带隙模组和线性稳压器制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种带隙模组和线性稳压器。线性稳压器包括带隙模组和误差放大器。电源电压包括带隙电路、低通滤波器和启动模组。电源电压产生带隙电压。低通滤波器滤除带隙电压并相应地产生参考电压。启动模组包括第一启动电路和第二启动电路。当带隙模组在第一相位中工作时，带隙电压增加到预设值。当带隙模组在第二相位中运行时，带隙电压保持在预设值。第二相位是在第一相位之后。本实施例提供的带隙模组和线性稳压器消耗静态电流低、杂讯低、启动时间短。讯低、启动时间短。讯低、启动时间短。

【技术实现步骤摘要】
带隙模组和线性稳压器


[0001]本专利技术涉及集成电路
，更具体地说，涉及一种带隙模组和线性稳压器，其消耗静态电流低、杂讯低、启动时间短。

技术介绍

[0002]便携式电子设备应用广泛，且便携式电子设备需要电池。电池为负载电路提供电源电压Vdd以供工作。但是，电源电压Vdd不是恒定(constant)的，并且已采用线性稳压器为负载电路提供稳定的稳压电压Vreg。
[0003]在图1A中，是显示电源电压Vdd和调节电压Vreg的波形图。在图中，横轴表示时间。如图1A所示，波形WF1表示电池输出的电源电压Vdd，波形WF2表示线性稳压器输出的调节电压Vreg。
[0004]线性稳压器连接到电池的输出端，线性稳压器调节电源电压Vdd以产生调节电压Vreg。在物联网(以下简称IoT)设备等携带型电子设备中，始终配备电池。随着时间的流逝，波形WF1(电源电压Vdd)不断减小，但波形WF2(调节电压Vreg)保持一定的值。因此，线性稳压器的使用成为稳定和一致的电压源，线性稳压器在便携式电子设备中至关重要。
[0005]图1B是说明使用线性稳压器的电子设备的方块图。电子设备10包括负载电路15、电池11和线性稳压器13。线性稳压器13与电池11和负载电路15电连接。在从电池11接收到电源电压Vdd之后，线性稳压器13调节电源电压Vdd并将调节电压Vreg发送到负载电路15。
[0006]线性稳压器13是低压差(以下为LDO)线性稳压器，包括带隙电路131、误差放大器133、PMOS电晶体Men、支路电阻Ra、Rb。PMOS电晶体Men的源极端和闸极端分别与电池11和误差放大器133的输出端电连接。误差放大器133的同相输入端(+)和反相输入端(
‑
)分别电连接带隙电路131和支路电阻Ra、Rb。支路电阻Ra，Rb串联在PMOS电晶体Men的汲极端和接地端Gnd之间。为了便于表示，在规范中，接地电压和接地端都表示为Gnd。误差放大器133从带隙电路131接收参考电压Vref。
[0007]基于参考电压Vref和支路电阻Ra，Rb，调节电压Vreg可以表示为。因此，参考电压Vref的精度、稳定性和启动速度会影响调节电压Vreg的行为。

