一种基于dc-dc变换电路的误差放大器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于DC-DC变换电路的误差放大器。
【背景技术】
[0002]目前，DC-DC电路由于其工作状态的不连续性，负载由轻突然转重时，其输出出现瞬间下降不可避免，但下降幅度越大，对就用的影响就越大，甚至会使整个电路无法正常工作。
[0003]目前缓解决这个问题的方法主要有两种:一是增大输出端电容，但随着电容值的增大，使用成本也会大大增大；二是增大电路内部误差放大器的增益，增大带宽，但这受限于系统环路，到一定极限就无法再提高，否则输出将变得极不稳定，而且考虑到外部应用的各种可能性，以及集成电路工艺的离散性，实际设计的时候，还必须留有足够的余量，不能用极限设计。
[0004]图1是传统的误差放大器的典型原理图，其一般由偏置电流、输入差分管Ml、M2，电流放大管M3、M4、M5、M6、M7、M8，以及环路补偿R、C组成，一般情况下，Ml和M2、M3和M4设计成完全匹配，M5和M6、M7和M8完全匹配或成比例镜像，选取适当的偏置电流，各MOS管的长宽比，以及R、C的参数值，可满足环路的稳定性，在正常工作时，如果不考虑系统失调，则反馈电压与基准电压完全一致，就可以保持输出电压为稳定值。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种基于DC-DC变换电路的误差放大器。
[0006]本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案:一种基于DC-DC变换电路的误差放大器，包括 P-MOS 管 Ml、P-MOS 管 M2、N-MOS 管 M3、N-MOS 管 M4、N-MOS 管 M5、N-MOS 管M6、P-MOS 管 M7、P-MOS 管 M8、N-MOS 管 M9、P-MOS 管 M10、N-MOS 管 Mll 以及 P-MOS 管 M12 ；所述P-MOS管Ml的源极和P-MOS管M2的源极与偏置电流连接，所述P-MOS管Ml的栅极与反馈电压连接，所述P-MOS管M2的栅极与基准电压连接；所述P-MOS管Ml的漏极分别与N-MOS管M3的漏极，以及N-MOS管M5的栅极连接；所述P-MOS管M2的漏极分别与N-MOS管M4的漏极，N-MOS管M6的栅极，以及N-MOS管M9的栅极连接；所述N-MOS管M3的栅极与其漏极连接；所述N-MOS管M4的栅极与其漏极连接；所述N-MOS管M5的漏极分别与P-MOS管M7的漏极和栅极连接，所述N-MOS管M6的漏极与P-MOS管M8的漏极连接，所述N-MOS管M9的漏极分别与P-MOS管MlO的漏极，以及连接N-MOS管Mll的栅极连接；所述P-MOS管M7的源极分别与P-MOS管M8的源极、P-MOS管MlO的源极、以及P-MOS管M12的源极连接；；所述P-MOS管M7的栅极分别与P-MOS管M8的栅极、P-MOS管MlO的栅极、以及P-MOS管M12的栅极连接；所述N-MOS管Mll的漏极与P-MOS管M12的漏极连接；所述N-MOS管Mll的源极与电阻R和电容C之间的连接点J连接；所述电阻R的另一端与电路输出端连接，所述电容C的另一端与电路接地端连接；所述N-MOS管M3的源极、N-MOS管M4的源极、N-MOS管M5的源极、N-MOS管M6的源极以及N-MOS管M9的源极与电路接地端连接；其中，所述N-MOS管M9与N-MOS管M5的长宽比值大于所述P-MOS管MlO与P-MOS管M7的长宽比值。
[0007]本实用新型的有益效果:本实用新型电路结构简单，只需在传统的电路基础上作出相应的改进，即可达到明显的效果，无需额外的器件，也无需使用高成本的输出大电容，就可以明显地减缓输出电压的下降，又不会影响输出的稳定性。
