输出电压Vout由第一电阻R1、第二电阻R2电阻分割、成为R2/(R1+R2)倍后被反馈输入到误差放大器10的非反转输入端子+。误差放大器10调节输出晶体管12的栅极电压Vg以便反转、非反转输入端子的电压相等。其结果，输出电压Vout与输入电压Vin的值无关，满足Vout＝(R1+R2)/R2×Vref而稳定。
检测电路20是检测为了使输出电压Vout稳定而其电位应稳定的端子即输入端子102的电压变动的电路。该检测电路20包括串联连接在输入端子102和接地端子之间的检测用电容器C1、第一晶体管M1、增益调整电阻R3。
在电路处于稳定状态的情况下，第一晶体管M1中不流过电流，其漏极源极间的电位差为0V，增益调整电阻R3上的压降也为0V，所以输入电压Vin原样输入到检测用电容器C1的一端。
如果输入端子102上施加的输入电压Vin上升，则检测用电容器C1的高电位侧的电压随着输入电压Vin而上升。其结果，由于对检测用电容器C1充电，所以过渡性地流过检测电流Idet，检测电路20可检测输入电压Vin的变动。
辅助电路30将检测电流Idet放大并作为反馈电流Ifb反馈到输出晶体管12的控制端子即栅极端子。辅助电路30包括第一晶体管M1、第二晶体管M2以及增益调整电阻R3。第一晶体管M1和第二晶体管M2构成电流镜电路，第二晶体管的漏极端子与输出晶体管12的控制端子即栅极端子连接。
在检测出输入电压Vin的变动时，检测用电容器C1中流过的检测电流Idet从第一晶体管M1供给。该电流由第二晶体管M2放大并作为反馈电流Ifb供给输出晶体管12的栅极端子。可通过第一、第二晶体管M1、M2的尺寸比以及增益调整电阻R3来调节反馈电流Ifb和检测电流Idet之比。即，为了增大电流增益，设定增大尺寸比或增大增益调整电阻R3即可。
以下，基于图2说明这样构成的调节器电路100的动作。图2是表示输入电压Vin急剧上升时的调节器电路100的电压、电流的时间波形的图。
为了更好地理解本发明的调节器电路100的输出变动的抑制功能，首先对不使用检测电路20、辅助电路30的情况下的动作进行说明。图2中虚线示出的栅极电压Vg’以及输出电压Vout’表示此时的电压波形。
在时刻T0～T1中，输入电压Vin取一定的值，电路处于稳定状态，输出电压被调节成Vout＝(R1+R2)/R2×Vref。在时刻T1，可认为输入电压Vin急剧地上升的情况。
由于在调节器电路100的输出晶体管12的栅极源极端子间存在栅极电容Cg，所以为使栅极电压Vg’变化，需要对该栅极电容Cg进行充放电。这里，栅极电压Vg’的时间变化率可用栅极电容Cg和充放电电流I表示为dVg’/dt＝I/Cg，其与栅极电容量成反比。因此，在输出晶体管12的栅极电容大时，栅极电压Vg’的变化相对于输入电压Vin或输出电压Vout的变动大幅度地迟缓。
相对于源极电压即输入电压Vin急剧地上升，栅极电压Vg’不能对其进行跟随，所以输出晶体管12的栅极源极间电压暂时变大。其结果，漏极电压即输出电压Vout’暂时上升，发生过冲。
下面，基于图2中用实线示出的电压波形Vg、Vout说明关于本发明的实施方式的调节器电路100为了防止过冲而使检测电路20、辅助电路30动作的情况下的动作。
在时刻T0～T1中电路处于稳定状态，在时刻T1输入电压Vin上升。输入电压Vin上升时，检测电路20的检测用电容器C1中流过检测电流Idet。利用检测用电容器的电容量值C1，检测电流Idet以IdetC1×dVin/dt被提供。因此，在图2中，检测电流Idet与将输入电压Vin时间微分了的波形大致成正比，仅在输入电压Vin变化时流过。
在辅助电路30中，检测电流Idet被放大从而成为反馈电流Ifb。如上所述该放大率由第一、第二晶体管M1、M2以及增益调整电阻R3决定。由辅助电路30放大后的反馈电流Ifb流入输出晶体管12的栅极端子，通过该反馈电流Ifb，输出晶体管12的栅极电容Cg被强制性地充电。这意味着在dVg/dt＝I/Cg的关系中，通过充电电流I仅增加反馈电流Ifb而栅极电压Vg的时间变化率变大，图2中用实线示出的栅极电压Vg比用虚线示出的Vg’更快地上升。
