控制电压的器件、供电电路及电路系统技术方案

本实用新型专利技术公开了控制电压的器件、供电电路及电路系统，其中，一器件，包括耗尽型MOSFET核，所述MOSFET核包括漏极D、栅极G、源极S；所述漏极D构成器件上用于与供电第一端连接的第一供电引脚a，栅极G构成器件上用于与供电第二端及负载第二端进行连接的第二供电引脚b，所述源极S构成器件上用于与负载连接的负载引脚c。本实用新型专利技术克服了传统供电电路缺点，简化了电路结构，节省了元器件，降低成本，提升了性能。

Control voltage devices, power supply circuits and circuit systems

The utility model discloses a device, a power supply circuit and a circuit system for controlling voltage, wherein, a device includes a depletion type MOSFET core, the MOSFET core includes a drain D, a gate g and a source s; the drain D constitutes a first power supply pin a on the device for connecting with the first end of the power supply, and the gate g constitutes a second power supply on the device for connecting with the second end of the power supply and the second end of the load Electric pin B, and the source s constitutes the load pin C on the device for connecting with the load. The utility model overcomes the disadvantages of the traditional power supply circuit, simplifies the circuit structure, saves the components, reduces the cost and improves the performance.

【技术实现步骤摘要】
控制电压的器件、供电电路及电路系统
本技术涉及电子
，尤其是涉及器件、供电电路以及相应的芯片电路系统。
技术介绍
传统的芯片供电电路是利用电阻R进行限流，用稳压二极管进行稳压。如图1所示，在供电区I电阻R与稳压二极管DZ串联后两端分别连接到高电位端1（例如，其可以是直接连接的电源正极，或相当于电源并提供电能的电路中的正极）、低电位端2（例如，其可以是直接连接的电源负极，或相当于电源并提供电能的电路中的负极；图中所示，所述负极为电路公共端，该公共端接地（连接电路系统的GND端））。在负载区Ⅱ的芯片5（负载）的GND脚与低电位端2连接（接地的电路公共端），芯片5的VCC脚（电源引脚）连接到电阻R与稳压二极管之间。此时，VCC脚的电压即为稳压二极管的反向击穿电压。采用上述技术方案当电路中出现浪涌电流时，电阻也能够对浪涌电流起到一定的抑制作用。但是此种方法有一定的缺陷。若电路中的浪涌电流过大烧坏了电阻，电路将无法再继续对芯片进行供电，从而芯片将停止工作。而且，上述技术方案需要至少2个元器件（电阻和稳压二极管），电路的复杂度、功耗和焊接安装效率相对较低。
技术实现思路
针对上述不足，本技术的目的是提供一种新的保证输出电压稳定的方法，以及器件。尤其是，性能更为优越的稳压器件；进一步地，提高利用所示稳压器件实现的供电电路，以及，芯片电路系统。本技术包括：一器件，包括耗尽型MOSFET核，所述MOSFET核包括漏极D、栅极G、源极S；所述漏极D构成器件上用于与供电第一端连接的第一供电引脚a，栅极G构成器件上用于与供电第二端及负载第二端进行连接的第二供电引脚b，所述源极S构成器件上用于与负载连接的负载引脚c。优选地，所述耗尽型MOSFET核为N沟道耗尽型MOSFET核，所述供电第一端为高电位端，所述供电第二端为低电位端，所述负载引脚c电位高于所述第二供电引脚b的电位。优选地，所述耗尽型MOSFET核工作于亚阈状态。优选地，所述负载的工作电压绝对值小于并接近所述耗尽型MOSFET的阈值电压绝对值。优选地，阈值电压绝对值×（1-20%）≤负载工作电压绝对值≤阈值电压绝对值。优选地，阈值电压绝对值×（1-5%）≤负载工作电压绝对值≤阈值电压绝对值。优选地，所述的亚阈状态限定标准为：所述器件上的电压变化比>0.5%；优选为，电压变化比≥1%，更进一步地，电压变化比≥10%。优选地，根据电路参数需要，选择恰当的值作为稳压值。优选地，所述负载的工作电压绝对值最低工作电压≤阈值电压绝对值≤负载的限制电压绝对值，或，阈值电压绝对值=负载的限制电压绝对值。供电电路，包括来自供电侧的供电第一端、供电第二端，技术进一步包括如上所述的器件；所述器件的第一供电引脚a连接到供电第一端、第二供电引脚b连接到供电第二端并与负载第二端连接；负载引脚c用于直接连接负载第一端，并向所述负载提供相对于第二供电引脚b的正向电压。供电电路，包括来自供电侧的高电位端、低电位端，技术进一步包括如上所述的器件；所述器件的第一供电引脚a连接到高电位端、第二供电引脚b连接到低电位端并与负载第二端连接；对负载提供高电位的负载引脚c用于直接连接负载第一端，并向所述负载提供相对于第二供电引脚b的正向电压。电路系统，包括供电区和与所述供电区连接的负载区，所述供电区包括至少一供电电路，所述负载区包括负载，技术所述供电电路为上述的供电电路；所述负载通过所述供电电路获得稳定的工作电压和工作电流。优选地，所述负载的等效电阻大于等于1KΩ。优选地，所述负载的工作电流小于1mA。优选地，所述负载为芯片；或，所述负载为芯片，以及与所述芯片连接的外围电路。如上所述的系统，技术加载在负载4上的电压大于等于VL，小于VGS(OFF)时，耗尽型MOSFET核处于亚阈状态，此时器件进入稳压状态；或，供电电路等效内阻≥20Ω；进一步地供电电路等效内阻≥1KΩ；或，所述供电电路的供电电路分压≥10mV；优选地，供电电路分压≥1V。本技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本技术能够实现在输入电压、负载等发生大幅度变化时仍能保持输出电压的稳定（恒定），尤其是在负载等效电阻在10倍以上变化时，输出电压都能保持比较理想的稳定范围，在输入电压发生数倍变化时，也能使得输出电压能保持比较理想的稳定范围内。本技术克服了传统供电电路中需要至少2个元器件（电阻和稳压二极管），增加了电路的复杂度、焊接安装降低效率相对较低的缺陷，简化了电路结构，节省了元器件（节约50%的器件），降低成本，引脚和焊点减少25%，提高焊接安装效率，降低电路系统的复杂度，同时，减少了元器件也有降低了整个电路系统的故障率。尤其将本技术作为芯片系统的供电电路，与传统的芯片供电电路相比，本技术的应用电路能够提供更为稳定的电压，功耗更低，抑制浪涌电流的能力更强，更能够保证芯片的正常工作，应用电路输入电压范围更宽，成本更为低廉。由于MOSFET核的栅极G作为控制极，任何状态工作时都电流细微，几乎可以忽略。因此，通过本技术除了实现上述目的，还可以将负载与供电电路进行隔离，即使供电电路中因电路故障、其他干扰因素影响、甚至电源被接入错误（如电压过高或正负极性错误），因MOSFET核的特性，负载两端不会被加载高压和反向电压，更无浪涌电流通过，可以起到对负载的隔离保护。附图说明为了更清楚地描述本技术所涉及的相关技术方案，下面将其涉及的附图予以简单说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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它的附图。图1是传统的芯片供电电路示意图。图2是运用本技术所述稳压器件所实现的电路系统原理图，其包含了稳压器件的构造，利用该稳压器件的供电电路等。图3是本技术所述稳压器件应用于芯片电路系统的原理图。图4为测试试验电路原理图。图5、图6分别为同一输入电源，不同负载时的测试结果（采用图4的电路，供电电路等效内阻、负载电阻RL单位KΩ（千欧），输入电压Vi、输出电压Vo单位V（伏特），耗尽型MOSFET核阈值电压为6V，输出电流Io单位mA（毫安）；其中Io=Vo/RL,供电电路分压=Vi-Vo,供电电路等效内阻=供电电路分压/Io;绝对偏差＝(Vo－VGS(OFF))/VGS(OFF),相对偏差＝(Vo－稳压值)/稳压值，图5、6的稳压值为5.8V；下同。图5、图6彼此的输入电压不同）。图7、图8分别为同一负载，不同输入电压时的测试结果（图7稳压值为5.8V，图8稳压值为5.5V，图7、图8两图彼此的负载不同；其他同前述说明）。图9本技术稳压原理示意图。图10-图13分别为图5-图8测试结果的数据分析表，图中，电压变化比=(Vi-Vo)/V0。图14是QC3.0手机充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一器件，其特征在于，包括耗尽型MOSFET核，所述MOSFET核包括漏极D、栅极G、源极S；所述漏极D构成器件上用于与供电第一端连接的第一供电引脚a，栅极G构成器件上用于与供电第二端及负载第二端进行连接的第二供电引脚b，所述源极S构成器件上用于与负载连接的负载引脚c。/n

