专利名称：电压调节器电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电压调节器电路，该电压调节器电路被应用于用于驱动在移动电 话、数码照相机等等中使用的液晶面板的IC。
背景技术：
在移动电话、数码照相机等等中使用的液晶面板驱动IC日益变得数据传输(作为 高速串行传输)更快并且尺寸更小。由于此，经常通过能够使用更高速度和更小尺寸的元 件的精细和低压工艺(在下文中，被称为“低压工艺”)来设计液晶面板驱动IC。在此低压 工艺中，元件被击穿的电压(元件的耐受电压)必需下降。因此，要求注意要被使用的电压 的范围。此外，从电源(电池)提供给液晶面板驱动IC的电源电压(电池电压)经常高于 在此低压工艺中使用的电压。由于此，要求在使用被包括在液晶面板驱动IC中的电压调节 器电路将电压调节为适当的电压之后使用电源电压。此外，在正常情况下，通过被布置在电源和液晶面板驱动IC之间的装置(诸如稳 压电路)来稳定电源电压，并且将其作为供电电压提供给液晶面板驱动IC。然而，由于稳压 电路包括诸如防止过电流的功能所以对于液晶面板驱动IC来说，要求平均消耗电流和瞬 时消耗电流尽可能的低。图1示出通常的电压调节器电路110(在下文中，被称为“电压调节器电路110”) 的构造。电压调节器电路110包括差分放大器电路AMP1、第一电阻器元件R1 (在下文中， “电阻器元件R1”)、以及第二电阻器元件R2 (在下文中，“电阻器元件R2”)。差分放大器电路AMP1被连接至提供高压VDD的高压电源[VDD]和提供比高压VDD 低的低压VSS (接地电压GND)的低压电源[VSS]，并且以高压VDD与低压VSS之间的电压进 行操作。差分放大器电路AMP1包括是第一输入端子的正侧输入端子+IN、是第二输入端子 的负侧输入端子-IN、以及输出端子。基准电压Vref被作为供电电压提供给正侧输入端子 +IN。电阻器元件R1的一端被连接至差分放大器电路AMP1的输出端子。电阻器元件R2 的一端被连接至电阻器元件R1的另一端，并且电阻器元件R2的另一端被连接至低压电源 [VSS]。电阻器元件R2的一端经由信号线还被连接至负侧输入端子-IN。平滑电容器C1的 一端经由输出结点被连接至电阻器元件R1的一端以及差分放大器电路AMP1的输出端子， 并且平滑电容器C1的另一端被连接至低压电源[VSS]。电阻器元件R1和R2将从差分放大器电路AMP1输出的输出电压Vout分压以在电 阻器元件R2的一端生成分压VmonlOO。差分放大器电路AMP1放大被提供给正侧输入端子 +IN的基准电压Vref和被提供给负侧输入端子-IN的分压Vmon之间的差。平滑电容器C1 平滑从差分放大器电路AMP1输出的输出电压VoutlOO。图2示出差分放大器电路AMP1的构造。差分放大器电路AMP1包括第一和第二 N 沟道M0S (金属氧化物半导体)晶体管丽1和丽2 (在下文中，被称为“晶体管丽1和丽2”)；第一至第三P沟道MOS晶体管MPl、MP2、以及MP3 (在下文中，被称为“晶体管MPl、MP2、以 及MP3”)；以及第一和第二恒流源。晶体管丽1和丽2的源极被共同地连接至一个结点。晶体管丽1和丽2的栅极被 分别用作差分放大器电路AMP的负侧输入端子-IN和正侧输入端子+IN。第一恒流源被提供在晶体管丽1和丽2的源极和低压电源[VSS]之间。例如，第 一恒流源是第三N构造MOS晶体管丽3 (在下文中，被称为“晶体管丽3”)。晶体管丽1和 丽2的源极被连接至晶体管丽3的漏极，并且低压电源[VSS]被连接至其源极。偏置电压 Vbias被提供给晶体管丽3的栅极用于导通晶体管丽3。 晶体管MPl和MP2的源极被共同地连接至高压电源[VDD]，其栅极被共同地连接至 一个结点，并且其漏极被分别连接至晶体管MNl和MN2的漏极。晶体管MPl的栅极被连接 至晶体管丽1的漏极。晶体管MP3的源极被连接至高压电源[VDD]，其栅极被连接至晶体管MN2的漏极， 并且其漏极被连接至电阻器元件Rl的一端。第二恒流源被提供在晶体管MP3的漏极和低压电源[VSS]之间。例如，第二恒流 源是第四N沟道MOS晶体管MN4 (在下文中，被称为“晶体管MN4” )。