阿莱效应消除电路和消除方法、差分放大器及线性稳压器技术

技术编号:2791843 阅读:354 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在电流镜电路的输入晶体管中,想要防止由阿莱效应生成的电流出现在电流镜电路的输出电流中。由于具有阿莱电压检测器(22),其具有与驱动器电路(21)相同的连接和结构,并且与驱动器电路(21)并联连接,所以检测到了流入阿莱电压检测器(22)的输入晶体管(Q9)的电流。阿莱电压检测器(22)的输出电流(电流IQ11)加到驱动器电路(21)的输入电流(电流IQ5)中。结果,在电流镜电路(25)的输入电流(电流IQ7)中,可以消除由于阿莱电压效应引起的电流α。同时,防止了由于阿莱电压效应在电流镜电路(25)的输入晶体管(Q5)中生成的电流α出现在电流镜电路(25)的输出电流(电流IQ8)中。

Early effect eliminating circuit differential amplifier and linear regulator, and elimination method

In the input transistor of the current mirror circuit, to prevent the current generated by early effects appear in the output current of the current mirror circuit. Because of the early voltage detector (22), and its driver circuit (21) connected with the same structure, and drive circuit (21) connected in parallel, so detected into the early voltage detector (22) of the input transistor (Q9) current. Early voltage detector (22) of the output current (IQ11 current) to drive circuit (21) input current (current IQ5). The results in the current mirror circuit (25) input current (current IQ7), can eliminate the effect caused by early voltage current alpha. At the same time, preventing the early voltage effect in the current mirror circuit (25) of the input transistor (Q5) current generated in a current mirror circuit (25) of the output current (current IQ8).

