带有短路保护电路的电压调整电路制造技术

一种电压调整电路，包括调整电路（２）和短路保护电路（３）。调整电路（２）包括第一晶体管（１３）和第一放大器（１２）。第一放大器（１２）对参考电势和反馈电势做出响应，输出一个栅电压给第一晶体管（１３）的栅，使得参考电势和反馈电势一致。反馈电势是来自第一晶体管（１３）的反馈电势。短路保护电路（３）包括第二晶体管（２３），第一电阻（２４），第二电阻（２５）和第二放大器（２２）。栅电压被供给第二晶体管（２３）的栅。第一电阻（２４）与第二晶体管（２３）的第一端和地相连。第二电阻（２５）与第二晶体管（２３）的第二端和电源相连。第二放大器（２２）对第一端的电势和偏置电势做出响应，输出一个控制电压给第一放大器（１２）来控制栅电压。

Voltage regulating circuit with short circuit protection circuit

A voltage regulation circuit includes an adjustment circuit (2) and a short-circuit protection circuit (3). An adjustment circuit (2) includes a first transistor (13) and a first amplifier (12). The first amplifier (12) responds to the reference potential and the feedback potential, and outputs a gate voltage to the gate of the first transistor (13) so that the reference potential is consistent with the feedback potential. The feedback potential is a feedback potential from the first transistor (13). The short-circuit protection circuit (3) includes a second transistor (23), a first resistor (24), a second resistor (25), and a second amplifier (22). The gate voltage is supplied to the grid of the second transistor (23). The first resistor (24) is connected to the first end of the second transistor (23). A second resistor (25) is connected to the power supply of the second terminal of the second transistor (23). The second amplifier (22) responds to the potential and bias potential at the first end and outputs a control voltage to the first amplifier (12) to control the gate voltage.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及带有短路保护电路的电压调整电路。更详细地说，本专利技术涉及带有能够限制输出电流的短路保护电路的电压调整电路。
技术介绍
响应于输入电压，以预定电压输出一个预定电流的电压调整电路被广泛地用于电子设备中。电压调整电路是这样一种电路，即能够把激励器(driver)的输出电流转化为电压，将该电压反馈给微分放大器，把反馈电压和参考电压进行比较，并根据比较结果对激励器的激励电压进行调节，然后以预定电压由输出端输出一个预定电流。在这样的电压调整电路中，如果因任何原因(比如，焊接桥)导致的激励器输出端和地线之间短路，反馈电压就变为0V。在这种情况下，微分放大器继续工作，增加激励器的激励电压。如微分放大器持续该工作，将会由于焦耳热的产生而出现电路断路的情况。由于这个原因，为了在诸如输出端接地故障或者类似故障产生的情况下停止微分放大器的工作，则典型的电压调整电路具有一个短路保护电路，此处的输出端接地故障是指与地线之间短路。结合带有短路保护电路的电压调整电路，日本专利申请公开号JP2003-173211A中公开了调节器的传统技术。图1所示为基于传统技术的带有短路保护电路的电压调整电路结构的电路图。电压调整电路101包括调整电路102和短路保护电路103。调整电路102包括参考电压源111，放大器112，MOS晶体管113，电阻114和电阻115。短路保护电路103包括放大器122，MOS晶体管123和电阻124。电压调整电路101将MOS晶体管113的输出电压进行分压，并将分压(divided voltage)Vb反馈给放大器112。放大器112控制MOS晶体管113的栅电压以使来自参考电压源111的参考电压VREF与反馈电压Vb一致。放大器112的输出电压VIN，被提供给MOS晶体管113和MOS晶体管123作为栅电压Vg。基于MOS晶体管123的输出电流的电流值IL，根据电阻124经电压转换为电压Va，并且提供给放大器122。通过分压电阻114反馈给放大器112的反馈电势Vb也供给放大器122。在具有上述结构的电压调整电路101中，短路保护电路102工作时MOS晶体管113的输出电流IOUT可由等式(1)表示。顺便说一下，等式(1)中μ代表MOS晶体管113和123的电子迁移率。