[0008]另外，由于图3的波形中B点和C点检测电路直接采用了误差放大器的M1、M2、M3、M4、M5、M7等器件，因此，检测电路与误差放大器有相同的系统失调，则C、D点电压可以设计的非常接近A点电压，而无需考虑由于工艺或其它方面的失调可能带来误差而必须的设计余量，这保证了工作的可靠性，也非常适合大批量化的生产。
【附图说明】
[0009]图1为传统的误差放大器的典型原理图。
[0010]图2为本实用新型的误差放大器的原理图。
[0011]图3是传统误差放大器和本实用新型误差放大器的两种波形的对比图。
【具体实施方式】
[0012]图2所示，为一种基于DC-DC变换电路的误差放大器，包括P-MOS管Ml、P-MOS管M2、N-MOS 管 M3、N-MOS 管 M4、N-MOS 管 M5、N-MOS 管 M6、P-MOS 管 M7、P-MOS 管 M8、N-MOS 管M9、P-MOS 管 M10、N-MOS 管 Mll 以及 P-MOS 管 M12 ;所述 P-MOS 管 Ml 的源极和 P-MOS 管 M2的源极与偏置电流连接，所述P-MOS管Ml的栅极与反馈电压连接，所述P-MOS管M2的栅极与基准电压连接；所述P-MOS管Ml的漏极分别与N-MOS管M3的漏极，以及N-MOS管M5的栅极连接；所述P-MOS管M2的漏极分别与N-MOS管M4的漏极，N-MOS管M6的栅极，以及N-MOS管M9的栅极连接；所述N-MOS管M3的栅极与其漏极连接；所述N-M0S管M4的栅极与其漏极连接；所述N-MOS管M5的漏极分别与P-MOS管M7的漏极和栅极连接，所述N-MOS管M6的漏极与P-MOS管M8的漏极连接，所述N-MOS管M9的漏极分别与P-MOS管MlO的漏极，以及连接N-MOS管Mll的栅极连接；所述P-MOS管M7的源极分别与P-MOS管M8的源极、P-MOS管MlO的源极、以及P-MOS管M12的源极连接；；所述P-MOS管M7的栅极分别与P-MOS管M8的栅极、P-MOS管MlO的栅极、以及P-MOS管M12的栅极连接；所述N-MOS管Mll的漏极与P-MOS管M12的漏极连接；所述N-MOS管Ml I的源极与电阻R和电容C之间的连接点J连接；所述电阻R的另一端与电路输出端连接，所述电容C的另一端与电路接地端连接；所述N-MOS管M3的源极、N-MOS管M4的源极、N-MOS管M5的源极、N-MOS管M6的源极以及N-MOS管M9的源极与电路接地端连接；其中，所述N-MOS管M9与N-MOS管M5的长宽比值大于所述P-MOS管MlO与P-MOS管M7的长宽比值。
[0013]其主要工作原理为:
[0014]当正常工作时，由于N-MOS管M9与N-MOS管M5的长宽比值大于P-MOS管MlO与P-MOS管M7的长宽比值，在稳定工作状态，即反馈电压与基准电压基本一致时，即图中A点处于低电位，使N-MOS管Mll工作在截止状态，这样N-MOS管Mll与P-MOS管Ml2对R、C和输出均无影响，使该误差放大器工作部分跟图1所示完全一样，对增益和环路稳定性均无影响，可以保证DC-DC系统正常稳定地工作。
[0015]当由于负载突然变重，电路输出电压下降，从而图中反馈电压变低时，如果幅度不大，则对A点的影响不明显，电路输出端电压主要靠N-MOS管M6和P-MOS管M8，即正常工作环路自身调节，输出点缓慢提升，以调节输出端电压恢复稳定。如果下降幅度比较大，则A点电压就会上升的较高，当高于N-MOS管Mll的开启电压时，则P-MOS管M12加入环路工作，这时该误差放大器进入不稳定状态，由于P-MOS管M12的加入，使电流能力大大增强，输出点快速提升，以阻止输出端电压继续下降，并快速回升。在这个过程中，环路稳定性可能已被破坏，也就是说，在这个状态输出是不保证稳定的。
[0016]电路输出端电压回升，反馈电压也同步回升，从而又使A点电压下降，以使N-MOS管Mll截止，从而该误差放大器又回到正常工作状态，以确保输出能恢复稳定而不致于因环路稳定性被破坏而处于振荡状态。
