电压调节器及动态泄流电路制造技术

本发明专利技术提供一种动态泄流电路，用于一电压调节器，该动态泄流电路包括：一第一泄流电路及一第二泄流电路。该第一泄流电路包括：一输入级，用以依据一预定比例映射该电压调节器的一运算放大器中的一偏压电流以产生一映射电流；一电流比较器，用以比较一拉扯电流及一沉没电流，其中该沉没电流是由该映射电流所产生；以及一泄流输出级，依据该电流比较器的比较结果以决定是否以一第一电流对该电压调节器的一负载电容进行放电。该第二泄流电路提供一第二电流对该电压调节器的该负载电容进行放电，其中该第一电流大于该第二电流，且该拉扯电流等于该第二电流。本发明专利技术可检测电压调节器的输出端的输出电压是否产生电压过冲的情况。

Voltage regulator and dynamic discharge circuit

【技术实现步骤摘要】
电压调节器及动态泄流电路
本专利技术有关于电子电路，特别是有关于一种具有电压调节器及动态泄流电路。
技术介绍
随着半导体制程的微缩，功率晶体管的通道长度也愈来愈短，进而导致接面温度(junctiontemperature)愈来愈高，所以功率晶体管的漏电流(leakagecurrent)也会随着增加。此外，后端元件可能因为开启或关闭，而造成电压调节器的输出电压产生电压过冲(overshoot)的现象。因此，需要一种电压调节器及动态泄流电路(dynamicbleedercurrentcircuit)以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种动态泄流电路，用于一电压调节器，该动态泄流电路包括：一第一泄流电路，包括：一输入级，用以依据一预定比例映射该电压调节器的一运算放大器中的一偏压电流以产生一映射电流；一电流比较器，用以比较一拉扯电流及一沉没电流，其中该沉没电流是由该映射电流所产生；以及一泄流输出级，依据该电流比较器的比较结果以决定是否以一第一电流对该电压调节器的一负载电容进行放电；以及一第二泄流电路，用以提供一第二电流对该电压调节器的该负载电容进行放电，其中该第一电流大于该第二电流，且该拉扯电流等于该第二电流。本专利技术除提供一种动态泄流电路外，更提供一种电压调节器，包括：一运算放大器，其中该运算放大器的正输入端、负输入端、及输出端分别电性连接至该电压调节器的一输出端、一参考电压、及一第一节点，其中该电压调节器的该输出端具有一负载电容；一功率N型晶体管，其中该功率N型晶体管的栅极、漏极、及源极分别电性连接至该第一节点、该电压调节器的该输出端、及一电压源；以及一动态泄流电路，包括：一第一泄流电路，包括：一输入级，用以依据一预定比例映射该电压调节器的一运算放大器中的一偏压电流以产生一映射电流；一电流比较器，用以比较一拉扯电流及一沉没电流，其中该沉没电流是由该映射电流所产生；以及一泄流输出级，依据该电流比较器的比较结果以决定是否以一第一电流对该电压调节器的一负载电容进行放电；以及一第二泄流电路，用以提供一第二电流对该电压调节器的该负载电容进行放电，其中该第一电流大于该第二电流，且该拉扯电流等于该第二电流。本专利技术中电压调节器及动态泄流电路，其可检测电压调节器的输出端的输出电压是否产生电压过冲的情况(例如输出电压大于参考电压)。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1显示依据本专利技术一实施例中的电压调节器的示意图。图2A显示依据本专利技术另一实施例中的电压调节器的示意图。图2B显示依据本专利技术图2A实施例中的电压调节器的电路图。图3A显示依据本专利技术图1实施例中的电压调节器的电压及电流的操作曲线的示意图。图3B显示依据本专利技术图2B实施例中的电压调节器的电压及电流的操作曲线的示意图。图4显示依据本专利技术一实施例中的电压调节器200的操作流程的示意图。符号说明：100～电压调节器；120～功率晶体管；110～运算放大器；130～晶体管；200～电压调节器；M1A－M1B、M2A－M2B～晶体管；210～运算放大器；M3－M5～晶体管；220～功率晶体管；M6A－M6B、M7A－M7B～晶体管；230～动态泄流电路；M8A－M8B、240～晶体管；CL～负载电容；2300～第一泄流电路；N10、N11～节点；2305～第二泄流电路；I11～负载电流；2301～输入级；I12～固定泄流电流；2302～电流比较器；Vref～参考电压；2303～泄流输出级；Vout～输出电压；I1－I10～电流；VDD～电压；Ifix～固定泄放电流；VCMN～电压；301－304～曲线；IL～负载电流；t0、t1、t2～时间；Itotal～电流；T1、T2～时间间隔；VPP、VSS～电压；VOS～过冲电压；N1－N6～节点；S402－S420～步骤。具体实施方式图1显示依据本专利技术一实施例中的电压调节器的示意图。如图1所示，电压调节器100包括一运算放大器(operationalamplifier，OPAmp)110、一功率晶体管120、及一晶体管130。运算放大器110的正输入端接收一参考电压Vref，且其负输入端电性连接至电压调节器100的输出端(例如节点N10)，并将在节点N10的输出电压Vout维持在参考电压VREF。功率晶体管120则提供一负载电流(loadingcurrent)I1至后续的电路元件。然而，在实作上，随着电压调节器100的后续电路元件的开关，功率晶体管120的负载电流也需随着调整，此时电压调节器100会产生电压过冲(overshoot)的现象，使得输出电压Vout的电压位准并无法一直维持在参考电压Vref，其原因为(1)功率晶体管120本身的漏电流(leakagecurrent)所导致；及(2)运算放大器110的反应速度太慢。举例来说，理论上，当电压调节器100的后续电路元件关闭时，功率晶体管120所提供的负载电流I11也要随着变小。然而，因为运算放大器110的负输入端的电压变化要反应至运算放大器110的输出端(例如节点N11)需要反应时间，所以来不及关闭功率晶体管120，因而造成功率晶体管120会在一段时间内仍提供较大的负载电流I11，使得电压调节器100的后续电路元件的去耦电容(decouplingcapacitor)会储存相当程度的电量，进而造成节点N10的输出电压Vout产生电压过冲。去耦电容的数值C通常以nF为单位，且其储存的电量Q可利用下列方程式：Q＝C*V计算而得，其中V即为在节点N10的电压Vout。晶体管130做为一泄流电路，且提供了固定的泄流电流I12。为了避免电压调节器100的功耗过大，晶体管130所提供的固定泄流电流I12的数值都不大，例如为1μA。若依据方程式：Q＝I*t，则需要很长的时间才能把因为电压过冲而在去耦电容中所储存的电荷经由晶体管130排泄完毕。若使用能提供固定较大的泄流电流I12的晶体管130，虽然能够缩短泄流时间，但这会导致电压VDD的消耗电流过大，且不符合低功耗电路的设计规范。图2A显示依据本专利技术另一实施例中的电压调节器的示意图。如图2A所示，电压调节器200包括一运算放大器210、一功率晶体管220、及一动态泄流电路230。运算放大器210的正输入端接收一参考电压Vref，且其负输入端电性连接至电压调节器200的输出端(例如节点N5)，并将在节点N5的输出电压Vout维持在参考电压Vref。功率晶体管220则提供一负载电流(loadingcurrent)IL至后续的电路元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态泄流电路，用于一电压调节器，其特征在于，该动态泄流电路包括：/n一第一泄流电路，包括：/n一输入级，用以依据一预定比例映射该电压调节器的一运算放大器中的一偏压电流以产生一映射电流；/n一电流比较器，用以比较一拉扯电流及一沉没电流，其中该沉没电流是由该映射电流所产生；以及/n一泄流输出级，依据该电流比较器的比较结果以决定是否以一第一电流对该电压调节器的一负载电容进行放电；以及/n一第二泄流电路，用以提供一第二电流对该电压调节器的该负载电容进行放电，其中该第一电流大于该第二电流，且该拉扯电流等于该第二电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种动态泄流电路，用于一电压调节器，其特征在于，该动态泄流电路包括：
一第一泄流电路，包括：
一输入级，用以依据一预定比例映射该电压调节器的一运算放大器中的一偏压电流以产生一映射电流；
一电流比较器，用以比较一拉扯电流及一沉没电流，其中该沉没电流是由该映射电流所产生；以及
一泄流输出级，依据该电流比较器的比较结果以决定是否以一第一电流对该电压调节器的一负载电容进行放电；以及
一第二泄流电路，用以提供一第二电流对该电压调节器的该负载电容进行放电，其中该第一电流大于该第二电流，且该拉扯电流等于该第二电流。