其结果，输出晶体管12的栅极源极间电压即使在源极电压即输入电压Vin变动的情况下也被调节为适当的值，如实线所示的过冲被抑制，输出电压Vout可稳定。
这样，在本实施方式的调节器电路100中，由检测电路20检测仅在输入电压Vin变动期间过渡性流过的检测电流Idet，将该电流放大并输出晶体管12的栅极端子，由此可强制性地使栅极电压Vg上升从而可防止过冲。
另外，如上所述，由于检测电流Idet以及反馈电流Ifb与输入电压Vin的时间微分成正比，所以仅在时间性变动的期间流过。因此，本实施方式的调节器电路100，可不增加处于稳定状态时的消耗电流，抑制输出电压Vout的电压变动。
图3表示本实施方式的调节器电路100的变形例。在该变形例中，检测电路20作为为了使输出电压Vout稳定而其电位应稳定的端子直接检测输出电压Vout的电压变动。
在本变形例中，检测用电容器C2连接到输出端子104，由于输出电压Vout变动，检测电流Idet流过。
如果输出电流由于连接在输出端子104上的负载电路的变动而急剧地减少，则输出电压Vout伴随于此而开始上升。其结果，在检测用电容器C2中流过检测电流Idet。检测电流Idet基于第三晶体管M3、第四晶体管M4的尺寸比而被放大，放大的电流11进一步由第一晶体管M1以及第二晶体管M2放大，作为反馈电流Ifb反馈到输出晶体管12的栅极端子，强制性地使栅极电压Vg上升。其结果，输出晶体管12的栅极源极间电压变小，输出晶体管12的输出电流减少，所以可很好地抑制输出电压Vout的过冲。
同样，本变形例中在输入电压Vin急剧上升的情况下，由于伴随于此输出电压Vout也上升，所以通过监视输出电压Vout的变动也可抑制伴随输入电压Vin的变动的过冲。
(第二实施方式)在第一实施方式中，通过将由检测电路20检测的电路的变动反馈到输出晶体管12的栅极端子来抑制过冲。下面将要说明的第二实施方式，通过将由检测电路20检测的电压变动反馈到构成调节器电路100的误差放大器10，提高误差放大器10的增益而加快响应速度，从而仅在电路处于过渡状态的期间提高调节器电路的响应性。
图4表示第二实施方式的调节器电路100的结构。调节器电路100包括误差放大器10、输出晶体管12、基准电压源14、第一电阻R1、第二电阻R2、检测电路20、辅助电路40。
检测电路20连接到输入端子102，检测输入电压Vin的变动。其结构可以与第一实施方式同样。辅助电路40将由检测电路20检测的变动作为反馈电流Ifb反馈输入到误差放大器10的反馈端子150。
图5表示误差放大器10的内部结构，特别详细地表示输入级中设置的差动放大电路50。差动放大电路50包括由晶体管M10、M11构成的差动对、供给差动放大电路50的偏置电流的恒流源52、作为恒流负载的晶体管M13、M14。
晶体管M10、M11的栅极端子分别与误差放大器10的反转、非反转输入端子对应，基准电压Vref输入到晶体管M10的栅极端子，输出电压通过电阻分割为R2/(R1+R2)倍而反馈输入到晶体管M11的栅极端子。
由于晶体管M10～M16对称连接，所以在此用晶体管M10、M13、M15说明其结构。
晶体管M13由恒流源54以及晶体管M12控制流过恒流Ic，成为恒流负载。由于该晶体管M13中流过的恒流Ic为晶体管M10流过的电流Ix与晶体管M15中流过的电流Io之和，所以Io＝Ic-Ix成立。晶体管M12、M14、M16具有同样的关系，晶体管M16中流过电流Io’。晶体管M15、M16的栅极端子与晶体管M17的栅极端子共同连接，晶体管M17由恒流源58供给规定的恒流。晶体管M15、M16作为将差动放大电路50的输出信号放大的放大晶体管起作用，其各自流过的电流Io、Io’经由误差放大器10的输出级56而输出。输出级56的输出端子连接到输出晶体管12的栅极端子。
