生成输出电压的电路及低压降稳压器的输出电压的设置方法技术

本发明专利技术提供一种生成输出电压的电路以及低压降稳压器的输出电压的设置方法。将电流源配置为生成参考电流，并且误差放大器具有第一输入、第二输入和单端输出。第一输入连接至参考电压，并且第二输入通过反馈电阻器连接至电路的输出节点。传输晶体管的控制电极连接至误差放大器的单端输出，传输晶体管的第一电极连接至电源电压，以及传输晶体管的第二电极连接至电路的输出节点。电流镜的第一支路连接至电流源，电流镜的第二支路连接至反馈电阻器的第二端。输出节点提供电路的输出电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及半导体
，更具体地涉及半导体器件。
技术介绍
稳压器被用来提供不受负载电阻、输入电压变化、温度和时间影响的稳定的电源电压。低压降(LDO)稳压器是提供低压降(即，小输入输出差分电压)的一种稳压器，因此使LDO稳压器维持调节为具有输入电压和输出电压之间的小的差异。在多种应用中LDO稳压器用于为电子器件供电。例如，通常在电池供电的消费类电子设备中使用LDO稳压器。因此，例如，在诸如智能手机的移动设备中使用LDO稳压器，以从电池电源给移动设备的多种组件提供调节电压。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本专利技术的一方面，提供了一种用于生成输出电压的电路，所述电路包括：电流源，被配置为生成参考电流；误差放大器，具有第一输入、第二输入和单端输出，其中，所述第一输入连接至参考电压，并且所述第二输入通过反馈电阻器连接至所述电路的输出节点，所述反馈电阻器包括连接至所述输出节点的第一端，和连接至所述第二输入的第二端；传输晶体管，包括连接至所述误差放大器的单端输出的控制电极，连接至电源电压的第一电极，以及连接至所述电路的输出节点的第二电极；电流镜的第一支路，连接至所述电流源，所述参考电流流经所述第一支路；以及所述电流镜的第二支路，连接至所述反馈电阻器的第二端，其中，流经所述第二支路以及所述反馈电阻器的第一端和第二端的输出电流基于：(i)流经所述第一支路的所述参考电流，以及(ii)所述电流镜的镜像比率，其中，所述输出节点提供所述电路的输出电
压。在该电路中，所述输出电压为：VOUT＝VREF+(RFB*IOUT)，其中，VOUT是所述输出电压，VREF是所述参考电压，RFB是所述反馈电阻器的电阻，以及IOUT是所述输出电流。在该电路中，所述输出电压基于所述电流镜的镜像比率，所述镜像比率是流经所述第一支路的电流和流经所述第二支路的电流之间的比率。在该电路中，所述电流镜的第一支路或第二支路的一个或多个参数是可调的，并且调节所述一个或多个参数可改变所述镜像比率和所述电路的输出电压。在该电路中，所述电流镜包括：开关，被配置为调节所述电流镜的镜像比率，其中，断开所述开关使所述电流镜具有第一镜像比率，并且闭合所述开关使所述电流镜具有第二镜像比率，断开和闭合所述开关使所述电路的输出电压改变。在该电路中，所述电流镜的第一支路包括一个或多个第一晶体管；以及其中，所述电流镜的第二支路包括一个或多个第二晶体管，所述镜像比率基于：(i)所述第一支路和所述第二支路所包括的晶体管的结构尺寸，以及(ii)所述第一支路和所述第二支路中的每一个所包括的所述晶体管的数量。在该电路中，所述电流源包括：参考电阻器，具有电阻RREF，其中，所述参考电流与所述电阻RREF成反比，并且所述电阻RREF跟踪所述反馈电阻器的电阻RFB的变化，所述电阻RREF随着所述电阻RFB的增大而增大，并且所述电阻RREF随着所述电阻RFB的减小而减小。在该电路中，所述反馈电阻器和所述参考电阻器由单个衬底上的相同材料形成，使得在工艺、电压和温度(PVT)变化的情况下，所述反馈电阻器和所述参考电阻器具有相似的电气特性。在该电路中，所述参考电流跟踪所述反馈电阻器的电阻RFB的变化，所述参考电流随着所述电阻RFB的减小而增大，并且所述参考电流随着所述电阻RFB的增大而减小。在该电路中，所述电流源包括：参考电阻器，具有电阻RREF，其中，
