线性稳压器制造技术

本发明专利技术公开了一种线性稳压器，包括：误差放大器，电压调整器件，反馈网络，加速启动电路。加速启动电路包括第一和第二部分电路和第一开关；第一和第二部分电路的电流分别为误差放大器的第一差分有源负载和尾电流的镜像电路并连接电流比较器，利用第一差分有源负载的电流在启动过程中会从逐渐变小到稳定值，而尾电流大小不变的特征，使二者镜像形成的电流比较器能够在启动过程中使第一开关导通并通过第一开关使电压调整器件的控制端电压迅速上升，从而提高启动速度；启动结束后第一开关关断从而不会对电压调整器件产生影响。本发明专利技术能提高启动速度且在启动结束后能使线性稳压器的性能得到维持。

Linear regulator

The invention discloses a linear voltage regulator, which comprises an error amplifier, a voltage regulating device, a feedback network and an acceleration starting circuit. Speed up circuit includes first and second parts of the circuit and the first switch current; the first and second parts of the circuit are respectively the first differential error amplifier with active load and tail current mirror circuit and connected with the first differential current comparator, current active load at the start of the process from gradually decreases to a stable value, and the tail current size invariant feature, enables the two to form a first mirror current comparator switch and the voltage control switch through the first end of the voltage adjusting device so that the rapid rise in the startup process, so as to improve the startup speed; starting after the end of the first switch, so as not to affect the voltage adjusting device. The invention can improve the starting speed and can maintain the performance of the linear voltage regulator after the start of the operation.

