CN102393780B - 稳压电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种稳压电路，其包括PMOS电流镜电路、开关电路、含有N耗尽型MOS管的基准电流产生电路、基准外部电压产生电路及输出电压电路；所述基准电流产生电路、基准外部电压产生电路通过开关电路与所述PMOS电流镜电路连接；所述PMOS电流镜电路与所述输出电压电路连接。本发明提供的稳压电路，可以使电源电压达到工作状态时，就能马上输出稳定电压，大大减小此稳定电压受电路中电源电压变化的干扰：静态工作情况下，因为电源电压上升或下降而对输出电压造成的影响会大大减小；动态工作情况下，电源电压受噪声干扰而产生的波动导致输出电压也发生波动的幅度也会大大减小。

Description

稳压电路
技术领域
本发明涉及电压电路技术领域，特别涉及一种稳压电路。
背景技术
常规电压产生电路的结构包括电源电压、电阻和一个电流源，其中电流源通常由MOS管实现(如图1中M0)，此MOS管的栅极和漏极被连接在一起。当电源电压vdda、电阻R和M0特性确定后，可以得到一个确定的电流I0，从而获得一个确定输出电压Vout。常规电压产生电路受电源电压变化影响较大。如图1所示，在静态工作状态下，如果电源电压vdda发生下降或上升，输出电压Vout会跟随其产生较大的下降或上升的变化。即在静态工作状态下，输出电压和电源电压有明显相关性。如果电源电压受到外界噪声干扰产生了较高频率的波动，那么输出电压Vout将发生同样较大的波动。总之无论在静态还是动态情况下，电路的电源电压vdda对输出电压Vout产生很大影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够获得稳定电压，大大减小此稳定电压受电路中电源电压变化的干扰的稳压电路。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种稳压电路包括PMOS电流镜电路、开关电路、基准电流产生电路、基准外部电压产生电路及输出电压电路；所述基准电流产生电路、基准外部电压产生电路通过开关电路与所述PMOS电流镜电路连接；所述PMOS电流镜电路与所述输出电压电路连接。
进一步地，所述开关电路包括第一开关电路、第二开关电路及第三开关电路；所述第一开关电路与所述PMOS电流镜电路、第二开关电路及第三开关电路连接；所述第二开关电路分别与所述基准电流产生电路及所述第一开关电路连接；所述第三开关电路分别与所述基准外部电压产生电路及所述第一开关电路连接。
进一步地，所述第一开关电路包括接收一开关控制信号的反相器A2及NMOS管M5；
所述反相器A2与所述NMOS管M5的栅极连接，所述NMOS管M5的漏极与所述PMOS电流镜电路连接，所述NMOS管M5的源极分别与所述第二开关电路及第三开关电路连接，所述NMOS管M5的衬底接地。
进一步地，所述第二开关电路包括接收一开关控制信号的反相器A1及NMOS管M6；
所述反相器A1与所述NMOS管M6的栅极连接，所述NMOS管M6的漏极与所述NMOS管M5的源极及所述第三开关电路连接；所述NMOS管M6的源极与所述基准电流产生电路连接，所述NMOS管M6的衬底接地。
进一步地，所述第三开关电路包括反相器A1及NMOS管M7；
所述反相器A1与所述NMOS管M7的栅极连接，所述NMOS管M7的漏极与所述NMOS管M5的源极及所述NMOS管M6的漏极连接；所述NMOS管M7的源极与所述基准外部电压连接。
进一步地，所述PMOS电流镜电路包括PMOS管M0、PMOS管M1；
所述PMOS管M0的源极与电源vdd连接，栅极和漏极连接后分别与所述NMOS管M5的漏极及PMOS管M1的栅极连接；
所述PMOS管M1的源极和衬底与电源vdd连接，漏极与所述输出电压电路连接。
进一步地，所述输出电压电路包括NMOS管M4；