所述参考电流与所述电阻RREF成反比，并且所述电阻RREF跟踪所述反馈电阻器的电阻RFB的变化，所述电阻RREF随着所述电阻RFB的增大而增大，并且所述电阻RREF随着所述电阻RFB的减小而减小，以及其中，基于所述电阻RREF的变化，所述参考电流跟踪所述电阻RFB的变化。在该电路中，所述电路中的工艺、电压或温度的变化导致了所述反馈电阻器的电阻RFB的变化。在该电路中，所述电路的输出电压为：VOUT＝VREF+(RFB*α*IREF)，其中，VOUT是所述输出电压，VREF是所述参考电压，α是基于所述镜像比率的常数，以及IREF是所述参考电流，其中，所述参考电流跟踪所述电阻RFB的变化，使得不管所述电路中的工艺、电压或温度如何变化，所述输出电压基本不变。在该电路中，所述电流源是电流模式带隙基准电路。在该电路中，所述电路包括：电压模式带隙基准电路，被配置为生成所述参考电压。在该电路中，所述电流镜的所述第一支路包括：第一NMOS晶体管，具有连接至所述电流源的漏极端，和连接至偏压的栅极端；和第二NMOS晶体管，具有连接至所述第一NMOS晶体管的源极端的漏极端，和连接至接地参考电压的源极端；其中，所述电流镜的所述第二支路包括：第三NMOS晶体管，具有连接至所述反馈电阻器的第二端的漏极端，和连接至所述偏压的栅极端；第四NMOS晶体管，具有连接至所述第三NMOS晶体管的源极端的漏极端，连接至所述第二NMOS晶体管的栅极端的栅极端，以及连接至所述接地参考电压的源极端；第五NMOS晶体管，具有连接至所述反馈电阻器的第二端的漏极端，和连接至所述偏压的栅极端；和第六NMOS晶体管，具有连接至所述第五NMOS晶体管的源极端的漏极端，连接至所述第二NMOS晶体管的栅极端的栅极端，以及通过开关连接至所述接地参考电压的源极端。在该电路中，所述电流源包括：互补金属氧化物半导体(CMOS)运算放大器，包括第一输入、第二输入和单端输出；第一电阻器，具有连接至接地参考电压的第一端，和连接至所述CMOS运算放大器的第一输入的
第二端；第二电阻器，具有连接至所述接地参考电压的第一端，和连接至所述CMOS运算放大器的第二输入的第二端；第一双极结型晶体管，具有连接至所述CMOS运算放大器的第一输入的发射极端，连接至所述接地参考电压的集电极端，以及连接至所述第一双极结型晶体管的集电极端的基极端；第二双极型晶体管，具有连接至所述接地参考电压的集电极端，和连接至所述第二双极型晶体管的所述集电极端的基极端；第三电阻器，具有连接至所述第二双极型晶体管的发射极端的第一端，和连接至所述CMOS运算放大器的第二输入的第二端；第一PMOS晶体管，包括连接至所述电源电压的源极端，连接至所述CMOS运算放大器的第一输入的漏极端，以及连接至所述CMOS运算放大器的单端输出的栅极端；第二PMOS晶体管，包括连接至所述电源电压的源极端，连接至所述CMOS运算放大器的第二输入的漏极端，以及连接至所述CMOS运算放大器的单端输出的栅极端；第三PMOS晶体管，包括连接至所述电源电压的源极端，和连接至所述第二PMOS晶体管的栅极端的栅极端；参考电阻器，具有连接至所述第三PMOS晶体管的漏极端的第一端，和连接至所述接地参考电压的第二端；以及第四PMOS晶体管，包括连接至所述电源电压的源极端，连接至所述第三PMOS晶体管的栅极端的栅极端，以及连接至所述电流镜的第一支路的漏极端。