2.如权利要求1所述的动态泄流电路，其特征在于，该输入级包括一第一P型晶体管，且该第一P型晶体管的栅极、源极、及漏极分别电性连接至该偏压电流所流经的一偏压点、一电压源、及一第一节点，其中该预定比例为0.5。


3.如权利要求2所述的动态泄流电路，其特征在于，该电流比较器包括一第一电流镜及一第二电流镜，其中该第一电流镜是一预定倍数映射该映射电流以产生在一第二节点的该沉没电流，且该第二电流镜映射该第二电流以产生在该第二节点的该拉扯电流。


4.如权利要求3所述的动态泄流电路，其特征在于，该第一电流镜包括一第一N型晶体管及一第二N型晶体管，其中该第一N型晶体管的栅极、漏极、及源极分别电性连接至该第一节点、该第一节点、及一接地电压源，且该第二N型晶体管的栅极、漏极、及源极分别电性连接至该第一节点、一第二节点、及该接地电压源，其中该第二N型晶体管的宽长比为该第一N型晶体管的宽长比的3倍。


5.如权利要求3所述的动态泄流电路，其特征在于，该第二电流镜包括一第二P型晶体管及一第三P型晶体管，其中该第二P型晶体管的栅极、漏极、及源极分别电性连接至一第三节点、该第二节点、及该电压调节器的一输出端，且该第三P型晶体管的栅极、漏极、及源极分别电性连接至该第三节点、该第三节点、及该电压调节器的该输出端。


6.如权利要求5所述的动态泄流电路，其特征在于，该泄流输出级包括一第三N型晶体管，且该...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊棋，
申请(专利权)人：华邦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71