图5所示的端子150a、150b与图4所示的辅助电路40连接的反馈端子150对应。即，图4中从辅助电路40输出的反馈电流Ifb，在图5的电路图中反馈到反馈端子150a、150b的其中一个端子。以下，说明分别反馈到反馈端子150a、150b的情况下的动作。
在反馈到反馈端子150a的情况下，如果输入电压Vin上升，伴随于此，过渡性地流过反馈电流Ifba。该反馈电流Ifba在图5所示的差动放大电路50中可认为是与恒流源52并列设置的电流源，所以供给差动放大电路50的差动对M10、M11的偏置电流(尾电流)过渡性地变大。
误差放大器10的响应速度依赖于供给该差动对M10、M11的偏置电流，该电流值越大则越快，所以，误差放大器10的响应速度因反馈电流Ifba而加快，如图2中用实线示出的那样，输出晶体管12的栅极电压Vg可追随输入电压的变动而急速上升，可很好地抑制输出电压Vout的过冲。
下面说明反馈到反馈端子150b的情况。如果输入电压上升，则反馈电流Ifbb以流入误差放大器10的反馈端子150b的方向流动。
此时，晶体管M15中流过的电流Io、晶体管M10中流过的电流Ix、反馈电流Ifbb、晶体管M13中流过的恒流Ic满足Ic＝Ix+Io+Ifbb的关系，电流Io表示为Io＝Ic-Ix-Ifbb。因此，如果反馈电流以流入误差放大器10的方向增大则电流Io减少。电流Io减少与反转输入端子-的电压变高而电流Ix增加，或非反转输入端子+的电压变低而电流Ix增加是等价的。
因此，如果输入电压Vin上升，反馈电流Ifbb变大，则误差放大器10的输出、即输出晶体管12的栅极电压Vg上升。其结果，输出晶体管12的漏极电压即调节器电路100的输出电压Vout以下降的方向反馈，抑制过冲。
向反馈端子150b的反馈电流Ifbb的反馈，从其他方面看，通过提高构成差动对的晶体管M10、M11的差动增益，也可加快误差放大器10的响应速度。
相反地，如果输入电压Vin下降，则反馈电流Ifbb以从误差放大器10流出的方向流动。其结果，电流Io增加，误差放大器10的输出、即输出晶体管12的栅极电压Vg下降，输出晶体管12的漏极电压即调节器电路100的输出电压Vout以上升的方向反馈，抑制下冲。
如上所述，根据本实施方式，通过由检测电路20检测输入电压Vin的变动，由辅助电路40对误差放大器10直接反馈，可加速误差放大器10的响应速度。因此，通过适当地选择反馈端子，可分别很好地抑制相对于输入电压Vin的变动的下冲、过冲。
另外，由于反馈电流Ifb在输入电压Vin变动时过渡性地流动，所以在调节器电路100处于稳定状态期间，不增加电路的消耗电流。
另外，在本实施方式中，在图4中，将检测电路20连接到输入端子102，检测输入电压Vin的变动，但将检测电路20连接到输出端子104从而检测输出电压Vout的变动也可获得同样的效果。
图6是表示本实施方式的变形例。在该变形例中，取代图4的检测电路20以及辅助电路40而设置检测反馈电容器Cfb1～Cfb4，是简便地抑制过冲以及下冲的一例电路。这些检测反馈电容器Cfb1～Cfb4反馈的反馈端子150a、150b分别对应于图5中的反馈端子150a、150b。
检测反馈电容器Cfb1设置在输入端子102和反馈端子150a之间。如果输入电压Vin上升，则流过用于将检测反馈电容器Cfb1充电的过渡电流，反馈电流Ifb1从反馈端子150a流入误差放大器10。其结果，构成图5所示的差动放大电路50的差动对的晶体管M10、M11中流过的电流变大，所以可提高误差放大器10的响应速度，可很好地抑制过冲。
检测反馈电容器Cfb2设置在输出端子104和反馈端子150a之间。如果输出电压Vout上升，则用于将检测反馈电容器Cfb2充电的反馈电流Ifb2流入误差放大器10，通过提高误差放大器10的响应速度，可很好地抑制过冲。