晶体管MP3的漏极被 连接至晶体管MN4的漏极并且低压电源[VSS]被连接至其源极。偏置电压Vbias被提供给 晶体管MN4的栅极用于导通晶体管MN4。接下来，下面将会描述由电压调节器电路110执行的操作。基准电压Vref被提供给差分放大器电路AMPl的正侧输入端子+IN，并且分压 VmonlOO被提供给差分放大器电路AMPl的负侧输入端子-IN。由于此，差分放大器电路AMPl 进行操作从而被提供给负侧输入端子-IN的电压等于被提供给正侧输入端子+IN的电压， 艮口，等于基准电压Vref。如果Vref > VmonlOO (即，如果输出电压VoutlOO低于关注电压)，那么晶体管MP3 的导通电阻下降，并且电流1100从高压电源[VDD]经由差分放大器电路AMPl流入平滑电 容器Cl。结果，输出电压VoutlOO上升。如果Vref < VmonlOO (如果输出电压VoutlOO高 于关注电压)，那么晶体管MP3的导通电阻上升，并且电流Isink从平滑电容器Cl流入被包 括在差分放大器电路AMPl中的晶体管MN4。结果，输出电压Vout下降。通过重复此操作， 使输出电压VoutlOO稳定于关注电压。在这样的情况下，通过下面的等式来表示输出电压 VoutlOO =关注电压。Vout = VrefX (Rl+R2)/R
发明内容
如上所述，电源电压经常高于能够在低压工艺中使用的电压。由于此，稳压电路稳 定电源电压并且将稳压后的电源电压作为供电电压提供给液晶面板驱动IC。此稳压电路包 括用于防止过电流的过电流防止电路。被包括在液晶驱动IC中的电压调节器电路100将来 自于稳压电路的供电电压调节为适当的电压并且将调节后的供电电压作为输出电压Vout 提供给低压逻辑电路。将会考虑当在此情况下导通液晶面板驱动IC时由电压调节器电路 110执行的操作。通常，电源开始序列被应用于液晶面板驱动IC。
当液晶面板驱动IC没有被导通时，低压电源[VSS]被连接至差分放大器电路AMPl 的输出，即，被连接至输出结点，并且低压电源电压VSS(接地电压GND)被从低压电源[VSS] 提供给差分放大器电路AMP1。当液晶面板驱动IC被导通时，高压电源电压VDD和基准电压 Vref被生成，并且从低压电源[VSS]断开差分放大器电路AMPl的输出。S卩，电压调节器电 路110开始工作。 首先，在电压调节器电路110开始工作时平滑电容器Cl的电荷是零并且输出电压 VoutlOO是0 [V]。在这样的情况下，基准电压Vref和分压VmonlOO满足Vref > Vmon0晶 体管MP3的栅极电压Vg接近于O [V]以使晶体管MP3几乎进入导通状态。由于此，晶体管 MP3的导通电阻非常低。应注意的是，具有大的栅极宽度的晶体管通常被用作晶体管MP3以 在正常时间确保性能。接下来，电流IlOO从高压电源[VDD]经由差分放大器AMPl流入平滑 电容器Cl以充电平滑电容器Cl。然而，由于晶体管MP3的导通电阻非常低所以电流IlOO 像突入电流一样变得非常高。这时的电流1100被称为“突入电流”。如果突入电流高，那么 可能出现稳压电路的过电流防止电路进行操作的问题。此外，输出电压VoutlOO快速地上升并且超过关注电压。输出电压VoutlOO中超 过关注电压的电压使得电流Isink从平滑电容器Cl流入被包括在差分放大器电路AMPl中 的晶体管MN4。结果，输出电压VoutlOO下降到关注电压。然而，电流Isink通常低并且输 出电压VoutlOO花费时间以等于关注电压，导致出现过冲。如果过冲出现，那么使用电压调 节器电路主体110的输出作为电源的低压逻辑电路的电压超过元件的工艺耐受电压，有可 能引起元件击穿的缺陷。图5是示出此状态的时序图。电压调节器电路110开始工作(接通电源)时，突 入电流增加并且过冲出现。因此，需要减少突入电流和过冲。下面将会描述日本专利申请JP2005-044203A中描述的电路。图3示出在JP2005-044203A中描述的电路(在下文中，被称为“电压调节器电路 210”)的构造。电压调节器电路210包括差分放大器电路AMP200替代电压调节器电路110 的差分放大器电路AMP1。图4示出差分放大器电路AMP200的构造。