一种线性低压差恒流源电路及共源极放大器制造技术

本申请提供了一种线性低压差恒流源电路及共源极放大器，线性低压差恒流源电路包括：第一级误差放大器、第二级共源极放大器、第三级源极跟随器以及输出电流反馈电路，第一级误差放大器，同相输入端接入输出电流的反馈量，反相输入端接入参考电压；第二级共源极放大器，包括：第一MOSFET、恒流源以及第二电容；输出电流反馈电路，包括：第二MOSFET以及电流变换器；电流变换器的输出端与第一级误差放大器的同相输入端相连，第二输出端与输出电压相连；第三级源极跟随器，栅极与第二MOSFET的栅极相连，源极与负载的输出电压相连，漏极接入输入电压。可以有效降低电路的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种线性低压差恒流源电路及共源极放大器
本申请涉及频率补偿
，具体而言，涉及一种线性低压差恒流源电路及共源极放大器。
技术介绍
低压差线性恒流源电路广泛应用于锂电池充电及管理系统中，图1为现有低压差线性恒流源电路结构示意图，如图1所示，该低压差线性恒流源电路包括：第一级误差放大器11、第二级共源极放大器12、第三级源极跟随器13以及输出电流反馈电路14，其中，第一级误差放大器11，用于将输出电流反馈电路14的输出电流的反馈量与参考电压(Vref)进行比较并且放大；其中，输出电流的反馈量为电压，第一级误差放大器11为一比较器或运放器，第一级误差放大器11的同相输入端接入输出电流的反馈量，反相输入端接入参考电压。第二级共源极放大器12，包括：第一金氧半场效晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor)121、恒流源122、第一电容(C1)123以及缓冲器124；第一MOSFET121的栅极分别与第一级误差放大器11的输出端以及第一电容123的一端相连，源极接地，漏极分别与恒流源122的输出端以及缓冲器124的输出端相连；第一电容123的另一端与缓冲器124的输入端相连；通过在第一MOSFET121的栅极、漏极两端并联第一电容123以进行Miller频率补偿，且如果第一电容123带来的右半平面零点影响系统稳定性，可以再串联一单位增益的缓冲器124。恒流源122的输入端接收比输出电压高预设电压阈值的电压；输出电流反馈电路13，包括：第二MOSFET131以及电流变换器132，其中，第二MOSFET131的栅极与第一MOSFET121的漏极相连，漏极接入输入电压，源极与电流变换器132的输入端相连；电流变换器132的第一输出端与第一级误差放大器11的同相输入端相连，第二输出端与负载(Vout)相连；输出电流反馈电路用于对输出电流进行采样，并按照一定比例转换为反馈电压。第三级源极跟随器14，包括第三MOSFET，第三MOSFET的栅极与第二MOSFET121的栅极相连，源极与负载相连，漏极接入输入电压(Vin)，其中，第三MOSFET为N型MOSFET，形成源极跟随器。但该低压差线性恒流源电路，若需要保持较低的功耗，需要第一电容的电容值较高，而较高的电容值又会使得第一电容的芯片面积较大，从而增大了低压差线性恒流源电路的体积，增大了成本。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种低压差线性恒流源电路及共源极放大器，用于解决现有技术中低压差线性恒流源电路保持较低的功耗需要较大的芯片面积导致的成本上升的问题。第一方面，本申请实施例提供了一种线性低压差恒流源电路，包括：第一级误差放大器、第二级共源极放大器、第三级源极跟随器以及输出电流反馈电路，其中，第一级误差放大器，同相输入端接入输出电流的反馈量，反相输入端接入参考电压；第二级共源极放大器，包括：第一金氧半场效晶体管MOSFET、恒流源以及第二电容；第一MOSFET的栅极分别与第一级误差放大器的输出端以及第二电容的一端相连，源极接地，漏极与恒流源的输出端相连；第二电容的另一端与第一级误差放大器的同相输入端相连；恒流源的输入端接入比输出电压高预设电压阈值的电压；输出电流反馈电路，包括：第二MOSFET以及电流变换器，其中，第二MOSFET的栅极与第一MOSFET的漏极相连，漏极接入输入电压，源极与电流变换器的第一输入端相连；电流变换器的输出端与第一级误差放大器的同相输入端相连，第二输出端与输出电压相连；第三级源极跟随器，包括第三MOSFET，第三MOSFET的栅极与第二MOSFET的栅极相连，源极与负载的输出电压相连，漏极接入输入电压。可选地，还包括：缓冲器，输入端与第二电容的另一端相连，输出端与第一级误差放大器的同相输入端相连。可选地，所述缓冲器包括：源极跟随器、运算放大器。可选地，所述第一级误差放大器包括：比较器、运放器。可选地，所述第三MOSFET为N型MOSFET。可选地，所述低压差线性恒流源电路的零点大小为：式中，z为零点大小；gm1为第一级误差放大器的跨导；c2为第二电容的电容值。可选地，所述低压差线性恒流源电路的增益带宽积为：式中，GBW1为增益带宽积；gm2为第二级共源极放大器的跨导；gmp为第三级源极跟随器的跨导；rfb为输出电流反馈电路的等效阻抗；co2为第二级共源极放大器的输出电容。可选地，所述零点大小小于所述增益带宽积的1/2。