【技术实现步骤摘要】
线性稳压器
本专利技术涉及一种半导体集成电路，特别是涉及一种线性稳压器。
技术介绍
线性稳压器在集成电路中被广泛应用，如图1所示，是现有线性稳压器的电路图；现有线性稳压器包括误差放大器，电压调整器件和反馈网络。误差放大器包括由NMOS管MN1、MN2、MN3和MN4组成的放大器本体，且放大器本体为共源共栅的差分放大器结构，PMOS管MP1、MP2、MP3和MP4组成有源负载，NMOS管MN5组成尾电流源；偏置电压VB1连接到NMOS管MN5的栅极，偏置电压VB2连接到NMOS管MN2和MN4的栅极，偏置电压VB3连接到PMOS管MP2和MP4的栅极，偏置电压VB4连接到PMOS管MP1和MP3的栅极。电压调整器件由NMOS管MDRV组成，NMOS管MDRV的源极作为输出电压OUT的输出端，反馈网络由电阻R1和R2串联形成。NMOS管MN1的栅极接参考电压VREF，NMOS管MN2的栅极接由电阻R1和R2分压形成的反馈电压。现有线性稳压器通过反馈电压和参考电压的比较，调节NMOS管MDRV的开启大小，从而在输出电流变化时维持输出电压OUT的稳定。现有线性稳压器虽然能够实现稳定电压的输出，但是在上电时，会存在直流工作点的建立时间较慢问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种线性稳压器，能提高启动速度。为解决上述技术问题，本专利技术提供的线性稳压器包括：误差放大器，电压调整器件和反馈网络。所述误差放大器包括放大器本体、尾电流源和有源负载。所述放大器本体为差分结构且包括第一个差分电路和第二个差分电路，所述第一个差分电路的源端和所述第二个差分电路的源端都连接所述尾电流源，所述有源负载包括互为镜像的第一差分有源负载和第二差分有源负载，所述第一差分有源负载连接所述第一个差分电路的负载端，所述第二差分有源负载连接所述第二个差分电路的负载端；所述第一个差分电路的输入端连接参考电压，所述第二差分电路的输入端连接所述反馈网络输出的反馈电压；所述第二个差分电路的负载端还作为输出端输出第一控制信号到所述电压调整器件的控制端。所述线性稳压器还包括用于加速线性稳压器启动的加速启动电路，所述加速启动电路包括第一部分电路、第二部分电路和第一开关。所述第一部分电路为所述第一差分有源负载的镜像电路，所述第二部分电路为所述尾电流源的镜像电路，所述第一部分电路和所述第二部分电路相连接并组成电流比较器，所述电流比较器的输出端连接到所述第一开关的控制端。所述尾电流源的电流大小所述第一差分有源负载的电流和所述第二差分有源负载的电流的和；所述线性稳压器稳定时，所述第一差分有源负载的电流和所述第二差分有源负载的电流相等。所述线性稳压器启动过程中，所述第一差分有源负载的电流大于所述第二差分有源负载的电流，且所述第一差分有源负载的电流从等于所述尾电流源的电流的大小逐渐降低为稳定时的值，所述第一部分电路的电流变化方式和所述第一差分有源负载的电流变化方式一致，所述第二部分电路的电流保持不变且所述第二部分电路的电流大小设置为启动过程中所述第一部分电路的电流的最大值和最小值的中间值，使得启动开始阶段所述第二部分电路的电流大于所述第一部分电路的电流从而使所述电流比较器输出第一电压值；在启动结束后所述第二部分电路的电流小于所述第一部分电路的电流从而使所述电流比较器输出第二电压值。所述第一开关连接在电源电压和所述第一控制信号之间，当所述电流比较器输出所述第一电压值时，所述第一开关导通使所述第一控制信号连接所述电源电压从而使所述第一控制信号快速上升从而加速所述线性稳压器启动；当所述电流比较器输出所述第二电压值时，所述第一开关断开，从而使所述加速启动电路不对所述线性稳压器的输出产生影响。进一步的改进是，所述第一个差分电路和所述第二个差分电路都为共源共栅放大电路。进一步的改进是，所述第一个差分电路包括第一NMOS管和第二NMOS管，所述放大器本体的第二个差分电路包括第三NMOS管和第四NMOS管。所述第一NMOS管的源极和所述第三NMOS管的源极连接在一起作为所述放大器本体的两个差分电路的源端。所述第一NMOS管的漏极连接所述第二NMOS管的源极，所述第二NMOS管的漏极作为所述第一个差分电路的负载端。所述第三NMOS管的漏极连接所述第四NMOS管的源极，所述第四NMOS管的漏极作为所述第二个差分电路的负载端以及作为所述放大器本体的输出端。所述第一NMOS管的栅极作为所述第一个差分电路的输入端。所述第三NMOS管的栅极作为所述第二个差分电路的输入端。所述第二NMOS管的栅极连接所述第四NMOS管的栅极都接第二偏置电压。进一步的改进是，所述第一差分有源负载包括第一PMOS管和第二PMOS管，所述第二差分有源负载包括第三PMOS管和第四PMOS管。所述第一PMOS管的源极和所述第三PMOS管的源极都接电源电压。所述第一PMOS管的漏极连接所述第二PMOS管的源极，所述第三PMOS管的漏极连接所述第四PMOS管的源极。所述第一PMOS管的栅极、所述第三PMOS管的栅极和所述第二PMOS管的漏极都连接所述第二NMOS管的漏极。所述第四PMOS管的漏极连接所述第四NMOS管的漏极。所述第二PMOS管的栅极和所述第四PMOS管的栅极都连接第三偏置电压。进一步的改进是，所述尾电流源包括第五NMOS管，所述第五NMOS管的源极接地，所述第五NMOS管的漏极连接所述第一NMOS管的源极，所述第五NMOS管的栅极连接第一偏置电压。进一步的改进是，所述第一部分电路包括第五PMOS管和第六PMOS管，所述第五PMOS管的源极接电源电压，所述第五PMOS管的漏极连接所述第六PMOS管的源极，所述第五PMOS管的栅极连接所述第一PMOS管的栅极，所述第六PMOS管的栅极连接所述第二PMOS管的栅极，所述第六PMOS管的漏极连接所述第二部分电路。进一步的改进是，所述第二部分电路包括第六NMOS管和第七NMOS管，所述第六NMOS管的源极接地，所述第六NMOS管的栅极和所述第五NMOS管的栅极连接。所述第七NMOS管的源极连接所述第六NMOS管的漏极，所述第七NMOS管的栅极和所述第一NMOS管的栅极连接。所述第七NMOS管的漏极连接所述第一部分电路。进一步的改进是，所述电压调整器件包括第八NMOS管，所述第八NMOS管的漏极连接电源电压，所述第八NMOS管的栅极连接所述第四NMOS管的漏极，所述第八NMOS管的源极作为所述线性稳压器的输出端。进一步的改进是，所述反馈网络由串联在所述线性稳压器的输出端和地之间的电阻串组成。进一步的改进是，所述第一开关由第九NMOS管组成，所述第九NMOS管的栅极为所述第一开关的控制端，所述第九NMOS管的漏极连接电源电压，所述第九NMOS管的源极连接所述第一控制信号。进一步的改进是，所述第一部分电路的电流等于所述第一差分有源负载的电流。进一步的改进是，所述第二部分电路的电流和所述尾电流源的电流的大小比值为3：4。本专利技术的加速启动电路能在上电过程中，利用第一差分有源负载的电流会从等于尾电流源的电流的大小逐渐降低为稳定时的值的特征，将镜像第一差分有源负载的电流镜像到第一部分电路中，从而使得第一部分电路的电流在上电过程中也会随在第一差分有源负载的电流而变化，这样通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性稳压器，其特征在于，包括：误差放大器，电压调整器件和反馈网络；所述误差放大器包括放大器本体、尾电流源和有源负载；所述放大器本体为差分结构且包括第一个差分电路和第二个差分电路，所述第一个差分电路的源端和所述第二个差分电路的源端都连接所述尾电流源，所述有源负载包括互为镜像的第一差分有源负载和第二差分有源负载，所述第一差分有源负载连接所述第一个差分电路的负载端，所述第二差分有源负载连接所述第二个差分电路的负载端；所述第一个差分电路的输入端连接参考电压，所述第二差分电路的输入端连接所述反馈网络输出的反馈电压；所述第二个差分电路的负载端还作为输出端输出第一控制信号到所述电压调整器件的控制端；线性稳压器还包括用于加速线性稳压器启动的加速启动电路，所述加速启动电路包括第一部分电路、第二部分电路和第一开关；所述第一部分电路为所述第一差分有源负载的镜像电路，所述第二部分电路为所述尾电流源的镜像电路，所述第一部分电路和所述第二部分电路相连接并组成电流比较器，所述电流比较器的输出端连接到所述第一开关的控制端；所述尾电流源的电流大小所述第一差分有源负载的电流和所述第二差分有源负载的电流的和；所述线性稳压器稳定时，所述第一差分有源负载的电流和所述第二差分有源负载的电流相等；所述线性稳压器启动过程中，所述第一差分有源负载的电流大于所述第二差分有源负载的电流，且所述第一差分有源负载的电流从等于所述尾电流源的电流的大小逐渐降低为稳定时的值，所述第一部分电路的电流变化方式和所述第一差分有源负载的电流变化方式一致，所述第二部分电路的电流保持不变且所述第二部分电路的电流大小设置为启动过程中所述第一部分电路的电流的最大值和最小值的中间值，使得启动开始阶段所述第二部分电路的电流大于所述第一部分电路的电流从而使所述电流比较器输出第一电压值；在启动结束后所述第二部分电路的电流小于所述第一部分电路的电流从而使所述电流比较器输出第二电压值；所述第一开关连接在电源电压和所述第一控制信号之间，当所述电流比较器输出所述第一电压值时，所述第一开关导通使所述第一控制信号连接所述电源电压从而使所述第一控制信号快速上升从而加速所述线性稳压器启动；当所述电流比较器输出所述第二电压值时，所述第一开关断开，从而使所述加速启动电路不对所述线性稳压器的输出产生影响。...