差分放大器电路AMP200进一步包括P 沟道MOS晶体管MP200和开关SW200。晶体管MP200的源极被连接至高压电源[VDD]，其栅 极被连接至晶体管MN2的漏极，并且其漏极被连接至晶体管元件Rl的一端。晶体管MP200 的栅极宽度相对较小以增加晶体管MP200的导通电阻。开关SW200的一端被连接至晶体管丽2的漏极。晶体管MP3的栅极被连接至开关 SW200的另一端而不是晶体管MN2的漏极。接通电源信号Pon200被提供给开关SW200。如 果液晶面板驱动IC被导通那么信号Pon200的信号电平为高。在正常时间，信号Pon200的 信号电平为低。根据接通电源信号Pon200 (高)，开关SW200被截止，并且否则被导通。即，如果液 晶面板驱动IC被导通，那么开关SW200被截止，没有使用晶体管MP3而使用晶体管MP200。 在正常时间，开关SW200被导通并且使用晶体管MP3。然而，在这样的情况下，类似于前述情况，晶体管MP200的栅极电压Vg几乎正好是 0[V]并且就在液晶面板驱动IC被导通之后晶体管MP200进入几乎完全导通状态。由于此， 很难充分地增加导通电阻。
根据本发明的方面，电压调节器电路包括差分放大器电路，基准电压被提供给差 分放大器电路的第一输入，并且平滑电容器被连接至差分放大器电路的输出；第一电阻器 元件，第一电阻器元件的一端被连接至差分放大器电路的输出；第二电阻器元件，第二电阻 器元件的一端被连接至第一电阻器元件的另一端；第一开关，第一开关的一端被连接至差 分放大器电路的第一输入，第一开关的另一端被连接至差分放大器电路的第二输入，并且 第一开关被构造为响应于第一控制信号被导通；第二开关，第二开关的一端被连接至差分 放大器电路的第二输入，第二开关的另一端被连接至第二电阻器元件，并且第二开关响应 于第二控制信号而导通；以及开关控制电路，该开关控制电路被构造为在从电源被导通起 的预定时段内输出第一控制信号，并且在预定时段之后输出第二控制信号。
在根据本发明的方面的电压调节器电路中，如果电压调节器电路被导通，那么根 据第一控制信号导通开关，第二开关被截止，并且基准电压作为相同的电压被提供给差分 放大器电路的第一输入和第二输入。如果被提供给差分放大器电路的第一输入的电压等于 被提供给其第二输入端子的电压，那么经由差分放大器电路从高压电源流入平滑电容器的 电流的电流值被限制为低。即，能够减少突入电流。此外，因为从差分放大器电路输出的输 出电压的逐渐上升使得根据本发明的方面的电压调节器电路能够减少过冲。
结合附图，根据某些优选示例性实施例的以下描述，本发明的以上和其它方面、优 点和特征将更加明显，其中图1是示出通常的电压调节器电路110(电压调节器电路110)的构造的示意图；图2是示出差分放大器电路AMPl的构造的示意图；图3是示出在日本专利公开No. 2005-044203A中描述的电路(电压调节器电路 210)的构造的示意图；图4是示出差分放大器电路AMP200的构造的示意图；图5是示出由电压调节器电路110执行的操作的时序图；图6是示出根据本发明的实施例的使用电压调节器电路30的装置的构造的示意 图；图7是示出根据本发明的实施例的电压调节器电路30的构造的示意图；以及图8是示出由根据本发明的实施例的电压调节器电路30执行的操作的时序图。
具体实施例方式在下文中，下面将会参考附图描述本发明的某些实施例。[构造]图6示出根据本发明的实施例的使用电压调节器电路30的装置的构造。在移动 电话、数码照相机等等中使用该装置，并且该装置包括电源部件34、稳压电路32、以及液晶 面板驱动IC。液晶面板驱动IC包括根据本发明的此实施例的电压调节器电路30(也被称 为“电压调节器电路30 ”)、低压逻辑电路31、以及平滑电容器C1。电源部件34的输出被连接至稳压电路32的输入。稳压电路32的输出被连接至 电压调节器电路30的输入。平滑电容器Cl的一端被连接至电压调节器电路30的输出，并且平滑电容器Cl的另一端被接地。低压逻辑电路31被连接至电压调节器电路30的输出。低压逻辑电路31以是第一电压的关注电压VO进行操作。 当用户执行指令以接通装置时，电源部件34(电池)将是第二电压的电源电压 VB (电池电压)提供给稳压电路32。