电压产生电路的制作方法
【专利说明】电压产生电路
[0001 ] 本申请是2012年8月9日提交的申请号为201210282281.5、发明名称为“电压产生电路”之申请的分案申请。
[0002]相关申请交叉引用
[0003]本申请基于2011年8月11日提交的日本专利申请N0.2011-175775，并且要求其优先权，其公开通过整体引用而合并于此。
技术领域
[0004]本发明涉及半导体集成电路的电源电路，并且特别涉及调节器电路。
【背景技术】
[0005]在现有技术中，降压调节器已用于降低半导体内部电路中的电流消耗并不将大于或等于内部电源电压的额定值的电压施加至内部电路。但是出现的问题是，当降低提供至调节器的电压时，来自调节器的输出电压会降低，这会使内部电路的运行不稳定。因此，以下配置产生了一种稳定地提供内部电源电压，同时又能降低功耗的技术。该配置是当外部电源电压超过内部电源电压的额定值时，通过调节器电路降低的电压被提供作为内部电源电压，而当外部电源电压小于或等于内部电源电压的额定值时，停用调节器电路且直接由外部电源线提供内部电源电压。现有技术公开于日本未审专利申请公布N0.2000-339042中。
[0006]日本未审专利申请公布N0.2000-339042旨在降低半导体集成电路中的电流消耗并稳定地提供内部电源电压，并且特征在于包括调节功能，该功能用于从作为向半导体集成电路供电的外部电源向内部电路提供稳定的电压。具体而言，当内部电源电压超过内部电源电压的额定值时，通过调节器电路降低的电压被提供作为内部电源电压。当外部电源电压小于或等于内部电源电压的额定值时，停用调节器电路并且直接由外部电源线提供内部电源电压。
[0007]图8示出公开于日本未审专利申请公布N0.2000-339042中的电压产生电路的配置。电压产生电路10p包括向其传输外部电源电压VCE的外部电源线10p、用于将内部电源电压Vcc提供至负载的内部电源线20p、将外部电源线1p作为内部端子并从输出端子输出作为内部电源电压Vcc的额定值的3.3V的调节器电路30p，以及电压开关晶体管50p，其根据节点Na的电压电平来激活并连接外部电源线1p和内部电源线20p。
[0008]调节器电路30p还包括输出控制端子CNT。当H电平信号输入至输出控制端子CNT时，停用调节器电路30p并且停止为输出端子OUT产生输出电压(3.3V)。因此，根据节点Na的电压电平来互补地激活调节器电路30p和电压开关晶体管50p之一。
[0009]电压产生电路10p还包括比较器40p，其用于根据外部电源电压VCE来确定Na的电压电平。比较器40p在外部电源电压VCE大于参考电压Vl时将H电平输出至节点Na。比较器40p由使用运算放大器的差分放大器电路等构成。参考电压Vl可以被设定为大于内部电源电压Vcc的额定值并小于外部电源电压的峰值的电压。在图6中，参考电压例如被设定为3.9V。电压产生电路10p还包括电容器Ci和Co，它们用于稳定外部电源线1p和内部电源线20p的电压。
[0010]在电压产生电路10p中，当外部电源电压VCE是3.3V( SVl: Vl或更小)时，外部电源线1p和内部电源线20p通过导通电压开关晶体管50p而连接在一起，同时停用调节器电路30p并停止由比较器40p通过将节点Na的电压降至L电平而产生输出电压。然后，当外部电源电压VCE是3.3V时，通过外部电源线I Op直接将内部电源电压提供给内部电源线20p。
[0011]另一方面，当外部电源电压VCE是5V(2 Vl:V1或更大)时，通过比较器40p将H电平输出至节点Na。这就激活了调节器电路30p的运行，而截止电压开关晶体管50p。因此，当外部电源电压VCE是5V时，阻断内部电源线20p以及外部电源线10p，并且将来自调节器电路30p的输出电压提供给内部电源线20p。
[0012]如上所述，以下配置能使电压产生电路10p稳定地提供内部电源电压，同时又能降低整个电路的功耗。该配置是在外部电源电压超过内部电源电压的额定值时，由调节器电路降低的电压被提供作为内部电源电压。当外部电源电压是内部电源电压的额定值时，停用调节器电路且直接从外部电源线提供内部电源电压。
[0013]但是，日本未审专利申请公布N0.2000-339042中公开的方法存在的问题在于来自调节器的输出电压很容易在降压调节器和直接从外部电源线提供内部电源电压的装置之间进行切换时发生波动。换言之，存在问题是外部电源电压中的波动会在调节器的输出电压中产生波动。原因在于例如，当外部电源电压VCE小于参考电压Vl时，调节器电路30p和电压开关晶体管50p根据节点Na的电压电平而互补地激活，由于电压开关晶体管50p截止直至调节器电路30p激活的过程中会产生时滞，并且因此使内部电源电压Vcc波动。
