低压差线性稳压器制造技术

技术编号:41236591 阅读:2 留言:0更新日期:2024-05-09 23:50
公开了一种低压差线性稳压器,包括:电平转换模块,根据第一电压信号产生第三电压信号;逻辑模块,根据第一电压信号、使能信号和第二电压信号、第三电压信号以及接地信号,产生第一控制信号和第二控制信号;带隙基准模块,根据第三电压信号和第二控制信号产生带隙基准信号;以及输出模块,根据第一电压信号、带隙基准信号、第一控制信号、第三电压信号和第二控制信号产生输出电压,其中,第一控制信号和第二控制信号用于钳位输出模块的电压,以使输出模块的输出电压可以在正常电压和零电压之间切换。本申请提供的低压差线性稳压器,可以满足低制程工艺下芯片的低功耗和安全需求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及集成电路,特别涉及一种低压差线性稳压器


技术介绍

1、近年来各种类型芯片的集成度更高,电子产品朝着高性能、低功耗、小面积发展,但是随着工艺制程的降低,低制程工艺下mos器件的耐压电压也越来越低。以tsmc的cln22ulp工艺为例,该工艺下的cmos器件只能耐压1.8v,不能支持高的电源电压供电(如常用3.3v电源电压),为此需要通过一定的设计才能使低耐压cmos器件在高的电源电压下正常工作。

2、传统ldo(低压差线性稳压器)方案,如图1所示,采用输出电压out和电源电压vdd33同步建立的方式,确保ldo的调整管mn在ldo输出电压建立过程和建立之后,ldo模块的所有器件所承受的耐压始终小于等于1.8v。因此当ldo的输出电压out正常建立之后,如果关断ldo模块使输出电压out=0v,cln22ulp工艺下的cmos器件mn调整管的vds将承受3.3v的耐压,远远超出1.8vcmos器件所能承受的安全区域电压,为不致造成器件永久损坏,只能限制ldo模块不能关断,由此不能满足当今芯片的低功耗需求。


技术实现思路

1、鉴于上述问题,本技术的目的在于提供一种低压差线性稳压器,非工作期间,可以关断ldo模块,使输出为零,满足低制程工艺下芯片的低功耗和安全需求。

2、根据本技术的一方面,提供一种低压差线性稳压器,包括四个输入端和一个输出端,还包括:电平转换模块,根据第一电压域下的第一电压信号产生第三电压域下的第三电压信号;逻辑模块,与所述电平转换模块连接,根据第一电压域下的第一电压信号、第二电压域下的使能信号和第二电压信号、第三电压域下的第三电压信号以及接地信号,产生第一电压域下的第一控制信号和第三电压域下的第二控制信号;带隙基准模块,与所述电平转换模块和所述逻辑模块连接,根据所述第三电压信号和所述第二控制信号产生带隙基准信号;以及输出模块,与所述电平转换模块、所述逻辑模块和所述带隙基准模块连接,根据所述第一电压信号、所述带隙基准信号、所述第一控制信号、所述第三电压信号和所述第二控制信号产生输出电压,其中,所述第一控制信号和所述第二控制信号用于钳位所述输出模块的电压,以使所述输出模块的输出电压可以在正常电压和零电压之间切换。

3、可选地,所述第一控制信号的逻辑电平与所述使能信号的逻辑电平同向,所述第二控制信号的逻辑电平与所述使能信号的逻辑电平反向。

4、可选地,所述使能信号为高电平时,所述低压差线性稳压器工作在正常模式,所述输出模块的输出电压为正常电压;所述使能信号为低电平时,所述低压差线性稳压器工作在省电模式,所述输出模块的输出电压为零电压。

5、可选地,所述输出模块包括:误差放大单元,与所述带隙基准模块和所述逻辑模块连接,用于根据带隙基准信号和第一控制信号产生放大信号;分压取样单元,与所述误差放大单元连接,用于给所述误差放大单元提供分压信号;以及调整单元,与所述误差放大单元和所述分压取样单元连接,用于根据第一控制信号、第二控制信号、放大信号以及第三电压信号调节输出电压。

6、可选地,所述误差放大单元包括:运算放大器,所述运算放大器包括三个输入端,第一输入端与所述带隙基准模块的输出端连接,第二输入端与分压取样单元连接,第三输入端与所述逻辑模块的所述第一控制信号输出端连接。