电源电压VB高于关注电压V0。稳压电路32将电源电压VB稳压为供电电压VDC并且将供电电压VDC提供给液晶 显示面板驱动IC。稳压电路32包括用于防止过电流的过电流防止电路33。来自于稳压电路32的供电电压VDC作为稍后将会描述的基准电压被输入到被包 括在液晶面板驱动IC中的电压调节器电路30。电压调节器电路30将基准电压调整为适当 的电压(关注电压V0)并且将适当的电压作为稍后将会描述的输出电压提供给低压逻辑电 路31。图7示出根据本发明的此实施例的电压调节器电路30的构造。应注意的是，分别 通过相同的附图标记来表示与电压调节器电路110(参见图1和图2)相同的组件。电压调节器电路30包括电压调节器电路主体10。电压调节器电路主体10包括差 分放大器电路AMP1、第一电阻器元件Rl (在下文中，被称为“电阻器元件R1”)、以及第二电 阻器元件R2 (在下文中，被称为“电阻器元件R2”)。差分放大器电路AMPl被连接至提供高压电源电压VDD的高压电源[VDD]和提供 比高压电源电压VDD低的低压电源电压VSS(接地电压GND)的低压电源[VSS]。差分放大 器电路AMPl以高压电源电压VDD与低压电源电压VSS之间的电压进行操作。差分放大器 电路AMPl包括是第一输入端子的正侧输入端子+IN、是第二输入端子的负侧输入端子-IN、 以及输出端子。用作供电电压VDC的基准电压Vref被提供给正侧输入端子+IN。差分放大器电路AMI的构造与图1中所示的相同。电阻器元件Rl的一端被连接至差分放大器电路AMl的输出端子。电阻器元件R2 的一端被连接至电阻器元件Rl的另一端，并且电阻器元件R2的另一端被连接至低压电源 [VSS]。电阻器元件R2的一端经由信号线还被连接至负侧输入端子-IN。平滑电容器Cl的 一端经由输出结点被连接至电阻器元件Rl的一端并且被连接至差分放大器电路AMPl的输 出端子。平滑电容器Cl的另一端被连接至低压电源[VSS]。电阻器元件Rl和R2将从差分放大器电路AMPl输出的输出电压Vout分压以在电 阻器元件R2的一端生成分压Vmon。差分放大器电路AMPl放大被提供给正侧输入端子+IN 的基准电压Vref和被提供给负侧输入端子-IN的分压Vmon之间的差。平滑电容器Cl平 滑从差分放大器电路AMPl输出的输出电压Vout。现在将会描述适用于液晶面板驱动IC的一般的电源开始序列。当装置没有被接通时，低压电源[VSS]被连接至差分放大器电路AMPl的输出，即， 被连接至输出结点并且低压电源[VSS]提供低压电源电压VSS(接地电压)。当装置被接 通时，生成高压电源电压VDD和基准电压Vref (接地电压GND)，并且然后差分放大器电路 AMPl的输出从低压电源[VSS]断开。S卩，电压调节器电路10开始工作。首先，在电压调节器电路主体10开始时平滑电容器Cl的电荷是零并且输出电 压Vout是0[V]。在这样的情况下，如上所述，被包括在差分放大器电路AMPl中的晶体管 MP3(参见图2)的栅极电压Vg接近0 [V]以使晶体管MP3几乎变成导通状态。由于此，晶体 管MP3的导通电阻非常低。接下来，电流I从高压电源[VDD]经由差分放大器AMP 1流入平滑电容器Cl以充电平滑电容器Cl。然而，由于晶体管MP3的导通电阻是非常的低，所以 电流I像突入电流一样非常高。如果突入电流高，则可能出现稳压电路32的过电流防止电 路33进行操作的问题。 此外，输出电压Vout突然上升并且超过关注电压V0。输出电压Vout超过关注电 压VO的输出电压Vout的电压量使电流Isink (参见图2)从平滑电容器Cl流入被包括在 差分放大器电路AMPl中的晶体管MN4。结果，输出电压Vout下降到关注电压V0。然而，电 流Isink通常低并且输出电压Vout花费时间以等于关注电压V0，导致出现过冲。如果出现 过冲，那么使用电压调节器电路主体10的输出作为电源的低压逻辑电路31的电压超过元 件的工艺耐受电压，有可能引起诸如元件击穿的缺陷。考虑到这些，电压调节器电路30进一步包括用于减少突入电流和过冲的第一和 第二开关SWl和SW2(在下文中，被称为“开关SWl和SW2”)以及开关控制电路20。