所述NMOS管M4的栅极与漏极连接后与所述PMOS管M1的漏极连接；所述NMOS管M4的源极和衬底接地。
进一步地，所述基准电流产生电路包括N耗尽型DMOS管M2；所述N耗尽型DMOS管M2的栅极、源极及衬底连接后接地，漏极与所述NMOS管M6的源极连接。
进一步地，所述基准外部电压产生电路包括NM0S管M3；所述NMOS管M3的栅极接输入电压VREF，源极及衬底连接后接地，漏极与所述NMOS管M7的源极连接。
本发明提供的稳压电路，可以使电源电压达到工作状态时，就能马上输出稳定电压，大大减小此稳定电压受电路中电源电压变化的干扰：静态工作情况下，因为电源电压上升或下降而对输出电压造成的影响会大大减小；动态工作情况下，电源电压受噪声干扰而产生的波动导致输出电压也发生波动的幅度也会大大减小。
附图说明
图1为现有的常规电压产生电路的电路示意图。
图2为本发明实施例提供的稳压电路的结构示意图。
图3为图2所示稳压电路的电路原理示意图。
具体实施方式
参见图2、图3，本发明实施例提供的一种稳压电路包括PMOS电流镜电路10、开关电路20、基准电流产生电路30、基准外部电压产生电路40及输出电压电路50。基准电流产生电路30、基准外部电压产生电路40通过开关电路20与PMOS电流镜电路10连接。PMOS电流镜电路10与输出电压电路50连接。其中，基准电流产生电路30可采用DMOS稳压管M2。基准外部电压产生电路40可采用NMOS管M3。输出电压电路50可采用NMOS管M4。PMOS电流镜电路10包括PMOS管M0及PMOS管M1。开关电路20包括第一开关电路、第二开关电路及第三开关电路。
第一开关电路包括反相器A2及开关1，其中开关1可采用NMOS管M5。第二开关电路包括反相器A1及开关2，开关2可采用NMOS管M6。第三开关电路包括反相器A1及开关3，开关3可采用NMOS管M7。反相器A2与NMOS管M5的栅极连接，NMOS管M5的漏极与PMOS管M0的漏极和栅极连接，NMOS管M5的源极分别与NMOS管M6、M7的漏极连接，NMOS管M5的衬底接地。反相器A2接收一输入开关控制信号C0，此信号通常由另外的逻辑控制电路产生。反相器A1分别与NMOS管M6、M7的栅极连接。NMOS管M6的源极与DMOS稳压管M2的漏极连接，NMOS管M6的衬底接地，NMOS管M6的漏极与NMOS管M7的漏极连接。反相器A1接收一输入开关控制信号C1，此信号也通常由另外的逻辑控制电路产生。NMOS管M7源极与NMOS管M3的漏极连接。N耗尽型DMOS稳压管M2的栅极、源极及衬底连接后接地，漏极与NMOS管M6的源极连接。NMOS管M3的栅极接外部调节电压VREF，源极及衬底连接后接地，漏极与NMOS管M7的源极连接。PMOS管M0的源极与电源vdd连接，栅极和漏极连接后分别与NMOS管M5的漏极及PMOS管M1的栅极连接。PMOS管M1的源极和衬底与电源vdd连接，漏极与NMOS管M4的栅极与漏极连接。NMOS管M4的源极和衬底接地。
C0控制NMOS管M5的开和关，C1控制NMOS管M6和NMOS管M7的开和关(NMOS管M6和NMOS管M7控制端由反相器连接，保证工作时只有一个开关开或者关)。N耗尽型DMOS管具有一个特性：阈值电压为负。本电路结构设计时使DMOS的栅极和源极连接在一起，保证栅源电压始终为0V(即大于阈值电压)而不受电源电压vdd变化的干扰，由此保证在正常工作条件下流过DMOS的电流较稳定。当NMOS管M5、NMOS管M6为开，此较稳定的电流流经M0，经过镜像按比例传递至右侧流经PMOS管M1和NMOS管M4，由普通NMOS管特性可知，当流经NMOS管M4的电流较稳定时，其栅极电压也较稳定，这样就保证了输出电压Vout与vdd相关性很小，并且Vout不会受vdd波动而干扰。
