一种稳压器饱和电流的控制电路，采用垂直构造的PNP输出晶体管，该晶体管作为一个线性控制元件设置在反馈控制电路，而反馈控制电路则设置在垂直结构的衬底。差分放大器的一个输入端耦合到一个参考电压源,另一个输入端通过反馈电路耦合到电阻分压器，该电阻分压器连接在公共结点和稳压器的输出端之间。通过物理反应和热效应将NPN寄生PNP晶体管融合到的表面，用于感应晶体管输出饱和度的变化，并通过另一条线路将超出的基极电流驱动引到反馈控制结点。反馈控制节点通过减小驱动放大器的增益和带宽来缓冲过度驱动，从而确保反馈回路在不需要额外的频率补偿元件的条件下，其所有饱和阶段的操作都具有良好的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种稳压器饱和电流的控制电路
:本专利技术涉及到稳压器领域，更具体地说，涉及到在垂直结构的稳压器中输出晶体管饱和时，电流电平的控制方法和电路。
技术介绍
:稳压器集成电路(IC)采用横向PNP结构。图1所示为一个稳压器10的原理图。稳压器的一个必要操作性能是，当稳压器的输出负载为零或过小，并且电压源电势接近所需的稳压器输出值时，防止来自电压源的稳压器静态电流发生振荡。在这种情况下，电压源为电池,例如电池的加速放电振荡。如图1所示，在操作中，晶体管12通过第一集电极14驱动外部负载(未显示)，该外部电阻连接在输出端口 16和公共端口之间。当输出晶体管12饱和时，晶体管18导通，从而使晶体管32增加足够的偏置电流，反过来延迟晶体管22的导通电平。晶体管18为横向结构，并且嵌入在输出晶体管12的结构内，从而有利于在达到饱和时进行精确的检测。电阻34用于限制晶体管32的钳位电平。电阻36设置在晶体管32的基极偏置。输出晶体管12的基极电流通过晶体管24，延迟晶体管22的导通电平，从而调节输出晶体管12的饱和深度。本文中将对电容器26为反馈回路提供反馈信号做进一步描述。此外，晶体管12的第二集电极28提供了一个备用的反馈回路，该反馈回路通过晶体管30和晶体管20调节输出晶体管12的饱和深度。一个由电阻38和40组成的分压器从电压输出端口 16提供的反馈。该反馈连接到控制放大器44的反相输入端42。控制放大器44的同相输入端46被连接到参考电压48，其中参考的电位用来设置电压输出端口 16所需的电位。控制放大器44的输出50在一定程度上控制晶体管22的基极电流，该电流依次通过晶体管24和电阻52，并进一步设置输出晶体管12的基极电流。电流源54释放漏电流，在晶体管22是截止时，该漏电流使得输出晶体管12导通。因为垂直结构的横向稳压器10没有并联的集电极，所以有必要提供一种方法和电路，用于控制垂直结构的集成电路稳压器中饱和输出晶体管的操作电流的增加。
技术实现思路
:本专利技术的第一个目的是为垂直结构的集成电路稳压器提供一种电路，当电压源电位接近稳压器输出电压时，在负载较小或无负载的条件下，限制电压源稳压器的电流的增加。本专利技术的第二个目的是为垂直结构的集成电路稳压器提供一种电路，该电路具有稳定性，并且没有特殊的频率补偿。本专利技术的第三个目的是为垂直结构的集成电路稳压器提供一种电路，其反馈感应装置不需要额外的模空间。本专利技术的技术解决方案:本专利技术的这些和其它的目的被按如下方法配置的电路达到了。稳压器采用垂直结构的PNP输出晶体管，该晶体管在衬底内的反馈控制电路中作为一个线性控制元件。这种衬底可以被包含在一个集成电路内。控制放大器的一个输入端I禹合到一个参考电压源，另一个输入耦合到由电阻分压器组成的反馈回路，其中电阻分压器连接在公共端口和稳压器的输出之间。一个寄生NPN晶体管，感应输出晶体管达到饱和，并重置大部分过量的用于驱动反馈控制节点的基极电流，其中NPN晶体管被通过物理和热反应融合到PNP输出晶体管的结构中。反馈控制节点通过减小驱动器放大器的增益和带宽来延迟多余的驱动器，从而确保在所有的饱和阶段都有良好的稳定，并且不需要额外的频率补偿元件。以上所述的本专利技术的特征和优点将在下面的图中进行描述，并根据权利要求，各个图中相同的部件或元件用类似的附图标记来表示。对比专利文献:CN201149666Y稳压器控制电路200820055379.6【附图说明】:图1为现有技术稳压器电路的原理图。图2为本专利技术的稳压器电路的简化版本组合块和原理图。图3为本专利技术的稳压器电路的第一个实例的原理图。图4为本专利技术的稳压器电路的第二个实例的原理图。图5为本专利技术的稳压器电路的第三个实例的原理图。图6为部分的集成电路中与本专利技术相对应的垂直结构的PNP输出晶体管和寄生NPN晶体管的剖视图。【具体实施方式】:图2为本专利技术的稳压器电路的简化版本。稳压器100包括PNP输出晶体管102，晶体管102的发射极连接到电压源104，集电极连接到电压输出端口 106、寄生晶体管108的基极和电阻110的各个结点。一个负载(未显不)连接在电压输出端口 106和公共端(也被称为“地”电位)之间。电阻110和112组成一个分压器，为控制放大器116的同相输入端114提供反馈信号。参考电压118，用于设置端口 106所需电压，并被连接到控制放大器116的反相输入端120。一个放大器偏置电流电路122，图2中以框图的形式示(本文进一步详述)为控制放大器116的偏置提供主要控制。