开关SWl被提供在正侧输入端子+IN和负侧输入端子-IN之间。具体地，开关SWl 的一端被连接至正侧输入端子+IN并且开关SWl的另一端被连接至负侧输入端子-IN。开关SW2被提供在将负侧输入端子-IN连接到电阻器元件R2的一端的信号线上。 具体地，开关SW2的一端被连接至负侧输入端子-IN并且开关SW2的另一端被连接至电阻 器元件R2的一端。第一控制信号CTRl (在下文中，被称为“控制信号CTRl ”)被从开关控制电路20提 供给开关SW1。如果控制信号CTRl的信号电平为高，则开关SWl导通。如果控制信号CTRl 的信号电平为低，则开关SWl断开。第二控制信号CTR2 (在下文中，被称为“控制信号CTR2”)被从开关控制电路20提 供给开关SW2。如果控制信号CTR2的信号电平为高，则开关SW2导通。如果控制信号CTR2 的信号电平为低，则开关SW2断开。控制信号CTR2具有相对于控制信号CTRl的信号电平 反转的信号电平。在自从装置被接通起经过预定时段之前的时段中开关控制电路20将控制信号 CTRl的信号电平设置为高并且将控制信号CTR2的信号电平设置为低。在这样的情况下，开 关SWl导通并且开关SW2断开。稍后将会详细地描述在此时段期间提供的控制信号CTRl 和 CTR2。在正常时间(预定时段之后)，开关控制电路20将控制信号CTRl的信号电平设置 为低并且将控制信号CTR2的信号电平设置为高。在这样的情况下，开关SWl断开并且开关 SW2导通。将会描述开关控制电路20的构造。开关控制电路20包括比较器C0MP1、与非运算 电路NANDl、以及非运算电路INVl。比较器COMPl被连接至高压电源[VDD]和低压电源[VSS]，并且以高压电源电压 VDD和低压电源电压VSS之间的电压进行操作。比较器COMPl包括是第一输入端子的正侧 输入端子、是第二输入端子的负侧输入端子、以及输出端子。基准电压Vref作为供电电压 被提供给比较器COMPl的正侧输入端子。比较器COMPl的负侧输入端子被连接至电阻器元 件R2的一端，并且分压Vmon被提供给比较器COMPl的负侧输入端子。比较器COMPl将分压 Vmon与基准电压Vref进行比较并且从输出端子输出表示比较结果的比较结果信号Vcomp。NAND运算电路NANDl包括第一输入端子、第二输入端子、以及输出端子。NAND运算电路NANDl的第一输入端子被连接至比较器COMPl的输出端子，并且比较结果信号Vcomp被提供给NAND运算电路NANDl的第一输入端子。接通电源信号Pon被提供给NAND运算电 路NANDl的第二输入端子。接通电源信号Pon的信号电平为高直到自从装置被接通起经过 预定时间。在正常时间，接通电源信号Pon的信号电平为低。NAND运算电路NANDl的输出 端子被连接至开关SW2，并且NAND运算电路NANDl的输出作为控制信号CTR2被提供给开关 SW2。非运算电路INVl包括输入端子和输出端子。非运算电路INVl的输入端子被连接 至NAND运算电路NANDl的输出端子。非运算电路INVl的输出端子被连接至开关SW1，并且 非运算电路INVl的输出作为控制信号CTRl被提供给开关SW1。[操作]图8是示出由电压调节器电路30执行的操作的时序图。首先将会描述正常操作。在正常时间(在图8中所示的正常控制时段期间)，接 通电源信号Pon的信号电平为低。在这样的情况下，不管比较器COMP的输出，NAND运算电 路NAND的信号电平为高并且非运算电路INV的输出的信号电平为低。即，控制信号CTRl 和CTR2的信号电平分别为低和高。结果，开关SWl断开，并且根据控制信号CTR2(高)开 关SW2导通。这时，差分放大器电路AMPl的负侧输入端子-IN被连接至电阻器元件R2的 一端。在正常时间，电压调节器电路主体10处于类似于电压调节器电路110的状态并且将 从差分放大器电路AMPl输出的输出电压Vout控制为其稳定于关注电压W。将会描述当装置被接通时由电压调节器30执行的操作。当装置没有被接通时，低压电源电压VSS (接地电压GND)被提供给差分放大器电 路AMPl的输出。当装置被接通(图8中的接通电源)时，生成高压电源电压VDD和基准电 压Vref，并且到差分放大器电路AMPl的输出的低压电源电压VSS的供给停止。