[0017]另外，图2所示的可变增益误差放大器，只有两个状态:正常工作状态和高增益非稳定状态。更复杂的可变增益误差放大器，也可以实现更多的状态，甚至是连续的无穷多状态，但需要更复杂的配套电路。另外，如果不改变误差放大器增益，改变图2中R、C的值也可以达到类似的效果。其设计思路总是两点:在稳定输出时，切换到稳定工作环路状态，而输出失去稳定时，切换到能使输出更快恢复的环路状态。
[0018]图3是两种波形的对比图，图中的实线为传统的电路的输出波形，而虚线是本实用新型方案的输出波形。在时刻B点，负载突然加重，导致输出下降，正常的情况下，波形沿实线所示下降，直到反馈电缓慢提升，并重终恢复。而在本实用新型的电路中，当输出波形下降到C点时，触发误差放大器转入不稳定的高增益状态，迅速阻止输出下降，并抬升输出，当输出升高到高于D点时，误差放大器恢复稳定工作状态，以保证输出最终能恢复稳定输出。D点的电压等于或略高于C点，但均低于A点电压。
[0019]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于DC-DC变换电路的误差放大器，其特征在于，包括P-MOS管MUP-MOS管M2、N-MOS 管 M3、N-MOS 管 M4、N_M0S 管 M5、N_M0S 管 M6、P_M0S 管 M7、P_M0S 管 M8、N_M0S 管 M9、P-MOS管M10、N-M0S管Mll以及P-MOS管M12 ;所述P-MOS管Ml的源极和P-MOS管M2的源极与偏置电流连接，所述P-MOS管Ml的栅极与反馈电压连接，所述P-MOS管M2的栅极与基准电压连接；所述P-MOS管Ml的漏极分别与N-MOS管M3的漏极，以及N-MOS管M5的栅极连接；所述P-MOS管M2的漏极分别与N-MOS管M4的漏极，N-MOS管M6的栅极，以及N-MOS管M9的栅极连接；所述N-MOS管M3的栅极与其漏极连接；所述N-MOS管M4的栅极与其漏极连接；所述N-MOS管M5的漏极分别与P-MOS管M7的漏极和栅极连接，所述N-MOS管M6的漏极与P-MOS管M8的漏极连接，所述N-MOS管M9的漏极分别与P-MOS管MlO的漏极，以及连接N-MOS管Mll的栅极连接；所述P-MOS管M7的源极分别与P-MOS管M8的源极、P-MOS管MlO的源极、以及P-MOS管M12的源极连接；；所述P-MOS管M7的栅极分别与P-MOS管M8的栅极、P-MOS管MlO的栅极、以及P-MOS管M12的栅极连接；所述N-MOS管Mll的漏极与P-MOS管M12的漏极连接；所述N-MOS管Mll的源极与电阻R和电容C之间的连接点J连接；所述电阻R的另一端与电路输出端连接，所述电容C的另一端与电路接地端连接；所述N-MOS管M3的源极、N-MOS管M4的源极、N-MOS管M5的源极、N-MOS管M6的源极以及N-MOS管M9的源极与电路接地端连接；其中，所述N-MOS管M9与N-MOS管M5的长宽比值大于所述P-MOS管MlO与P-MOS管M7的长宽比值。
【专利摘要】本实用新型公布了一种基于DC-DC变换电路的误差放大器，包括P-MOS管M1、P-MOS管M2、N-MOS管M3、N-MOS管M4、N-MOS管M5、N-MOS管M6、P-MOS管M7、P-MOS管M8、N-MOS管M9、P-MOS管M10、N-MOS管M11以及P-MOS管M12。本实用新型电路结构简单，只需在传统的电路基础上作出相应的改进，即可达到明显的效果，无需额外的器件，也无需使用高成本的输出大电容，就可以明显地减缓输出电压的下降，又不会影响输出的稳定性。
【IPC分类】H03F3-45
【公开号】CN204425282
【申请号】CN201520073971
【发明人】吴翔宇, 陈芳, 苏梦云
【申请人】无锡松朗微电子有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月2日