感应电流Isense由放大器的偏置电流电路122通过寄生晶体管108的集电极产生。在平衡状态下的操作，由于输出晶体管102的基极-发射极结点通常是正向偏置，来自电压源104的电流流入到输出晶体管102的发射极，然后从输出晶体管102的集电极输出。假设电压的输出端口 106和公共端口之间的外部负载和电阻110和112的额定负载不可忽略时，输出晶体管102的大部分集电极电流将流过外部负载。在本专利技术的优选的实例中，电阻110和112的值一定，控制输出晶体管102的集电极电流。寄生NPN晶体管108的基极同样控制输出晶体管102的集电极的电流。在进一步的细节中，输出晶体管102作为一个线性控制元件，在一定范围内，在电压的输出端口 106处提供基本恒定的电位，尽管所有电流Ium均被负载吸收。当电压源104的电位下降(例如，电池电压源衰减)到一定的水平，使得的输出晶体管102的输入饱和状态，控制放大器116通过增加驱动输出晶体管102的基极电流Idkive来维持输出电压106。在1_较高的情况下，由于Idkive必须足够大，才能驱动输出晶体管102的完整输出，如果在电压源104与电压输出打开106之间有一个足够的电位差，整体操作突变电流将远大于正常的静态水平。因此，Idkive在饱和区工作在最高水平，并与1_的幅值无关。在负载较小的情况下，工作电流激增幅度大于静态时的激增幅度。但寄生晶体管108会在电路100的电压调节能力为减弱时抑制这种激增。具体操作如下，当输出晶体管102不饱和时，寄生NPN晶体管108没有正向偏置。然而，当输出晶体管102达到饱和时，寄生NPN晶体管108的基极偏置电势上升，并高于发射极电势。这导致寄生NPN晶体管108正向偏置，并使晶体管108导通，从而重置多余的基极驱动电流Idkive,使其流向放大器的偏置电流电路122。控制放大器116开始用晶体管108的发射极电流代替部分来自输出晶体管102的基极电流。放大器偏置电流电路122通过延缓控制放大器106的电流来响应负反馈，通过这种方法使Idkive降低到一个平均水平。控制放大器116的滞后电流导致环路带宽和增益的减小，从而保证整个反馈环路在饱和的所有阶段都具有良好的稳定性。如图3所示为第一个实例，即横向构造的稳压器20的原理图。稳压器200比稳压器100描述的更为详细。当稳压器关断，输出晶体管102的基极电势的通过电阻204放掉，以确保其集电极电势为零。对于控制放大器116，包括一对PNP晶体管206和208，并且晶体管206的基极120作为同相输入端，晶体管208的基极114作为反相输入端。由于同相输入端120处的电势是固本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种稳压器饱和电流的控制电路，其特征是:一个稳压器电路，包括：设置在衬底内的垂直结构的PNP晶体管，晶体管具有发射极、基极和一个单一的集电极，并且发射极耦合到电压源，而集电极耦合到负载；用于设置所需负载电位的参考装置，该电位由PNP晶体管的集电极提供；反馈装置，其作用是感应负载电位，并产生一个控制信号，该信号通过垂直结构的PNP晶体管的基极控制其集电极电流；一个饱和感应装置，在晶体管饱和时通过反馈装置产生反馈信号。
【技术特征摘要】
1.一种稳压器饱和电流的控制电路，其特征是:一个稳压器电路，包括:设置在衬底内的垂直结构的PNP晶体管，晶体管具有发射极、基极和一个单一的集电极，并且发射极耦合到电压源，而集电极耦合到负载；用于设置所需负载电位的参考装置，该电位由PNP晶体管的集电极提供；反馈装置，其作用是感应负载电位，并产生一个控制信号，该信号通过垂直结构的PNP晶体管的基极控制其集电极电流；一个饱和感应装置，在晶体管饱和时通过反馈装置产生反馈信号。2.根据权利要求1所述的一种稳压器饱和电流的控制电路，其特征是:该电路还包括一个恒压源。3.根据权利要求1所述的一种稳压器饱和电流的控制电路，其特征是:稳压器电路还包括一个NPN晶体管，其基极-发射极区作用与垂直结构的PNP晶体管的集电极-基极区域相同。4.根据权利要求1所述的一种稳压器饱和电流的控制电路，其特征是:饱和感应装置包括一个嵌在基板内的NPN晶体管，并连接到PNP晶体管。 根据权利要求1所述的稳压器饱和电流的控制方法和电路，其特征是:反馈装置包括:一个差分放大器和驱动 晶体管，其中差分放大器的第一输入端耦合到参考终端，第二输入端耦合到垂直结构的输出晶体管的集电极；垂直结构的晶体管包括一个PNP晶体管；驱动晶体管的集电极耦合到垂直结构晶体管的基极，用于感应负载电压的下降，并响应垂直结构晶体管基极电流的增加。5.根据权利要求1所述的一种稳压器饱和电流的控制电路，其特征是:负载电压调节方法包括以下步骤:通过衬底内的垂直结构的PNP晶体管将电压源耦合到负载，该晶体管有发射极、基极和一个单一的集电极，并且发射极耦合到电压源，而集电极耦合到负载；通过垂直结构的PNP晶体管的集电极设置...
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：苏州贝克微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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