第二方面，本申请实施例提供了一种共源极放大器，应用于线性低压差恒流源电路，包括：金氧半场效晶体管MOSFET、恒流源以及电容；MOSFET的栅极与电容的一端相连，源极接地，漏极与恒流源的输出端相连；电容的另一端与所述线性低压差恒流源电路的第一级误差放大器的同相输入端相连；恒流源的输入端接入比所述线性低压差恒流源电路的输出电压高预设电压阈值的电压。可选地，还包括：缓冲器，输入端与第二电容的另一端相连，输出端与所述线性低压差恒流源电路的第一级误差放大器的同相输入端相连。本申请实施例提供的一种线性低压差恒流源电路及共源极放大器，线性低压差恒流源电路包括：第一级误差放大器、第二级共源极放大器、第三级源极跟随器以及输出电流反馈电路，其中，第一级误差放大器，同相输入端接入输出电流的反馈量，反相输入端接入参考电压；第二级共源极放大器，包括：第一金氧半场效晶体管MOSFET、恒流源以及第二电容；第一MOSFET的栅极分别与第一级误差放大器的输出端以及第二电容的一端相连，源极接地，漏极与恒流源的输出端相连；第二电容的另一端与第一级误差放大器的同相输入端相连；恒流源的输入端接入比输出电压高预设电压阈值的电压；输出电流反馈电路，包括：第二MOSFET以及电流变换器，其中，第二MOSFET的栅极与第一MOSFET的漏极相连，漏极接入输入电压，源极与电流变换器的第一输入端相连；电流变换器的输出端与第一级误差放大器的同相输入端相连，第二输出端与输出电压相连；第三级源极跟随器，包括第三MOSFET，第三MOSFET的栅极与第二MOSFET的栅极相连，源极与负载的输出电压相连，漏极接入输入电压。这样，将在第一MOSFET的栅极和漏极之间接入第一电容的连接方式，改变为在第一MOSFET的栅极和第一级误差放大器的同相输入端之间接入第二电容的连接方式，可以同时满足低功耗和低成本的要求，有效减少了芯片的面积，从而降低了低压差线性恒流源电路的成本。为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为现有低压差线性恒流源电路结构示意图；图2为本申请实施例提供的低压差线性恒流源电路结构示意图；图3为基于图1的低压差线性恒流源电路的小信号等效模型示意图；图4为基于图3的简化示意图；图5为基于图4的简化示意图；图6为本申请实施例基于图2的低压差线性恒流源电路的小信号等效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性低压差恒流源电路，其特征在于，该线性低压差恒流源电路包括：第一级误差放大器、第二级共源极放大器、第三级源极跟随器以及输出电流反馈电路，其中，第一级误差放大器，同相输入端接入输出电流的反馈量，反相输入端接入参考电压；第二级共源极放大器，包括：第一金氧半场效晶体管MOSFET、恒流源以及第二电容；第一MOSFET的栅极分别与第一级误差放大器的输出端以及第二电容的一端相连，源极接地，漏极与恒流源的输出端相连；第二电容的另一端与第一级误差放大器的同相输入端相连；恒流源的输入端接入比输出电压高预设电压阈值的电压；输出电流反馈电路，包括：第二MOSFET以及电流变换器，其中，第二MOSFET的栅极与第一MOSFET的漏极相连，漏极接入输入电压，源极与电流变换器的第一输入端相连；电流变换器的输出端与第一级误差放大器的同相输入端相连，第二输出端与输出电压相连；第三级源极跟随器，包括第三MOSFET，第三MOSFET的栅极与第二MOSFET的栅极相连，源极与负载的输出电压相连，漏极接入输入电压。

【技术特征摘要】
1.一种线性低压差恒流源电路，其特征在于，该线性低压差恒流源电路包括：第一级误差放大器、第二级共源极放大器、第三级源极跟随器以及输出电流反馈电路，其中，第一级误差放大器，同相输入端接入输出电流的反馈量，反相输入端接入参考电压；第二级共源极放大器，包括：第一金氧半场效晶体管MOSFET、恒流源以及第二电容；第一MOSFET的栅极分别与第一级误差放大器的输出端以及第二电容的一端相连，源极接地，漏极与恒流源的输出端相连；第二电容的另一端与第一级误差放大器的同相输入端相连；恒流源的输入端接入比输出电压高预设电压阈值的电压；输出电流反馈电路，包括：第二MOSFET以及电流变换器，其中，第二MOSFET的栅极与第一MOSFET的漏极相连，漏极接入输入电压，源极与电流变换器的第一输入端相连；电流变换器的输出端与第一级误差放大器的同相输入端相连，第二输出端与输出电压相连；第三级源极跟随器，包括第三MOSFET，第三MOSFET的栅极与第二MOSFET的栅极相连，源极与负载的输出电压相连，漏极接入输入电压。2.如权利要求1所述的线性低压差恒流源电路，其特征在于，还包括：缓冲器，输入端与第二电容的另一端相连，输出端与第一级误差放大器的同相输入端相连。3.如权利要求2所述的线性低压差恒流源电路，其特征在于，所述缓冲器包括：源极跟随器、运算放大器。4.如权利要求1所述的线性低压差恒流源电路，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭越勇，
申请(专利权)人：美芯晟科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11