一种片内直流稳压源电路制造技术

本申请涉及一种片内直流稳压源电路，通过设置具有延迟信号功能以及翻转信号功能的脉冲产生器，使得在负载终端接入稳压源电路的同时，破坏传统稳压源环路，为负载终端迅速供电，从而防止传统低响应能力稳压源无法响应负载终端接入稳压源电路所产生的变化导致稳压源电路的输出电压出现较大的电压纹波。电路的输出电压出现较大的电压纹波。电路的输出电压出现较大的电压纹波。

【技术实现步骤摘要】
一种片内直流稳压源电路


[0001]本申请涉及稳压源电路设计
，特别是涉及一种片内直流稳压源电路。

技术介绍

[0002]而在国内外集成电路发展迅速的当下，需要在片上系统芯片(System on Chip，SOC)上集成的模块种类越来越多，先进工艺提供的电源电压也越来越低，这使得电路对电源上的噪声以及电路本来的内部噪声都更加敏感，这就要求供电系统具有更高的电源抑制比和更低的噪声，这就使得数模混合电路以及射频电路的设计变得更加复杂。为了满足越来越复杂、越来越精细的电路的要求，对电源管理系统的研究就愈发重要。
[0003]通常来说，传统的电源管理芯片与其他芯片通常是分开的，随着片上系统越来越复杂，一些多电压轨的芯片需要的引脚和外围元件过多，这使得芯片的整个电路系统的面积难以进一步缩小，并且在先进工艺中，IC的最高电压进一步降低，这些条件好和制约都促使片上供电系统逐渐成为较为主流的供电方案之一。片上供电系统将电源管理模块与功能芯片集成在同一块芯片上。
[0004]现有方案中，片上供电系统中的稳压源电路实现快速响应，通常是通过检测负载电压的电压值变化，当负载电压变化值超过基准电压值时，比较器输出控制电平，这时说明负载快速变大，导致电压降快速下降，比较器输出需要快速响应的信号，从而增大功率管的数量，加强电流能力，降低纹波的产生。
[0005]然而，第一，现有方案需要使用电压采样电路进行电压采样，这需要额外设置一个高速比较器，并且需要增加大量的功率管，这样的电路使得设计复杂，面积开销大。第二，现有方案的快速响应依赖于比较器的延时和电压检测模块的延时，同时驱动功率管也需要足够长的时间，这将导致快速响应的时间有限，通常在100纳秒量级，响应能力差，导致纹波抑制能力弱，仍然会产生较大纹波，在1纳秒量级的电流负载下，输出电压甚至可能瞬间降低到0V，这样稳压源电路无法输出稳定数值的电压，电压纹波过大，即电压降过大，从而对电路功能产生影响。第三，快速响应仍然需要很大的功率管和外接μF量级的大电容滤波，增加芯片开发成本。其中，电压纹波过大是现有稳压源电路最主要的问题。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对传统稳压源电路在1纳秒量级的电流负载下产生的电压纹波过大的问题，提供一种片内直流稳压源电路，既可以实现1纳秒量级的电流负载下电路的快速响应，又可以实现有效的减小产生的电压纹波，保证电压输出稳定。这里的1纳秒量级是指电路的响应速度。
[0007]本申请提供一种片内直流稳压源电路，包括：
[0008]基准电压源；
[0009]误差放大器，所述误差放大器的负极输入端与所述基准电压源电连接；
[0010]供电电源；
[0011]第一开关管，与所述供电电源电连接；所述第一开关管还与所述误差放大器的输出端电连接；
[0012]信号输入端，用于引入高电平和低电平周期性交替切换的数字信号；
[0013]与门，包括第一与门输入端、第二与门输入端和与门输出端，所述第一与门输入端和所述第二与门输入端分别与所述信号输入端通信连接；
[0014]脉冲产生器，设置于所述信号输入端和所述第二与门输入端之间，用于将信号输入端引入的数字信号进行电平翻转并延时预设时间段后发送至所述第二与门输入端；
[0015]第二开关管，与所述与门输出端电连接；所述第二开关管还连接于所述误差放大器与所述第一开关管之间的连接链路；
[0016]第三开关管，与所述脉冲产生器电连接；所述第三开关管还与所述误差放大器的正极输入端电连接；所述第三开关管还与所述第一开关管电连接；
[0017]负载终端，与所述第三开关管电连接；
[0018]信号输出端，设置于所述第一开关管与所述第三开关管之间的连接链路上。
[0019]进一步地，所述第一开关管为PMOS管或NMOS管，所述第二开关管为NMOS管，所述第三开关管为PMOS管。
[0020]进一步地，滤波器，连接于所述误差放大器的正极输入端与所述第一开关管之间的连接链路。
[0021]进一步地，滤波电容，所述滤波电容的正极板电连接于所述误差放大器的正极输入端与所述第一开关管的漏极之间的连接链路，所述滤波电容的负极板接地；