另外，直到 自从装置被接通起经过预定时间(图8中的接通电源控制时段)，接通电源信号Pon的信号 电平为高。就在装置被接通(图8中的电源接通)之后，输出电压Vout是O[V]并且平滑电 容器Cl的电荷是零。在这样的情况下，通过使电阻器元件Rl和R2划分输出电压Vout获 得的分压Vmon也是O [V]。这时，基准电压Vref比分压Vmon高。S卩，基准电压Vref和分压 Vmon满足Vref > Vmon0由于此，从比较器COMPl输出的比较结果信号Vcomp的信号电平为尚。如上所述，电源接通信号Pon的信号电平为高。在这样的情况下，NAND运算电路 NAND的输出的信号电平为低并且非运算电路INV的输出的信号电平为高。即，控制信号 CTRl和CTR2的信号电平分别为高和低。结果，根据控制信号CTRl(高)开关SWl导通，并 且开关SW2断开。这时，差分放大器电路AMPl的负侧输入端子-IN被连接至其正侧输入端 子+IN。因此，基准电压Vref作为相同的电压被提供给差分放大器电路AMPl的正侧输入端 子+IN和负侧输入端子-IN。当在预定时段期间基准电压Vref比分压Vmon高时由开关控制电路20执行的用 于输出控制信号CTRl (高)的操作将会被称为“第一操作”。接下来，在预定时段期间，被提供给差分放大器电路AMPl的正侧输入端子+IN的 电压等于被提供给其负侧输入端子-IN的电压。这时，被包括在差分放大器电路AMPl中的晶体管MP3(参见图2)的栅极电压Vg接近阈值电压Vt。由于此，晶体管MP3的导通电阻相 对高。接下来，电流I经由差分放大器电路AMPl从高压电源[VDD]流入平滑电容器Cl以 充电平滑电容器Cl。然而，由于晶体管MP3的高的导通电阻使得电流I的电流值被限制为 低，从而从差分放大器电路AMPl输出的输出电压Vout逐渐地上升。
接下来，在预定时段期间，输出电压Vout超过关注电压V0。这时，由电阻器元件 Rl和R2划分的分压Vmon超过基准电压Vref。在这样的情况下，由于Vref < Vmon,所以从 比较器COMPl输出的比较结果信号Vcomp的信号电平被反转为低。由于接通电源信号Pon 的信号电平为高，因此NAND运算电路NANDl的信号电平为高并且非运算电路INVl的输出 的信号电平为低。即，控制信号CTRl和CTR2的信号电平分别为低和高。结果，开关SWl断 开，并且根据控制信号CTR2(高)开关SW2导通。这时，差分放大器电路AMPl的负侧输入 端子-IN被连接至电阻器元件R2的一端。当在预定时段期间分压Vmon比基准电压Vref高时由开关控制电路20执行的用 于输出控制信号CTR2 (高)的操作将会被称为“第二操作”。接下来，在预定时段期间，输出电压Vout被控制为恒定。如果输出电压Vout下降 到低于基准电压Vref，即，Vref > Vmon，然后根据控制信号CTRl (高)开关SWl被导通，并 且开关SW2断开，并且输出电压Vout上升。即，开关控制电路20重新执行第一操作。开关 控制电路20交替地执行第一和第二操作直到使输出电压Vout等于关注电压V0。在经过预定时间之后，接通电源信号Pon的信号电平为低并且电压调节器电路30 执行正常操作。即，在正常时间，在状态中电压调节器电路主体10处于类似于电压调节器 电路110的状态并且输出电压Vout被控制为恒定于关注电压V0。在根据本发明的此实施例的电压调节器电路30中，如果电压调节器电路30被导 通，则根据控制信号CTRl (高)开关SWl被导通，开关SW2被断开，并且基准电压Vref作为 相同的电压被提供给差分放大器电路AMPl的正侧输入端子+IN和负侧输入端子-IN。如 果被提供给差分放大器电路AMPl的正侧输入端子+IN的电压等于被提供给其负侧输入端 子-IN的电压，那么经由差分放大器电路AMPl从高压电源[VDD]流到平滑电容器Cl的电流 I的电流值被限制为低。具体地，如果被提供给差分放大器电路AMPl的正侧输入端子+IN 的电压等于被提供给其负侧输入端子-IN的电压，那么被包括在差分放大器电路AMPl中的 晶体管MP3(参见图2)的栅极电压Vg接近阈值电压Vt。