检测反馈电容器Cfb3设置在输入端子102和反馈端子150b之间。如果输入电压Vin上升，则检测反馈电容器Cfb1中过渡电流流过，反馈电流Ifb3从反馈端子150b流入误差放大器10。由于根据该电流而误差放大器的差动增益提高，所以误差放大器10的响应速度加快，可抑制过冲。
相反地，在输入电压Vin下降的情况下，由于反馈电流Ifb3反向流过，所以向抑制下冲的方向反馈。
同样，检测反馈电容器Cfb4通过监视输出电压Vout的变动而与检测反馈电容器Cfb3同样的作用，可抑制过冲、下冲。
如上所述，检测反馈电容器Cfb1～Cfb4同时具有以下功能检测为了使输出电压Vout稳定而电位应稳定的端子的电压变动的检测电路的功能；以及，在由检测电路检测出电压变动时，加快误差放大器的响应速度的辅助电路的功能。由于用电压的时间微分dV/dt和电容值以Ifb＝Cfb×dV/dt提供反馈的电流值，所以通过适当地选择检测反馈电容器Cfb1～Cfb4的电容值，可调节反馈量，可很好地抑制输出电压变动。
再有，检测反馈电容器Cfb1～Cfb4表示在同一电路图中，但这不是限定为同时使用，由于各检测反馈电容器独立起作用，所以可根据需要设置在需要的位置就可以。
这些实施方式是例示，本领域技术人员应理解，这些各结构要素和各处理过程的组合可有各种各样的变形例，而这样的变形例也属于本发明的范围。
在第一实施方式中，图1的调节器电路100的检测电路20在输入电压Vin变动时，检测电流Idet流向接地方向，由于反馈电流Ifb仅向着流入输出晶体管12的栅极端子的方向流动，所以对栅极电压Vg上升的方向，即对过冲对策是有效的。相反地，在输入电压Vin或输出电压Vout下降时，反馈电流为从输出晶体管12的栅极端子流出的电路结构也可以。在为这样的电路结构的情况下，图1的调节器电路100反过来可抑制输出电压Vout的下冲。
在第一实施方式中，作为输出晶体管12采用了MOSFET，但为双极晶体管的情况下也可获得防止过冲的效果。即，在MOSFET的情况下，为了对其栅极电容充电而利用反馈电流Ifb，但在双极晶体管的情况下，通过变化基极电流可强制性地使集电极电流变化，可抑制过冲。
在第二实施方式中，在检测出电位应稳定的端子的电压变动时，加快误差放大器10的响应速度，或抵消输入电压Vin、输出电压Vout的变动的反馈，也可通过图5所示的反馈端子150a、150b之外来进行，根据误差放大器10的结构、反馈电流Ifb的流向、大小来适当选择反馈的方式即可。
在第一或第二实施方式中，检测电路20以及辅助电路30、或检测电路20以及辅助电路40也可为图7所示的结构。图7是表示检测电路20以及辅助电路30的组合的变形例的图。端子106连接到调节器电路100的输入电压Vin或输出电压Vout。电阻R4以及电容器C3串联设置在端子106和接地间。即使端子106的电压上升，但由于电阻R4以及电容器C3的连接点的电压Vx按照CR的时间常数而上升，所以相对端子106的变动而时间延迟。由于该电压Vx施加于晶体管M20的栅极端子，所以晶体管M20的栅极源极间电压过渡性地变大，通过晶体管M20导通而电流Ifb流过。晶体管M20的漏极端子108也可以与输出晶体管12的栅极端子、或误差放大器10的反馈端子150a、150b连接，可得到上述的实施方式中说明的各自的效果。
在晶体管M20导通期间，可根据由电阻值R4以及电容值C3决定的时间常数来进行调节，根据连接端子108的反馈目的地或电压变动的程度来选择即可。通过该电路，由于不增加电路处于稳定状态时的电流，所以也可抑制消耗电流。