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阿莱效应消除电路和阿莱效应消除方法,更具体地,涉及能够防止由阿莱效应生成的电流出现在电流镜电路的输出电流中的电路和方法。
技术介绍
如果在流入电流镜电路的输入电流中包含由于阿莱效应(Earlyeffect)而引起的电流变化分量,则其效应将直接出现在电流镜电路的输出电流中。因此,作为在线性稳压器(linear regulator)系统的DC-DC变换器(converter)中使用的示例,解释了该电流镜电路。在膝上型以及其他便携式电器中,电池被用作电器的电源,但是电池电压通常随着放电的进行而下降,并且通过使用DC-DC变换器来试图稳定电池输出电压,以保持电器中所使用的电压恒定。在小输出电流容量的情形中,由于DC-DC变换器的物理尺寸或者扼流圈的成本方面的原因,常常使用线性稳压器。小容量的线性稳压器由单芯片半导体组成,并且其物理尺寸小、成本低。如果输入和输出电压比小,则线性稳压器的效率足以用于实际应用。具体地,在开关噪声必须被消除的声源电路等中,优选地使用线性稳压器。在本申请提交之前所研究的现有技术文献中,在本申请之前提交或公开的出版物、论文以及其他印刷文献中没有披露过涉及本申请的专利技术的信息。因此,本申请没有引用现有技术和文献信息。
技术实现思路
如果在流入电流镜电路的输入电流中包含由于阿莱效应引起的电流变化分量,则因为电流变化分量直接出现在电流镜电路的输出电流中,所以,这是一个问题。具体地,当电流镜电路被用在线性稳压器中作为声源电路时,可能在线性稳压器的输出电压中出现纹波噪声,并且声音质量可能恶化。为了防止从线性稳压器输出纹波噪声,通过在输出级中安装由线圈(或电阻)和电容器组成的滤波器,可以强制抑制纹波噪声。但是这种滤波器使用电容器等,并且安装面积大,导致增大了芯片尺寸。本专利技术被设计来解决
技术介绍
中的至少一个问题,因此本专利技术的目的是提供能够防止电流镜电路的输入晶体管中由于阿莱效应生成的电流出现在电流镜电路的输出电流中的阿莱效应消除电路和阿莱效应消除方法。本专利技术的目的还在于提供能够防止输入电压中的纹波噪声出现在输出电压中的DC-DC变换器的控制电路。为了达到上述目的,根据本专利技术第一方面的阿莱效应消除电路包括电流镜电路、用于向电流镜电路提供输入电流的第一输入晶体管、用于向电流镜电路提供消除电流的辅助电流镜电路,和用于向辅助电流镜电路提供消除电流的第二输入晶体管。阿莱效应消除电路包括电流镜电路。第一输入晶体管向电流镜电路提供输入电流。辅助电流镜电路向电流镜电路提供消除电流。第二输入晶体管向辅助电流镜电路提供消除电流。当在电流镜电路的电源电压等之中生成纹波电压时,在第一输入晶体管中生成由于阿莱电压效应而流动的电流。因此,输入电流包括由阿莱电压效应生成的电流。在第二输入晶体管中,也生成由于阿莱电压效应而流动的电流。从第二输入晶体管所提供的电流从辅助电流镜电路中流出作为消除电流。因此,消除电流包括由阿莱电压效应生成的电流。从辅助电流镜电路所提供的消除电流加到电流镜电路的输入电流中。进入电流镜电路的电流是输入电流减去消除电流。在相减时,消除了由阿莱电压效应引起的电流。结果,防止了在电流镜电路的第一输入晶体管中由于阿莱电压效应生成的电流出现在电流镜电路的输出中。因此,防止了由于阿莱效应引起的纹波噪声泄漏到电流镜电路的输出电流中。另外,根据本专利技术第一方面的阿莱效应消除方法包括向电流镜电路提供包含由阿莱电压效应生成的电流在内的输入电流的步骤、向电流镜电路提供包含由阿莱电压效应生成的电流在内的消除电流的步骤,以及向电流镜电路提供通过从输入电流中减去消除电流得到的电流的步骤。电流镜电路的输入电流包含由阿莱电压效应引起的电流。消除电流也包含由阿莱电压效应引起的电流。实际进入电流镜电路的电流是通过从输入电流中减去消除电流得到的。在相减时,消除了由阿莱电压效应引起的电流。结果,防止了由阿莱电压效应引起的电流分量(即,输入电流中包含的分量)出现在电流镜电路的输出中。本专利技术第二方面的差分放大器包括至少一个连接成二极管的晶体管作为有源负载元件,并具有差分输出端,并且还包括至少一个辅助差分放大器,所述辅助差分放大器具有电流镜电路作为有源负载元件,其中辅助差分放大器中的一对输入端连接到差分放大器的差分输入端,并且辅助差分放大器的输出端连接到差分放大器的至少一个差分输出端。差分放大器包含连接成二极管的晶体管和差分输出端。所述差分放大器包含至少一个被构成为具有电流镜电路的辅助差分放大器,其中辅助差分放大器的一对输入端分别连接到差分放大器的差分输入端,并且辅助差分放大器的输出端连接到差分放大器的差分输出端中的至少一个。差分放大器的每个输出电流包含由阿莱电压效应引起的电流分量。辅助差分放大器的每个输出电流也以与差分放大器的每个输出电流相对应的模式包含由阿莱电压效应引起的电流分量。当辅助差分放大器的输出端连接到至少一个差分输出端时,辅助差分放大器的输出电流与差分放大器的输出电流相合并。在合并时,消除了由阿莱电压效应引起的电流。结果,防止了由阿莱电压效应引起的电流分量出现在差分放大器的每个输出中。当结合附图阅读下面的详细描述时,本专利技术的上述以及其他目的和新颖特征将更全面地体现出来。然而,应该清楚地理解,附图只是用于说明的目的,而不是要定义本专利技术的界限。附图说明图1示出了根据原理图的阿莱效应消除电路1;图2示出了根据原理图的阿莱效应消除电路1a;图3示出了第一实施例中的线性稳压器20;图4示出了线性稳压器20中阿莱电压电流对输出电压Vo的影响;图5示出了第二实施例中的线性稳压器20a;并且图6示出了线性稳压器20n。具体实施例方式下面将参考图1至图6来具体解释阿莱效应消除电路、差分放大器、线性稳压器和阿莱效应消除方法的具体实施例。图1和图2中示出了本专利技术的原理图。图1示出了阿莱效应消除电路1。阿莱效应消除电路1包括电流镜电路2、辅助电流镜电路3以及输入晶体管PQ1和PQ2。电流镜电路2和辅助电流镜电路3在连接和配置方面相同。输入晶体管PQ1和PQ2在连接和配置方面相同。辅助电流镜3的输出端连接到电流镜电路2的输入端。辅助电流镜电路3与电流镜电路2并联连接。辅助电流镜电路3的输出电流添加到电流镜电路2的输入电流中。电流镜电路2流出输出电流Io。输入晶体管PQ1串联连接到电流镜电路2的二极管组件部分一侧。在该二极管组件部分中,下降了一定量的电压。当电流镜电路2的电源电压Vcc中产生了纹波电压时,因为在电流镜电路2的二极管组件部分中的电压下降量是固定的,所以纹波电压直接出现在输入晶体管PQ1的漏极端。结果,流入输入晶体管PQ1的电流IA由于阿莱效应而波动。假设由于阿莱效应而流入输入晶体管PQ1的电流分量是电流α,则流入晶体管PQ1的电流表示为(IA+α)。类似地,流入输入晶体管PQ2的电流IB由于阿莱效应而波动。这里,电流镜电路2和辅助电流镜电路3在电路配置上相同。在两个电流镜电路中,提供了相同的电源电压Vcc。因此,经由电流镜电路2施加在输入晶体管PQ1的电流路径端的电压与经由辅助电流镜电路3施加在输入晶体管PQ2的电流路径端的电压相同。此时,在输入晶体管PQ1和PQ2的漏极端出现的电源电压Vcc的纹波电压也相同。结果,由于阿莱效应而在输本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种阿莱效应消除电路,包括:电流镜电路;第一输入晶体管,用于向所述电流镜电路提供输入电流;辅助电流镜电路,用于向所述电流镜电路提供消除电流;和第二输入晶体管,用于向所述辅助电流镜电路提供所述消除电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:木崎贵洋安河内克之伊藤秀信
申请(专利权)人:富士通微电子株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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