由于此，晶体管MP3的导通电阻相 对高。电流I从高压电源[VDD]经由差分放大器电路AMPl流入平滑电容器Cl以充电平滑 电容器Cl。然而，由于晶体管MP3的高的导通使得电阻电流I的电流值被限制为低。S卩，能 够减少突入电流。此外，由于从差分放大器电路AMPl输出的输出电压Vout的逐渐上升使 得根据本发明的本实施例的电压调节器电路30能够减少过冲。虽然已经结合若干示例性实施例描述了本发明，但是对本领域的技术人员来说显 然的是，仅为了示出本发明而提供这些示例性实施例，并且不应在限制的意义上根据这些 示例性实施例解释权利要求。
权利要求
一种电压调节器电路，包括差分放大器电路，基准电压被提供给所述差分放大器电路的第一输入，并且平滑电容器被连接至所述差分放大器电路的输出；第一电阻器元件，所述第一电阻器元件的一端被连接至所述差分放大器电路的输出；第二电阻器元件，所述第二电阻器元件的一端被连接至所述第一电阻器元件的另一端；第一开关，所述第一开关的一端被连接至所述差分放大器电路的第一输入，所述第一开关的另一端被连接至所述差分放大器电路的第二输入，并且所述第一开关被构造为响应于第一控制信号而导通；第二开关，所述第二开关的一端被连接至所述差分放大器电路的第二输入，所述第二开关的另一端被连接至所述第二电阻器元件，并且所述第二开关响应于第二控制信号而导通；以及开关控制电路，所述开关控制电路被构造为在从电源被导通起的预定时段内输出所述第一控制信号，并且在所述预定时段之后输出所述第二控制信号。
2.根据权利要求1所述的电压调节器电路，其中通过所述第一和第二电阻器元件对从 所述差分放大器电路输出的输出电压进行分压，以在所述第二电阻器元件的所述一端处生 成分压；所述差分放大器电路被构造为放大被输入到所述第一输入的基准电压和被输入到所 述第二输入的所述分压之间的差，以输出作为输出电压；并且所述开关控制电路被构造为在所述预定时段中，进行如下操作 当所述基准电压高于所述分压时执行第一操作，通过所述第一操作输出所述第一控制 信号；并且当所述分压高于所述基准电压时执行第二操作，通过所述第二操作输出所述第二控制 信号，并且交替地执行所述第一操作和所述第二操作直到所述输出电压达到关注电压。
3.根据权利要求2所述的电压调节器电路，其中所述开关控制电路包括比较器，所述基准电压被输入到所述比较器的第一输入，所述比较器的第二输入被连 接至所述第二电阻器元件的所述一端，并且被构造为生成表示所述基准电压和所述分压之 间的比较的结果的比较结果信号的输出；与非运算电路，所述与非运算电路的第一输入被连接至所述比较器的输出，所述与非 运算电路的输出被连接至所述第二开关，其中在从电源被导通起一直到预定时段，电源接 通信号被提供给所述与非运算电路的第二输入；以及非运算电路，所述非运算电路的输入被连接至所述与非运算电路的输出，并且所述非 运算电路的输出被连接至所述第一开关，其中在所述预定时段中，当所述基准电压高于所述分压时所述比较结果信号的信号电 平是第一电平，并且当所述分压高于所述基准电压时所述比较结果信号的信号电平是第二 电平，所述第二电平是所述第一电平的反转电平，假设当所述第一控制信号的信号电平是 所述第一电平时所述第一开关被导通并且当所述第一控制信号的信号电平是所述第二电 平时所述第一开关被断开，并且当所述第二控制信号的信号电平是所述第一电平时所述第二开关被导通并且当所述第二控制信号的信号电平是所述第二电平时所述第二开关被断 开。
4.根据权利要求1所述的电压调节器电路，其中所述差分放大器电路被构造为以高压 电源电压和比所述高压电源电压低的低压电源电压之间的电压进行操作，并且所述低压电源电压被提供给所述第二电阻器元件的另一端。
5.根据权利要求4所述的电压调节器电路，其中当电源没有被导通时所述低压电源电 压被提供给所述差分放大器电路的输出，并且当电源被导通时，生成所述高压电源电压和所述基准电压，并且随后解除向所述差分 放大器电路的输出提供所述低压电源电压。