【技术特征摘要】
1.一种线性稳压器，其特征在于，包括：误差放大器，电压调整器件和反馈网络；所述误差放大器包括放大器本体、尾电流源和有源负载；所述放大器本体为差分结构且包括第一个差分电路和第二个差分电路，所述第一个差分电路的源端和所述第二个差分电路的源端都连接所述尾电流源，所述有源负载包括互为镜像的第一差分有源负载和第二差分有源负载，所述第一差分有源负载连接所述第一个差分电路的负载端，所述第二差分有源负载连接所述第二个差分电路的负载端；所述第一个差分电路的输入端连接参考电压，所述第二差分电路的输入端连接所述反馈网络输出的反馈电压；所述第二个差分电路的负载端还作为输出端输出第一控制信号到所述电压调整器件的控制端；线性稳压器还包括用于加速线性稳压器启动的加速启动电路，所述加速启动电路包括第一部分电路、第二部分电路和第一开关；所述第一部分电路为所述第一差分有源负载的镜像电路，所述第二部分电路为所述尾电流源的镜像电路，所述第一部分电路和所述第二部分电路相连接并组成电流比较器，所述电流比较器的输出端连接到所述第一开关的控制端；所述尾电流源的电流大小所述第一差分有源负载的电流和所述第二差分有源负载的电流的和；所述线性稳压器稳定时，所述第一差分有源负载的电流和所述第二差分有源负载的电流相等；所述线性稳压器启动过程中，所述第一差分有源负载的电流大于所述第二差分有源负载的电流，且所述第一差分有源负载的电流从等于所述尾电流源的电流的大小逐渐降低为稳定时的值，所述第一部分电路的电流变化方式和所述第一差分有源负载的电流变化方式一致，所述第二部分电路的电流保持不变且所述第二部分电路的电流大小设置为启动过程中所述第一部分电路的电流的最大值和最小值的中间值，使得启动开始阶段所述第二部分电路的电流大于所述第一部分电路的电流从而使所述电流比较器输出第一电压值；在启动结束后所述第二部分电路的电流小于所述第一部分电路的电流从而使所述电流比较器输出第二电压值；所述第一开关连接在电源电压和所述第一控制信号之间，当所述电流比较器输出所述第一电压值时，所述第一开关导通使所述第一控制信号连接所述电源电压从而使所述第一控制信号快速上升从而加速所述线性稳压器启动；当所述电流比较器输出所述第二电压值时，所述第一开关断开，从而使所述加速启动电路不对所述线性稳压器的输出产生影响。2.如权利要求1所述的线性稳压器，其特征在于：所述第一个差分电路和所述第二个差分电路都为共源共栅放大电路。3.如权利要求2所述的线性稳压器，其特征在于：所述第一个差分电路包括第一NMOS管和第二NMOS管，所述放大器本体的第二个差分电路包括第三NMOS管和第四NMOS管；所述第一NMOS管的源极和所述第三NMOS管的源极连接在一起作为所述放大器本体的两个差分电路的源端；所述第一NMOS管的漏极连接所述第二NMOS管的源极，所述第二NMOS管的漏极作为所述第一个差分电路的负载端；所述第三NMOS管的漏极连接所述第四NMOS管的源极，所述第四NM...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵博闻，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31