图8是表示图5的误差放大器10的变形例的电路图。以下，以与图5的不同点为中心说明图8的误差放大器10a。在图8的误差放大器10a中，恒流源52、54、58分别采用栅极端子共同连接的P型MOSFET来构成。构成恒流源52～58的P型MOSFET与同为P型MOSFET的晶体管M22构成电流镜电路。生成恒流的恒流源60连接到晶体管M22的漏极端子。在图8的误差放大器10a中，晶体管M22和恒流源60的连接点作为反馈端子150a。晶体管M22中流过的电流以恒流Ix与反馈电流Ifba之和(Ix+Ifba)来提供。即，根据反馈电流Ifba的变化而变化由恒流源52、54、58生成的电流。
在图5的误差放大器10中，只有由恒流源52生成的包括晶体管M10、M11的差动对的尾电流根据反馈电流Ifba而变化。另一方面，在图8的误差放大器10a中，除了恒流源52之外，由恒流源54以及恒流源58生成的恒流也根据反馈Ifba来增减。这里，由恒流源54生成的恒流调节恒流负载即晶体管M13、M14的偏置，而由恒流源58生成的恒流调节将差动放大电路50的输出信号放大的放大晶体管M15、M16的偏置。因此，根据图8的误差放大器10a，通过根据反馈电流Ifba的增减来变化晶体管M13、M14以及晶体管M15、M16的偏置电流，可加快误差放大器10的响应速度，可更好地抑制输出电压Vout的变动。
用实施方式以及其变形例说明的结构元素，不仅在单独适应的情况下，也可通过任意的组合，很好地抑制过冲、下冲。
在实施方式中，使用的晶体管为FET，但即使使用双极晶体管等其他类型的晶体管也可以，它们的选择根据调节器电路所要求的设计规格、使用的半导体制造工艺等来决定即可。
在实施方式中，可将构成调节器电路100的元件全部一体集成，也可以将其一部分以分立部件构成。集成哪个部分，根据成本和占有面积等来决定即可。
第一、第二实施方式的调节器电路100例如装载在汽车上。图9是装载了第一或第二实施方式的调节器电路100的汽车300的电器系统的方框图。汽车300包括电池310、调节器电路100、电装设备320。电池310输出12V左右的电池电压Vbat。由于经由继电器输出，所以该电池电压Vbat时间性变动大。另一方面，电装设备320例如为汽车音响和汽车导航系统、内部面板的照明用LED等，是需要无时间性变动的稳定电源电压的负载。调节器电路100将电池电压Vbat降压至规定的电压从而输出到电装设备320。
如上所述，用实施方式说明的调节器电路100相对于输入电压Vin或输出电压Vout的急剧的变动而高速地跟随，可将输出电压Vout的变动抑制得小。因此，可适用于将象装载在汽车上的电池等那样的电压大幅变动的电源稳定的用途。
另外，用实施方式说明的调节器电路100不限于车载用途，可用于将输入电压稳定从而供给负载的各种各样的用途。
用特定方式说明了本发明的优选实施例，但这样的描述只是为例示的目的，应当理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下可进行各种变化和变更。
权利要求
1.一种调节器电路，其特征在于，包括输出晶体管，设置在输入端子和输出端子间；误差放大器，调节所述输出晶体管的控制端子的电压，以使所述输出端子上呈现的输出电压接近所要求的电压值；检测电路，检测为了使所述输出电压稳定而电位应稳定的端子的电压变动；以及辅助电路，在由所述检测电路检测出电压变动时，强制性地使所述输出晶体管的控制端子的电压变化。
2.如权利要求1所述的调节器电路，其特征在于，所述检测电路包括被设置在所述电位应稳定的端子和电位固定的端子间的检测用电容器，在所述电位应稳定的端子的电压变动时监视所述检测用电容器中过渡性地流过的电流，从而检测电压变动。
3.如权利要求1所述的调节器电路，其特征在于，所述检测电路包括被串联设置在所述电位应稳定的端子和电位固定的端子间的检测用电容器以及第一晶体管，所述辅助电路包括所述第一晶体管和构成电流镜电路的第二晶体管，根据所述第二晶体管中流过的电流，强制性地使所述输出晶体管的控制端子的电压改变。