6.根据权利要求4所述的电压调节器电路，其中所述差分放大器电路包括第一 N沟道MOS (金属氧化物半导体)晶体管和第二 N沟道MOS晶体管，其各自的源 极被连接至公共结点，其中所述第一 N沟道MOS晶体管的栅极被用作所述差分放大器电路 的第二输入，并且所述第二 N沟道MOS晶体管的栅极被用作所述差分放大器电路的第一输 入；第一恒流源，所述第一恒流源被布置在所述第一和第二 N沟道MOS晶体管的源极与被 构造为提供所述低压电源电压的低压电源之间；第一 P沟道MOS晶体管和第二 P沟道MOS晶体管，其各自的源极被连接至被构造为提 供所述高压电源电压的高压电源，其各自的栅极被连接至公共结点，所述第一和第二 P沟 道MOS晶体管的漏极分别被连接至所述第一和第二 N沟道MOS晶体管的漏极，并且所述第 一 P沟道MOS晶体管的栅极被连接至所述第一 N沟道MOS晶体管的漏极；第三P沟道MOS晶体管，所述第三P沟道MOS晶体管的源极被连接至所述高压电源，所 述第三P沟道MOS晶体管的栅极被连接至所述第二 N沟道MOS晶体管的漏极，并且所述第 三P沟道MOS晶体管的漏极被连接至所述第一电阻器元件的所述一端；以及第二恒流源，所述第二恒流源被布置在所述第三P沟道MOS晶体管的漏极和所述低压 电源之间。
7.一种设备，包括低压逻辑电路，所述低压逻辑电路被构造为以是第一电压的关注电压进行操作； 电源部件，所述电源部件被构造为提供是比所述关注电压高的第二电压的电源电压； 稳压电路，所述稳压电路被构造为稳定所述电源电压以提供作为供电电压；以及 根据权利要求1所述的电压调节器电路，所述电压调节器电路的输出被连接至平滑电 容器，所述电压调节器电路被构造为输入来自于所述稳压电路的所述供电电压作为所述基 准电压，以将输入的基准电压调节为是所述关注电压的适当的电压，并且将所述关注电压 提供给所述低压逻辑电路。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述稳压电路包括用于防止过电流的过电流防止 电路。
9.一种电压调节器电路的操作控制方法，其中所述电压调节器电路包括差分放大器电路，基准电压被提供给所述差分放大器电路的第一输入，并且所述差分 放大器电路的输出被连接至平滑电容器；第一电阻器元件，所述第一电阻器元件的第一端被连接至所述差分放大器电路的输出；第二电阻器元件，所述第二电阻器元件的一端被连接至所述第一电阻器元件的另一 端，并且所述操作控制方法包括在从电源被导通起的预定时段中将所述差分放大器电路的第一输入和第二输入相互 连接；并且连接所述差分放大器电路的所述第二输入和所述第二电阻器元件的所述一端。
10.根据权利要求9所述的电压调节器电路的操作控制方法，其中通过所述第一和第 二电阻器元件分压从所述差分放大器电路输出的输出电压，并且所述差分放大器电路被构造为放大被提供到所述差分放大器电路的第一输入的基准 电压和被提供到所述差分放大器电路的第二输入的分压之间的差， 其中所述连接所述差分放大器电路的第一输入和第二输入包括， 当在预定时段中所述基准电压高于所述分压时执行第一操作，通过所述第一操作将所 述差分放大器电路的第一和第二输入相互连接，并且所述电压调节器电路的操作控制方法进一步包括，在预定时段中，执行 当所述分压高于所述基准电压时执行第二操作，通过所述第二操作将所述差分放大器 电路的第二输入和所述第二电阻器元件的所述一端相互连接；和交替地执行所述第一操作和所述第二操作直到所述输出电压达到关注电压。
全文摘要
本发明涉及一种电压调节器电路。对半导体器件来说需要减少突入电流和过冲。根据本发明的电压调节器电路，当电源被导通时，响应于控制信号(CTR1)导通开关SW1，开关SW2断开，并且基准电压(Vref)作为公共电压被输入差分放大器(AMP1)的第一(+IN)和第二(-IN)输入。当公共电压被提供给第一(+IN)和第二(-IN)输入时，经由差分放大器(AMP1)从高压电源(VDD)流入平滑电容器(C1)的电流(I)被调节为小。即，能够减少突入电流。此外，根据本发明的电压调节器电路(30)，缓解了来自于差分放大器(AMP1)的输出电压(Vout)的增加从而能够抑制过冲。
文档编号G05F1/46GK101872207SQ201010169110
公开日2010年10月27日 申请日期2010年4月21日 优先权日2009年4月21日
发明者外村文男 申请人:瑞萨电子株式会社