【技术特征摘要】
1.一器件，其特征在于，包括耗尽型MOSFET核，所述MOSFET核包括漏极D、栅极G、源极S；所述漏极D构成器件上用于与供电第一端连接的第一供电引脚a，栅极G构成器件上用于与供电第二端及负载第二端进行连接的第二供电引脚b，所述源极S构成器件上用于与负载连接的负载引脚c。


2.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述耗尽型MOSFET核为N沟道耗尽型MOSFET核，所述供电第一端为高电位端，所述供电第二端为低电位端，所述负载引脚c电位高于所述第二供电引脚b的电位。


3.如权利要求1或2所述的器件，其特征在于，所述耗尽型MOSFET核工作于亚阈状态。


4.如权利要求3所述的器件，其特征在于，所述负载的工作电压绝对值小于并接近所述耗尽型MOSFET的阈值电压绝对值。


5.如权利要求4所述的器件，其特征在于，阈值电压绝对值×（1-20%）≤负载工作电压绝对值≤阈值电压绝对值。


6.如权利要求5所述的器件，其特征在于，阈值电压绝对值×（1-5%）≤负载工作电压绝对值≤阈值电压绝对值。


7.如权利要求3所述的器件，其特征在于，所述的亚阈状态限定标准为：所述器件上的电压变化比>0.5%。


8.如权利要求7所述的器件，其特征在于，所述器件上的电压变化比≥1%。


9.如权利要求8所述的器件，其特征在于，所述器件上的电压变化比≥10%。


10.如权利要求1或2所述的器件，其特征在于，所述负载的工作电压绝对值最低工作电压≤阈值电压绝对值≤负载的限制电压绝对值，或，阈值电压绝对值=负载的限制电压绝对值。


11.供电电路，包括来自供电侧的供电第一端、供电第二端，其特征在于，进一步包括如权利要求1-10任一项所述的器件；所述器件的第一供电引脚a连接到供电第一端、第二供电引脚b连接到供电第二端并与负载第二端连接；负载引脚c用于直接连接负载第一端，并向所述负载提供相对于第二供电引脚b的正向电压。


12.供电电路，包括来自供电侧的高电位端、低电位端，其特征在于，进一步包括如权利要求2-10任一项所述的器件；所述器件的第一供电引脚a连接到高电位端、第二供电引脚b连接到低电位端并与负载第二端连接；对负载提供高电位的负载引脚c用于直接连接负载第一端，并向所述负载提...

【专利技术属性】
技术研发人员：张少锋，王晓芹，周仲建，钟川，
申请(专利权)人：成都方舟微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51