COX代表MOS晶体管113、123的栅绝缘膜的固定电容。W1和L1代表MOS晶体管113的沟道宽度和沟道长度。W2和L2代表MOS晶体管123的沟道宽度和沟道长度。Ra1代表电阻124的电阻值。IOUT=W1L1·k·Vb·L2Ra1·W2·k---(1)]]>k=μ·COX·12]]>由等式(1)可以看出，在具有上述结构的电压调整电路101中，来自MOS晶体管113的输出电流IOUT同短路保护电路103中的电阻124的电阻值Ra1成反比关系。在半导体装置的生产过程中，电路元件的绝对值有很大变化。比如，由于构图过程中和扩散过程中的变化重叠，因此获得设计值是困难的。实际生产的电路元件包含有大约±30％的误差。在具有传统短路保护电路103的电压调整电路101中，来自作为激励器的MOS晶体管113的输出电流IOUT同电阻124的电阻值Ra1表现为反比关系。至今发现，电阻值Ra1的变化直接和输出电流IOUT的变化相一致。图2所示为基于传统技术的带有短路保护电路的电压调整电路的输出特性图。顺便说一下，图中曲线“a”代表短路电流的设计标准值，图中曲线“b”代表短路电流的最小值情况，图中曲线“c”代表了短路电流的最大值情况。正如图所示，在基于传统技术的带有短路保护电路103的电压调整电路101中，即使激励器的激励电流是稳定的，实际由MOS晶体管113输出的输出电流IOUT的值也会大幅度变化。为消除这样的变化，必须对电阻值Ra1进行调整以调整电阻器的值。这就导致了在电压调整电路生产过程中增加多道工序以及增加制造成本的问题。顺便提及的是，在JP 2003-173211A中公开的本专利技术是具有模块化属性(blocking property)的短路保护电路，与上述情况类似，电阻的电阻值变化会导致输出电流的变化。这样，带有传统短路保护电路的电压调整电路产生了一个问题，即由于受到制作上的电阻的电阻值变化影响，很难获得期望的电路属性。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一个带有短路保护电路的电压调整电路，其中可减少由电阻制作上的变化而产生的输出电流变化，并且提供用于操作电压调整电路的方法。为了实现本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一个电压调整电路，包括调整电路；短路保护电路，其中调整电路包括第一晶体管，和第一放大器，该第一放大器对反馈电势和参考电势的输入做出响应，输出栅电压给第一晶体管的栅，以使反馈电势和参考电势相一致，所述反馈电势是第一晶体管反馈给第一放大器的输出电势，其中短路保护电路包括第二晶体管，栅电压供给该晶体管的栅，同第二晶体管的第一端和地相连的第一电阻，同第二晶体管的第二端和电源相连的第二电阻，和对偏置电势的输入和第一端的电势做出响应给第一放大器输出控制电压以控制栅电压的第二放大器。为了实现本专利技术另一个方面，本专利技术提出了一个用于操作电压调整电路的方法，其中电压调整电路包括调整电路；短路保护电路，其中调整电路包括包含第一栅的第一晶体管，用于输出输出电流的第三端，第四端，和第一放大器，该第一放大器包括与第一栅相连的第一输出端，与第三端相连的第三输入端，使得反馈一个与第三端的输出电势对应的反馈电势，以及与提供参考电势的参考电源相连的第四输入端，短路保护电路包括包含与第一输出端相连的第二栅的第二晶体管，第一、第二端，连接第一端和地的第一电阻，连接第二端和电源的第二电阻，包含与第一放大器控制端相连的第二输出端的第二放大器，与第一端相连的第一输入端，与第三端相连以产生反馈电势的第二输入端，本方法包括，(a)用于由第三端输出输出电流，(b)提供反馈电势给第三输入端，提供参考电势给第四输入端，(c)基于第一端的电势和反馈电势，由第一输出端输出栅电压给第一栅使得反馈电势和参考电势一致。在本专利技术中，电压调整电路中第一晶体管的输出电流不是由第一电阻的电阻值决定，而是由第一电阻和第二电阻之比决定。这样，可以消除电阻的制造上的变化。因此，通过根据第一电阻和第二电阻之比确定来自第一晶体管的输出电流，可以避免制造变化的影响，能够稳定电压调整电路的输出性质。根据本专利技术，提供一个带有短路保护电路的电压调整电路，其中电阻元件电阻值的变化而产生的输出电流的变化较小。附图说明结合附图，通过下面描述，本专利技术的上述和其它目标，及本专利技术的优点和特征将会更加明显，其中图1所示为基于传统技术的带有短路保护电路的电压调整电路结构的电路图；图2所示为基于传统技术的带有短路保护电路的电压调整电路的输出特性图；图3所示为根据本专利技术实施例的带有短路保护电路的电压调整电路结构的电路图；图4所示为微分放大器12结构实例的电路图；图5所示为根据本专利技术实施例的带有短路保护电路的电压调整电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压调整电路，包括：　　　　调整电路；和　　　　短路保护电路，　　　　其中所述调整电路包括：　　　　第一晶体管，和　　　　第一放大器，该第一放大器对参考电势和反馈电势的输入做出响应，产生一栅电压给所述第一晶体管的栅，使所述反馈电势和所述参考电势保持一致，所述反馈电势是指第一晶体管反馈给所述第一放大器的输出电势。　　　　所述短路保护电路包括：　　　　第二晶体管，所述栅电压供给第二晶体管的栅，　　　　与所述第二晶体管的第一端和地连接的第一电阻，　　　　与所述第二晶体管的第二端和电源连接的第二电阻，和　　　　第二放大器，该放大器对偏置电势的输入和所述第一端的电势做出响应，输出控制电压给所述第一放大器，以控制所述栅电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：足达正浩，
申请(专利权)人：恩益禧电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]