[0014]对于这个问题，日本未审专利申请公布N0.2000-339042中公开的技术包括作为调节器电路的输出外部部件的稳定电容，并且这能抑制输出电压中的波动。另一方面，作为输出外部部件的稳定电容的缺点例如是增加了装置成本，这是因为要在安装衬底和安装部件上预留出空间。
【发明内容】
[0015]近年来，越来越需要一种电源电路，该电源电路不需要作为外部部件的稳定电容。
[0016]本申请的发明者已经发现由外部电源电压中的波动造成的调节器的输出电压中的波动可通过控制调节器中包括的驱动元件得以抑制。
[0017]本发明的一个方面是一种电压产生电路，其经由输出端子将内部电源电压提供给内部电路并且包括调节器、第二驱动元件以及控制单元。调节器包括被布置在第一电源和输出端子之间的第一驱动元件，并且通过控制第一驱动元件将基于参考电压的电压提供给输出端子。第二驱动元件被布置在第一电源和输出端子之间并且在第二驱动元件处于激活状态时将第一电源电压提供给输出端子。控制单元在第一电源的电压小于或等于预先设定的检测电压值时控制第一驱动元件和第二驱动元件处于激活状态，并且在第一电源电压超过检测电压值时控制第二驱动元件处于非激活状态。在第二驱动元件处于激活状态的同时控制第一驱动元件处于激活状态。因此，当第一电源的电压超过检测电压值并且第二驱动元件转换到非激活状态时，电流可以经由第一驱动元件被提供给输出端子而无需直至第一驱动元件被激活的时间。这就抑制了在电压供应从第二驱动元件切换至调节器时提供给内部电路的电压中的波动。
[0018]本发明能抑制由外部电源电压中的波动造成的调节器的输出电压中的波动。
【附图说明】
[0019]从下文结合附图对某些实施例的说明将使本发明的上述和其他方面、优点和特征更加显而易见，在附图中:
[0020]图1是示出根据本发明第一实施例的电压产生电路的配置示例的示意图；
[0021]图2是示出根据本发明第一实施例的电压产生电路中包括的检测电路的配置示例的不意图；
[0022]图3是示出根据本发明第一实施例的电压产生电路的操作示例的时序图；
[0023]图4是示出根据本发明第二实施例的电压产生电路中包括的检测电路的配置示例的不意图；
[0024]图5是示出根据本发明第二实施例的电压产生电路的操作示例的时序图；
[0025]图6是示出根据本发明第三实施例的控制电路中包括的时序发生电路的配置示例的不意图；
[0026]图7是示出根据本发明第三实施例的电压产生电路的操作示例的时序图；以及
[0027]图8是示出日本未审专利申请公布N0.2000-339042中公开的电压产生电路的配置的示意图。
【具体实施方式】
[0028]以下参考【附图说明】本发明的实施例。出于清楚说明的目的，适当省略和简化以下说明和附图。各个附图中示出的包括了相同配置或功能的部件及其等同体由相同的附图标记表示并省略其说明。
[0029]第一实施例
[0030]第一实施例的配置
[0031]图1是示出根据本发明第一实施例的电压产生电路的配置示例的示意图。电压产生电路经由输出电压线(输出端子)5将内部电源电压提供给内部电路16，并且其包括调节器10、驱动元件(第二驱动元件)2以及控制电路(控制单元)13。内部电路16由输出电压线5提供的内部电源电压驱动。
[0032]调节器10包括布置在外部电源VDD(第一电源)3和输出电压线5之间的驱动元件(第一驱动元件)1，并且通过控制驱动元件I将基于参考电压(第一参考电压)6的电压提供给输出电压线5作为内部电源电压。
[0033]除上述驱动元件I外，调节器10还包括电阻元件7和8以及放大器电路17。
[0034]对于放大器电路17来说，其一个输出端子连接至参考电压6且另一输入端子连接至线15。放大器电路17放大参考电压6和线15的电压之间的电压差，并且将放大的电压输出至输出线11。线15连接在放大器电路17的另一输入端子与电阻元件7和8之间的位置之间。通过电阻元件7向线15提供与输出电压线5的电压成比例的电压。来自放大器电路17的输出线11的电压控制驱动元件I的栅极。
[0035]将小于内部电路16的内部电源电压的额定值的电压电平预先设定为参考电压6。
[0036]驱动元件2布置在外部电源VDD3和输出电压线5之间，并且在激活状态下将外部电源VDD 3的电压(以下也适当地称作“外部电源电压”)提供给输