技术实现思路

[0008]本案之主要目的，在于提出一种具有低静态电流、低杂讯和短启动时间的带隙模组和线性稳压器。
[0009]本专利技术的一个实施例提供一种带隙模组，包括：带隙电路，所述带隙电路包括：运算放大器，其具有第一输入端、第二输入端和电流控制端；电流镜，电连接到所述第一输入端、所述第二输入端及所述电流控制端，所述电流镜用于产生第一负载电流、第二负载电流及镜像电流，其中所述第一负载电流、所述第二负载电流及所述镜像电流基于所述电流控制端的信号而产生，并且所述第一负载电流、所述第二负载电流及所述镜像电流是等效的；第一负载支路，电连接到所述第一输入端，用于接收所述第一负载电流；第二负载支路，电
连接到所述第二输入端，用于接收所述第二负载电流；以及带隙支路，电连接到所述电流镜，用以接收所述镜像电流并传导带隙电流，其中基于所述带隙电流而产生带隙电压；启动模组，包括：第一启动电路，电连接到所述带隙电路，用以加速所述镜像电流的产生，以便在所述带隙模组于第一相位工作时，将所述带隙电压增加到预设值；以及第二启动电路，电连接到所述带隙电路、低通滤波器及所述第一启动电路，用以在所述带隙模组在第二相位工作时，向所述带隙支路传导附加电流，并将所述带隙电压保持在所述预设值，其中所述第二相位跟随在所述第一相位之后；以及所述低通滤波器，与所述带隙电路及所述第二启动电路电连接，用以滤除所述带隙电压的杂讯并相应地产生参考电压。
[0010]本专利技术一个实施例提供一种线性稳压器，用于接收电源电压，所述线性稳压器包括：带隙模组，所述带隙模组包括：带隙电路，用于接收带隙电压，包括：运算放大器，其具有第一输入端、第二输入端和电流控制端；电流镜，电连接到所述第一输入端、所述第二输入端及所述电流控制端，用于产生第一负载电流、第二负载电流及一镜像电流，其中所述第一负载电流、所述第二负载电流及所述镜像电流基于所述电流控制端的信号而产生，并且所述第一负载电流、所述第二负载电流及所述镜像电流是等效的；第一负载支路，电连接到所述第一输入端，用于接收所述第一负载电流；第二负载支路，电连接到所述第二输入端，用于接收所述第二负载电流；以及带隙支路，电连接到所述电流镜，用以接收所述镜像电流并传导带隙电流，其中基于所述带隙电流而产生所述带隙电压；启动模组，包括：第一启动电路，电连接到所述带隙电路，用于加速所述镜像电流的产生，以便在所述带隙模组于第一相位工作时，将所述带隙电压增加到一预设值；以及第二启动电路，电连接到所述带隙电路、低通滤波器及所述第一启动电路，用以在所述带隙模组在一第二相位工作时，向所述带隙支路传导附加电流，并将所述带隙电压保持在所述预设值，其中所述第二相位跟随在所述第一相位之后；以及所述低通滤波器，与所述带隙电路及所述第二启动电路电连接，用以滤除所述带隙电压的杂讯并相应地产生参考电压；以及误差放大器，电连接到所述带隙模组，用以通过将所述参考电压与比较电压来产生误差信号；其中，基于所述电源电压及所述误差信号产生调节电压。
[0011]本专利技术上述实施例至少具有如下一个或多个有益效果：根据本案所揭露的各实施例中的带隙模组和线性稳压器，将能满足性能指标要求，包括低静态电流、低杂讯和快速启动。
[0012]通过以下参考附图的详细说明，本专利技术的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本专利技术的范围的限定。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。
附图说明
[0013]下面将结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细的说明。
[0014]本专利技术的上述目的和优点在参阅以下详细描述和附图之后，将变得更容易为本领域通常技术人员所明显，其中：
[0015]图1A为现有技术中电源电压Vdd和调节电压Vreg的波形图；
[0016]图1B为现有技术中使用线性稳压器的电子设备的方块图；
[0017]图2为依据本案带隙模组的实施例的示意图；
[0018]图3为依据本案带隙模组的另一实施例的示意图；
[0019]图4A为说明带隙模组在粗略相位(PH1)下工作的示意图；
[0020]图4B为说明带隙模组在精细相位(PH2)下工作的示意图；以及
[0021]图5说明根据本案带隙模组实施例的设计适用于始终开启的电池供电电子设备的状态转换的示意图。
[0022]【附图标记说明】