7、可选地,所述分压取样单元包括:第一电阻和第二电阻,所述第一电阻与第二电阻串联,分压取样点与所述运算放大器的第二输入端连接,所述第二电阻的第二通路端接地。

8、可选地,所述调整单元包括:第一开关管,所述第一开关管的源极与所述低压差线性稳压器的输出端连接,栅极与所述运算放大器的输出端连接;第二开关管,所述第二开关管的漏极与所述第一电压信号输入端连接,源极与所述第一开关管的漏极连接,栅极与所述逻辑模块的第一控制信号输出端连接;第三开关管,所述第三开关管的源极接地,栅极与所述逻辑模块的第二控制信号输出端连接;第四开关管,所述第四开关管的漏极与所述第一开关管的源极连接,源极与所述第三开关管的漏极连接,栅极与所述电平转换模块的第三电压信号输出端连接。

9、可选地,所述第一电压域大于所述第三电压域,所述第三电压域大于所述第二电压域。

10、本技术提供的低压差线性稳压器,与传统ldo方案相比较,增加了两个输入管脚,分别用于接收第二电压域下的第二电压信号和使能信号,通过本技术的电平转换模块和逻辑模块,根据使能信号产生第一控制信号和第二控制信号,用于ldo的输出模块的调整电路的钳位控制,使得低压差线性稳压器内部的各模块无论第一、第二、第三电压域下,均工作在器件耐压的安全区域;同时,ldo输出模块可以关断,即使在ldo输出为0时,模块内器件的耐压仍然小于最高耐压值(如1.8v),从而满足低压差线性稳压器的低功耗需求同时保证安全性;也不影响低压差线性稳压器正常工作。

11、进一步地,本申请低压差线性稳压器,增加了内部电平转换模块和逻辑模块,电平转换模块用于根据第一电压域下的第一电压信号产生第三电压域下的第三电压信号,逻辑模块用于根据第二电压域下的第二电压和使能信号产生第一电压域下的第一控制信号和第三电压域下的第二控制信号;这两个控制信号作用于ldo输出模块的调整电路的调整管栅极,确保不同电压域下的控制信号可以保护压差线性稳压器内部的各模块工作在安全区域。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低压差线性稳压器,包括四个输入端和一个输出端,其特征在于,还包括:

2.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述第一控制信号的逻辑电平与所述使能信号的逻辑电平同向,所述第二控制信号的逻辑电平与所述使能信号的逻辑电平反向。

3.根据权利要求2所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述使能信号为高电平时,所述低压差线性稳压器工作在正常模式,所述输出模块的输出电压为正常电压;所述使能信号为低电平时,所述低压差线性稳压器工作在省电模式,所述输出模块的输出电压为零电压。

4.根据权利要求3所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述输出模块包括:

5.根据权利要求4所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述误差放大单元包括:运算放大器,所述运算放大器包括三个输入端,第一输入端与所述带隙基准模块的输出端连接,第二输入端与分压取样单元连接,第三输入端与所述逻辑模块的所述第一控制信号输出端连接。

6.根据权利要求5所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述分压取样单元包括:第一电阻和第二电阻,所述第一电阻与第二电阻串联,分压取样点与所述运算放大器的第二输入端连接,所述第二电阻的第二通路端接地。

7.根据权利要求6所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述调整单元包括:

8.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述第一电压域大于所述第三电压域,所述第三电压域大于所述第二电压域。

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【技术特征摘要】

1.一种低压差线性稳压器,包括四个输入端和一个输出端,其特征在于,还包括:

2.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述第一控制信号的逻辑电平与所述使能信号的逻辑电平同向,所述第二控制信号的逻辑电平与所述使能信号的逻辑电平反向。

3.根据权利要求2所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述使能信号为高电平时,所述低压差线性稳压器工作在正常模式,所述输出模块的输出电压为正常电压;所述使能信号为低电平时,所述低压差线性稳压器工作在省电模式,所述输出模块的输出电压为零电压。

4.根据权利要求3所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述输出模块包括:

5.根据权利要求4所述的低压差线性稳...

【专利技术属性】
技术研发人员:江旭明黄怡仁
申请(专利权)人:联芸科技杭州股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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