4.如权利要求2所述的调节器电路，其特征在于，所述辅助电路将所述检测用电容器中过渡性地流过的电流放大，通过将该放大后的电流供给所述输出晶体管的控制端子强制性地使该控制端子的电压上升。
5.如权利要求2所述的调节器电路，其特征在于，所述辅助电路将所述检测用电容器中过渡性地流过的电流放大，通过将该放大后的电流从所述输出晶体管的控制端子引出而强制性地使该控制端子的电压下降。
6.一种调节器电路，其特征在于，包括输出晶体管，设置在输入端子和输出端子间；误差放大器，调节所述输出晶体管的控制端子的电压，以使所述输出端子上呈现的输出电压接近所要求的电压值；检测电路，检测为了使所述输出电压稳定而电位应稳定的端子的电压变动；以及辅助电路，在由所述检测电路检测出电压变动时，加快所述误差放大器的响应速度。
7.如权利要求6所述的调节器电路，其特征在于，所述检测电路包括被设置在所述电位应稳定的端子和电位固定的端子间的检测用电容器，在所述电位应稳定的端子的电压变动时监视所述检测用电容器中过渡性地流过的电流从而检测电压变动。
8.如权利要求6所述的调节器电路，其特征在于，所述检测电路包括被串联设置在所述电位应稳定的端子和电位固定的端子间的检测用电容器以及第一晶体管，所述辅助电路包括所述第一晶体管和构成电流镜电路的第二晶体管，根据所述第二晶体管中流过的电流，加快所述误差放大器的响应速度。
9.如权利要求7所述的调节器电路，其特征在于，所述辅助电路将所述检测用电容器中过渡性地流过的电流放大，进行反馈以增加所述误差放大器的输入级中设置的差动放大电路的偏置电流。
10.如权利要求9所述的调节器电路，其特征在于，所述辅助电路还将所述检测用电容器中过渡性地流过的电流放大，进行反馈以增加放大所述差动放大电路的输出信号的放大晶体管的偏置电流。
11.如权利要求7所述的调节器电路，其特征在于，所述辅助电路将所述检测用电容器中过渡性地流过的电流放大，反馈到所述误差放大器的输入级中设置的差动放大电路的输出端子。
12.一种调节器电路，其特征在于，包括输出晶体管，设置在输入端子和输出端子间；误差放大器，调节所述输出晶体管的控制端子的电压，以使所述输出端子上呈现的输出电压接近所要求的电压值；以及检测反馈电容器，连接在为了使所述输出电压稳定而电位应稳定的端子和所述误差放大器的输入级中设置的差动放大电路的偏置电流源之间。
13.一种调节器电路，其特征在于，包括输出晶体管，设置在输入端子和输出端子间；误差放大器，调节所述输出晶体管的控制端子的电压，以使所述输出端子上呈现的输出电压接近所要求的电压值；以及检测反馈电容器，连接在为了使所述输出电压稳定而电位应稳定的端子和所述误差放大器的输入级中设置的差动放大电路的输出端子之间。
14.一种汽车，其特征在于，包括电池；以及权利要求1至13的任一项所述的调节器电路，将所述电池的电压稳定并供给负载。
全文摘要
提供一种调节器电路，不增加稳定状态的消耗电力，抑制输入电压或输出电流变动时的输出电压的变动。调节器电路(100)除了误差放大器(10)、输出晶体管(12)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、基准电压源(14)以外，还包括检测电路(20)、辅助电路(30)。误差放大器、输出晶体管、第一电阻、第二电阻构成一般的线性调节器。检测电路包括在输入端子(102)和接地端子间串联连接的检测用电容器(C1)、第一晶体管(M1)、增益调整电阻(R3)。输入电压Vin变动时，检测用电容器(C1)的一端的电位随着输入电压Vin而变动，过渡性地流过检测电流Idet，可检测电压变动。检测电流Idet由辅助电路放大，反馈电流Ifb反馈到输出晶体管的栅极端子。
文档编号H03G3/12GK1740937SQ20051008756
公开日2006年3月1日 申请日期2005年7月27日 优先权日2004年7月27日
发明者西村一彦, 猪上浩树, 西川信广 申请人:罗姆股份有限公司