[0023]10：电子设备；11：电池；13：线性稳压器；131：带隙电路；133：误差放大器；15：负载电路；Men：电晶体；Ra、Rb：支路电阻；21、31：带隙模组；211、311：带隙电路；213、313：低通滤波器；315：粗略启动电路；3151：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带隙模组，其特征在于，包括：带隙电路，所述带隙电路包括：运算放大器，其具有第一输入端、第二输入端和电流控制端；电流镜，电连接到所述第一输入端、所述第二输入端及所述电流控制端，所述电流镜用于产生第一负载电流、第二负载电流及镜像电流，其中所述第一负载电流、所述第二负载电流及所述镜像电流基于所述电流控制端的信号而产生，并且所述第一负载电流、所述第二负载电流及所述镜像电流是等效的；第一负载支路，电连接到所述第一输入端，用于接收所述第一负载电流；第二负载支路，电连接到所述第二输入端，用于接收所述第二负载电流；以及带隙支路，电连接到所述电流镜，用以接收所述镜像电流并传导带隙电流，其中基于所述带隙电流而产生带隙电压；启动模组，包括：第一启动电路，电连接到所述带隙电路，用以加速所述镜像电流的产生，以便在所述带隙模组于第一相位工作时，将所述带隙电压增加到预设值；以及第二启动电路，电连接到所述带隙电路、低通滤波器及所述第一启动电路，用以在所述带隙模组在第二相位工作时，向所述带隙支路传导附加电流，并将所述带隙电压保持在所述预设值，其中所述第二相位跟随在所述第一相位之后；以及所述低通滤波器，与所述带隙电路及所述第二启动电路电连接，用以滤除所述带隙电压的杂讯并相应地产生参考电压。2.如权利要求1所述的带隙模组，其特征在于，所述第二输入端的信号低于第一门槛值电压，则所述第一启动电路触发所述带隙模组在所述第一相位工作；以及所述第一启动电路暂停工作并且所述参考电压低于第二门槛值电压，则所述第二启动电路触发所述带隙模组在所述第二相位工作。3.如权利要求2所述的带隙模组，其特征在于，当所述带隙模组在所述第一相位工作时，所述带隙电流相当于所述镜像电流；以及所述带隙电流相当于所述带隙模组在所述第二相工作时，所述镜像电流及所述附加电流的总和。4.如权利要求1所述的带隙模组，其特征在于，所述电流镜包括：第一负载电晶体，电连接电源电压端、所述电流控制端及所述第一输入端，用于根据所述电流控制端的所述信号选择性地产生所述第一负载电流；第二负载电晶体，电连接所述电源电压端、所述电流控制端及所述第二输入端，用于根据所述电流控制端的所述信号选择性地产生所述第二负载电流；以及镜像电晶体，电连接到所述电源电压端、所述电流控制端及所述带隙端，用以基于所述电流控制端的所述信号选择性地产生所述镜像电流。5.如权利要求1所述的带隙模组，其特征在于，所述第一启动电路包括：第一触发电路，电连接到所述第二输入端，用以基于所述第二输入端的信号与所述第一门槛值电压之间的比较产生第一触发信号；以及下拉电晶体，电连接到所述第一触发电路和所述电流控制端，用以基于第一触发信号
选择性地接通，其中所述电流控制端的所述信号随着所述下拉电晶体的传导而改变。6.如权利要求5所述的带隙模组，其特征在于，当所述带隙模组在所述第一相位工作时，所述下拉电晶体导通；以及当所述带隙模组在所述第二相位工作时，所述下拉电晶体关闭。7.如权利要求1所述的带隙模组，其特征在于，所述第二启动电路包括：第二触发电路，用于接收所述第一触发信号及所述参考电压，并产生第二触发信号作为回应；多个开关，电连接到所述第二触发电路，用以基于所述第二触发信号而选择性开关；以及附加电晶体，电连接至所述多个开关中的第一开关及第二开关，用以基于所述第一开关及所述第二开关的导通状态而选择性地产生所述附加电流。8.如权利要求7所述的带隙模组，其特征在于，所述带隙支路包括：第一带隙电阻，与所述带隙端及所述多个开关中的第三开关的一端子电连接；以及第二带隙电阻，与所述第三开关并联电连接，其中，当所述带隙模组在所述第一相位工作时，所述第三开关关闭，且所述带隙支路具有第一电阻值；以及当所述带隙模组在所述第二相工作时，所述第三开关接通，所述带隙支路具有一第二电阻值，其中，所述第一电阻值大于所述第二电阻值。9.如权利要求8所述的带隙模组...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙赫巴茲艾巴希，
申请(专利权)人：佳易科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：