当NMOS管M5、NMOS管M7为开，外部对NMOS管M3的栅极施加稳定电压VREF，强制产生一个稳定电流流经NMOS管M3。此电流受vdd的影响很小，同时也流经PMOS管M0，通过镜像结构按比例产生流经PMOS管M1、NMOS管M4的稳定电流。当流经NMOS管M4的电流较稳定时，其栅极电压也较稳定，即产生一个稳定输出电压Vout。所以此电路结构能够保证从电路外部施加一个电压VREF使电路内部产生一个稳定电压Vout。
DMOS稳压管M2的栅极和源极始终连接在一起，当电路开始工作即vdd上电时，DMOS稳压管M2就能很快产生一个较稳定电流，从而快速获得一个稳定输出电压Vout。
本发明提供的稳压电路具有以下有益效果：
1、能够获得稳定电压，大大减小此稳定电压受电路中电源电压变化的干扰：静态工作情况下，因为电源电压上升或下降而对输出电压造成的影响会大大减小；动态工作情况下，电源电压受噪声干扰而产生的波动导致输出电压也发生波动的幅度也会大大减小；
2、可以快速启动，即电源电压达到工作状态时，就能马上输出稳定电压；
3、可以实现对输出电压外部可调功能，即通过从芯片外部施加端施加电压实现对内部输出电压的调节。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种稳压电路，其特征在于，包括：
PMOS电流镜电路、开关电路、基准电流产生电路、基准外部电压产生电路及输出电压电路；
所述基准电流产生电路、基准外部电压产生电路通过开关电路与所述PMOS电流镜电路连接；所述PMOS电流镜电路与所述输出电压电路连接;所述开关电路包括：第一开关电路、第二开关电路及第三开关电路；所述第一开关电路与所述PMOS电流镜电路、第二开关电路及第三开关电路连接；所述第二开关电路分别与所述基准电流产生电路及所述第一开关电路连接；所述第三开关电路分别与所述基准外部电压产生电路及所述第一开关电路连接。
2.根据权利要求1所述的稳压电路，其特征在于，所述第一开关电路包括：
接收一开关控制信号的反相器A2及NMOS管M5；
所述反相器A2与所述NMOS管M5的栅极连接，所述NMOS管M5的漏极与所述PMOS电流镜电路连接，所述NMOS管M5的源极分别与所述第二开关电路及第三开关电路连接，所述NMOS管M5的衬底接地。
3.根据权利要求2所述的稳压电路，其特征在于，所述第二开关电路包括：
接收一开关控制信号的反相器A1及NMOS管M6；
所述反相器A1与所述NMOS管M6的栅极连接，所述NMOS管M6的漏极与所述NMOS管M5的源极及所述第三开关电路连接；所述NMOS管M6的源极与所述基准电流产生电路连接，所述NMOS管M6的衬底接地。
4.根据权利要求3所述的稳压电路，其特征在于，所述第三开关电路包括：
反相器A1及NMOS管M7；
所述反相器A1与所述NMOS管M7的栅极连接，所述NMOS管M7的漏极与所述NMOS管M5的源极及所述NMOS管M6的漏极连接；所述NMOS管M7的源极与所述基准外部电压连接。
5.根据权利要求4所述的稳压电路，其特征在于，所述PMOS电流镜电路包括：
PMOS管M0、PMOS管M1；
所述PMOS管M0的源极与电源vdd连接，栅极和漏极连接后分别与所述NMOS管M5的漏极及PMOS管M1的栅极连接；
所述PMOS管M1的源极和衬底与电源vdd连接，漏极与所述输出电压电路连接。
6.根据权利要求5所述的稳压电路，其特征在于，所述输出电压电路包括：
NMOS管M4；
所述NMOS管M4的栅极与漏极连接后与所述PMOS管M1的漏极连接；所述NMOS管M4的源极和衬底接地。
7.根据权利要求4所述的稳压电路，其特征在于，所述基准电流产生电路包括：
N耗尽型DMOS管M2；
所述N耗尽型DMOS管M2的栅极、源极及衬底连接后接地，漏极与所述NMOS管M6的源极连接。
8.根据权利要求4所述的稳压电路，其特征在于，所述基准外部电压产生电路包括：
NMOS管M3；
所述NMOS管M3的栅极接输入电压VREF，源极及衬底连接后接地，漏极与所述NMOS管M7的源极连接。
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