[0022]滤波电阻，所述滤波电阻的一端与所述第一开关管的漏极电连接，另一端接地。
[0023]进一步地，所述脉冲产生器包括多个依次串联的反相器。
[0024]进一步地，所述预设时间段为1纳秒。
[0025]进一步地，所述第一开关管的栅极与所述误差放大器的输出端电连接，所述第一开关管的源极与所述供电电源电连接，所述第一开关管的漏极与所述误差放大器的正极输入端电连接。
[0026]进一步地，所述第二开关管的源极接地，所述第二开关管的栅极与所述与门输出端电连接，所述第二开关管的漏极连接于所述第一开关管的栅极与所述误差放大器的输出端之间的连接链路。
[0027]进一步地，所述第三开关管的源极与所述误差放大器的正极输入端电连接，所述第三开关管的源极还与所述滤波电阻电连接，所述第三开关管的漏极与所述负载终端电连接，所述第三开关管的栅极与所述脉冲产生器电连接。
[0028]进一步地，所述滤波电容的电容容量处于100pF至500pF的电容容量范围内。
[0029]本申请提供一种片内直流稳压源电路，通过设置具有延迟信号功能以及翻转信号功能的脉冲产生器，使得在负载终端接入稳压源电路的同时，破坏传统稳压源环路，为负载终端迅速供电，从而防止传统低响应能力稳压源无法响应负载终端接入稳压源电路所产生的变化导致稳压源电路的输出电压出现较大的电压纹波。
附图说明
[0030]图1为本申请一实施例提供的片内直流稳压源电路的结构示意图。
[0031]图2为本申请另一实施例提供的片内直流稳压源电路的结构示意图。
[0032]图3为本申请一实施例提供的片内直流稳压源电路的各节点的电平随时间变化的状态图。
[0033]附图标记：
[0034]110
‑
基准电压源；120
‑
误差放大器；121
‑
误差放大器的负极输入端；
[0035]122
‑
误差放大器的正极输入端；123
‑
误差放大器的输出端；131
‑
供电电源；
[0036]132
‑
第一开关管；132a
‑
第一开关管的栅极；132b
‑
第一开关管的源极；
[0037]132c
‑
第一开关管的漏极；141
‑
信号输入端；142
‑
信号输出端；150
‑
与门；
[0038]151
‑
第一与门输入端；152
‑
第二与门输入端；153
‑
与门输出端；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种片内直流稳压源电路，其特征在于，包括：基准电压源(110)；误差放大器(120)，所述误差放大器(120)的负极输入端(121)与所述基准电压源(110)电连接；供电电源(131)；第一开关管(132)，与所述供电电源(131)电连接；所述第一开关管(132)还与所述误差放大器(120)的输出端(123)电连接；信号输入端(141)，用于引入高电平和低电平周期性交替切换的数字信号；与门(150)，包括第一与门输入端(151)、第二与门输入端(152)和与门输出端(153)，所述第一与门输入端(151)和所述第二与门输入端(152)分别与所述信号输入端(141)通信连接；脉冲产生器(160)，设置于所述信号输入端(141)和所述第二与门输入端(152)之间，用于将所述信号输入端(141)引入的数字信号进行电平翻转并延时预设时间段后发送至所述第二与门输入端(152)；第二开关管(170)，与所述与门输出端(153)电连接；所述第二开关管(170)还电连接于所述误差放大器(120)与所述第一开关管(132)之间的连接链路；第三开关管(181)，与所述脉冲产生器(160)电连接；所述第三开关管(181)还与所述误差放大器(120)的正极输入端(122)电连接；所述第三开关管(181)还与所述第一开关管(132)电连接；负载终端(182)，与所述第三开关管(181)电连接；信号输出端(142)，设置于所述第一开关管(132)与所述第三开关管(181)之间的连接链路上。2.根据权利要求1所述的片内直流稳压源电路，其特征在于，所述第一开关管(132)为PMOS管或NMOS管，所述第二开关管(170)为NMOS管，所述第三开关管(181)为PMOS管。3.根据权利要求2所述的片内直流稳压源电路，其特征在于，还包括：滤波器(190)，连接于所述误差放大器(120)的正极输入端(122)与所述第一开关管(132)之间的连接链路。4.根据权利要求3所述的片内直流稳压源电路，其特征在于，所述滤波器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智印，
申请(专利权)人：杭州雄迈集成电路技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：