专利名称：电源转换电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种本导体集成电路，特别是涉及一种在集成电路设计中使用的电源转换电路。
背景技术：
现有技术中将原始电源电压2.7～5.5V，转换至2.65～3.2V，一般的处理方法是，将电源电压范围分为2.7～3.2V和3.2～5.5V，需要电压比较器对电压进行比较，然后分别加以处理，结果使控制电路复杂，实现难度大，且版图面积大，布局布线繁琐。另外一种方法是用电荷泵进行闭环控制，缺点也是电路复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在集成电路设计中使用的电源转换电路，用简单的模拟电路实现电源电压2.7～5.5V至2.65～3.2V的转换，缩短设计周期，节约设计成本。
为解决上述技术问题，本发明的电源转换电路，包括一OTA(Operational Trans-conductance Amplifier运算跨导放大器)电路，其反向输入端由BGR(Band Gap Regulator带隙基准源)提供电压源和电流源，一P沟道场效应晶体管作为缓冲器与电阻R1、R2串联后串接在电源与地线之间，OTA电路的输出端与P沟道场效应晶体管栅极连接，电阻R1、R2的接点与OTA电路的正向输入端相连接，P沟道场效应晶体管的漏极与电阻R1的接点作为电压输出端；当电源电压在3.0～5.5V范围时，利用电阻分压形成反馈电路，获得稳定的输出电压3.0V；当电源电压在2.7～3.0V范围时，OTA已无法正常工作，此时作为缓冲器的P管处于直通状态，直接将电源电压输至输出端。
本发明的电源转换电路只需要BGR提供偏差+/-50mv的电压源以及1uA左右的电流源，输出电压为2.65V～3.2V，提供40mA的电流能力，启动时间仅为25us，自身的功耗为180uA，待机时间为20uA。
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是本发明电源转换电路的原理图；图2是本发明电源转换电路的输出电压波形图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明的电源转换电路，当电源电压在3.0～5.5V范围时，采用OTA电路加缓冲器的结构，利用电阻分压形成反馈电路，获得稳定的输出电压3.0V。OTA电路的反向输入端由BGR提供电压源和电流源，一P沟道场效应晶体管作为缓冲器与电阻R1、R2串联后串接在电源VCC与地线之间。OTA电路的输出端与P沟道场效应晶体管的栅极连接，电阻R1、R2的接点与OTA电路的正向输入端相连接，P沟道场效应晶体管的漏极与电阻R1的接点作为输出端，输出电压VEE。当电源电压在2.7～3.0V范围时，OTA已无法正常工作，此时作为缓冲器的P沟道场效应晶体管处于直通状态，直接将电源电压VCC输至输出端。
本发明的关键点在于，需要BGR提供较精准的电压源和电流源；图1中的缓冲器采用大尺寸(W＝8mm)P沟道场效应晶体管，目的是在低压范围转换时输出能近似等于电源电压。但这样做会造成相位的翻转，需要在栅极与漏极端加电容电阻以改善相位裕量。该电容大约为80pF，但这样又会造成启动时间过长，需要添加额外电路解决。
本发明无需复杂的控制电路，仅需要基准电压源和电流源以及OTA电路加缓冲器的结构，利用该缓冲器的P管在不同电压范围的工作特性即可实现两种电压范围(2.7～3.0V和3.0～5.5V)内的电源电压至2.65～3.2V的转换。该两种电压范围内的电压转换均可由本发明的电路实现，克服了现有技术需要复杂的控制电路来判断这两种电压范围的缺点。
本发明电源转换电路的输出电压波形图如图2所示。图中VCC为电源电压，VEE为输出电压。该波形图通过BGR加调节器综合仿真所得，启动时间包括BGR自身的启动时间。当VCC＝5.5V时，VEE首次稳定需70us，但在40us时已进入可工作状态。
权利要求
1.一种电源转换电路，其特征在于包括一OTA电路，其反向输入端由BGR提供电压源和电流源，一P沟道场效应晶体管作为缓冲器与电阻R1、R2串联后串接在电源与地线之间，OTA电路的输出端与P沟道场效应晶体管栅极连接，电阻R1、R2的接点与OTA电路的正向输入端相连接，P沟道场效应晶体管的漏极与电阻R1的接点作为电压输出端；当电源电压在3.0～5.5V范围时，利用电阻分压形成反馈电路，获得稳定的输出电压3.0V；当电源电压在2.7～3.0V范围时，OTA已无法正常工作，此时作为缓冲器的P管处于直通状态，直接将电源电压输至输出端。
全文摘要
本发明公开了一种电源转换电路，当电源电压在3.0～5.5V范围时，采用OTA电路加缓冲器的结构，OTA电路的反向输入端由BGR提供电压源和电流源，利用电阻分压形成反馈电路，获得稳定的输出电压3.0V。当电源电压在2.7～3.0V范围时，OTA已无法正常工作，此时作为缓冲器的P沟道场效应晶体管处于直通状态，直接将电源电压VCC输至输出端。本发明用简单的模拟电路实现电源电压2.7～5.5V至2.65～3.2V的转换，缩短设计周期，节约设计成本。适用于集成电路设计中变换电源电压。
文档编号G05F1/10GK1780123SQ20041008451
公开日2006年5月31日 申请日期2004年11月24日 优先权日2004年11月24日
发明者姚翔 申请人:上海华虹Nec电子有限公司