在该电路中，所述电流源包括：互补金属氧化物半导体(CMOS)运算放大器，包括第一输入、第二输入和单端输出，其中，所述CMOS运算放大器的第一输入连接至所述参考电压；第一PMOS晶体管，具有连接至所述电源电压的源极端，和连接至所述CMOS运算放大器的单端输出的栅极端；第一电阻器，具有连接至所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成输出电压的电路，所述电路包括：电流源，被配置为生成参考电流；误差放大器，具有第一输入、第二输入和单端输出，其中，所述第一输入连接至参考电压，并且所述第二输入通过反馈电阻器连接至所述电路的输出节点，所述反馈电阻器包括连接至所述输出节点的第一端，和连接至所述第二输入的第二端；传输晶体管，包括连接至所述误差放大器的单端输出的控制电极，连接至电源电压的第一电极，以及连接至所述电路的输出节点的第二电极；电流镜的第一支路，连接至所述电流源，所述参考电流流经所述第一支路；以及所述电流镜的第二支路，连接至所述反馈电阻器的第二端，其中，流经所述第二支路以及所述反馈电阻器的第一端和第二端的输出电流基于：(i)流经所述第一支路的所述参考电流，以及(ii)所述电流镜的镜像比率，其中，所述输出节点提供所述电路的输出电压。

【技术特征摘要】
2015.01.20 US 14/600,0761.一种用于生成输出电压的电路，所述电路包括：电流源，被配置为生成参考电流；误差放大器，具有第一输入、第二输入和单端输出，其中，所述第一输入连接至参考电压，并且所述第二输入通过反馈电阻器连接至所述电路的输出节点，所述反馈电阻器包括连接至所述输出节点的第一端，和连接至所述第二输入的第二端；传输晶体管，包括连接至所述误差放大器的单端输出的控制电极，连接至电源电压的第一电极，以及连接至所述电路的输出节点的第二电极；电流镜的第一支路，连接至所述电流源，所述参考电流流经所述第一支路；以及所述电流镜的第二支路，连接至所述反馈电阻器的第二端，其中，流经所述第二支路以及所述反馈电阻器的第一端和第二端的输出电流基于：(i)流经所述第一支路的所述参考电流，以及(ii)所述电流镜的镜像比率，其中，所述输出节点提供所述电路的输出电压。2.根据权利要求1所述的电路，其中，所述输出电压为：VOUT＝VREF+(RFB*IOUT)，其中，VOUT是所述输出电压，VREF是所述参考电压，RFB是所述反馈电阻器的电阻，以及IOUT是所述输出电流。3.根据权利要求1所述的电路，其中，所述输出电压基于所述电流镜的镜像比率，所述镜像比率是流经所述第一支路的电流和流经所述第二支路的电流之间的比率。4.根据权利要求3所述的电路，其中，所述电流镜的第一支路或第二支路的一个或多个参数是可调的，并且调节所述一个或多个参数可改变所述镜像比率和所述电路的输出电压。5.根据权利要求3所述的电路，其中，所述电流镜包括：开关，被配置为调节所述电流镜的镜像比率，其中，断开所述开关使
\t所述电流镜具有第一镜像比率，并且闭合所述开关使所述电流镜具有第二镜像比率，断开和闭合所述开关使所述电路的输出电压改变。6.根据权利要求1所述的电路，其中，所述电流镜的第一支路包括一个或多个第一晶体管；以及其中，所述电流镜的第二支路包括一个或多个第二晶体管，所述镜像比率基于：(i)所述第一支路和所述第二支路所包括的晶体管的结构尺寸，以及(ii)所述第一支路和所述第二支路中的每一个所包括的所述晶体管的数量。7.根据权利要求1所述的电路，其中，所述电流源包括：参考电阻器，具有电阻RREF，其中，所述参考电流与所述电阻RRE...

【专利技术属性】
技术研发人员：严振伦，李谷桓，陈中杰，郭政雄，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71