CN104407664B - 一种线性电源电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种简单的线性电源电路。本电路通过简单的偏置电路产生基准电流，基准电流流经电阻产生基准电压，再结合负反馈原理实现了一个简单的线性电源。

Description

一种线性电源电路

技术领域

本发明主要涉及电源电路的设计领域，特指一种简单的线性电源电路。

背景技术

对于模拟集成电路，其性能的好坏取决于很多因素，其中电源的好坏也是影响模拟集成电路性能的一个关键因素，特别是一些高精度模拟电路，如高精度模数转换器(ADC)、高精度数模转换器(DAC)、仪表放大器等，这类电路通常都需要一个高质量的电源供电，通常都是采用线性电源(LDO)，LDO将一个性能不好的电源信号转换成性能相对较好的电源输出，LDO的性能通常都很好，但是占用的面积也较大，对于一些简单的模块，或者规模较小的电路模块，且对电源的性能要求又不是特别高的情况下，LDO并非是一个明智的选择。

发明内容

本发明要解决的问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，提出一种简单的线性电源电路。

本发明提出的解决方案为：本电路通过简单的偏置电路产生基准电流，基准电流流经电阻产生基准电压，再结合负反馈原理实现了一个简单的线性电源。

附图说明

图1是本发明的电路原理示意图；

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，MOS管M1、M2、M3、M4和电阻R1组成了偏置电流产生电路，假设M1、M2、M5、M9的管子尺寸相同，且假设M3、M6的尺寸为“W/L”，M4的尺寸为“K(W/L)”，假设M2的电流为I_ref，则有：

$I_{\mathrm{ref}}=\frac{2}{{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{ox}}\·(W/L)}\·\frac{1}{R_1^2}\·{(1-\frac{1}{\sqrt{K}})}^2---\left(1\right)$

此电流与电源电压无关，则M₉电流也为I_ref，设M₈栅极电压为V_B，设M11的尺寸为(W/L)_M11则有：

$\frac{1}{2}\·{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{ox}}\·{(W/L)}_{M11}\·{(V_B-I_{\mathrm{ref}}\·R_3-V_{\mathrm{TH}.M11})}^2=I_{\mathrm{ref}}---\left(2\right)$

$V_B=\sqrt{\frac{2\·I_{\mathrm{ref}}}{{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{ox}}\·{(W/L)}_{M11}}}+I_{\mathrm{ref}}\·R_3+V_{\mathrm{TH}.M11}---\left(3\right)$

PMOS管M₈作为源极跟随器，所以VO＝V_B，即：

$\mathrm{VO}=\sqrt{\frac{2\·\frac{2}{{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{ox}}\·{(W/L)}_{M11}}\·\frac{1}{R_1^2}\·{(1-\frac{1}{\sqrt{K}})}^2}{{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{ox}}\·{(W/L)}_{M11}}}+(\frac{2}{{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{ox}}\·{(W/L)}_{M11}}\·\frac{1}{R_1^2}\·{(1-\frac{1}{\sqrt{K}})}^2)\·R_3+V_{\mathrm{TH}.M11}---\left(3\right)$

可见，输出电压VO与电源电压无关。当负载变化导致VO电压降低，则M₈的漏极电压降低，则M₆的漏极电压降低，即M₇的栅极电压降低会使得M₇的漏极升高，及VO电压升高；反之，当负载变化导致VO电压升高，则M₈的漏极电压升高，则M₆的漏极电压升高，即M₇的栅极电压升高会使得M₇的漏极降低，及VO电压降低，形成负反馈，稳定输出电压VO。

综上所述，本电路通过简单的偏置电路产生基准电流，基准电流流经电阻产生基准电压，再结合负反馈原理实现了一个简单的线性电源。

Claims (1)

1.一种简单的线性电源电路，其特征在于：

电路由PMOS管M₁、PMOS管M₂、PMOS管M₅、PMOS管M₇、PMOS管M₈、PMOS管M₉、NMOS管M₃、NMOS管M₄、NMOS管M₆、NMOS管M₁₀、NMOS管M₁₁、电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃组成；系统电源VDD连接到PMOS管M₁、M₂、M₅、M₇和M₉的源极；地信号GND连接到电阻R₁一端、电阻R₂的一端和电阻R₃的一端以及NMOS管M₃的源极；PMOS管M₁的漏极连接到NMOS管M₃的栅极、漏极和NMOS管M₄、M₆的栅极；PMOS管M₂的栅极、漏极连接到PMOS管M₁、M₅、M₉的栅极以及NMOS管M₄的漏极；NMOS管M₄的源极连接电阻R₁的另一端；PMOS管M₅的漏极连接到PMOS管M₇的栅极和NMOS管M₆的漏极；NMOS管M₆的源极连接到PMOS管M₈的漏极和电阻R₂的另一端；PMOS管M₉的漏极连接到NMOS管M₁₀的栅极、漏极和NMOS管M₁₁的栅极以及PMOS管M₈的栅极；NMOS管M₁₀的源极连接到NMOS管M₁₁的漏极；NMOS管M₁₁的源极连接到电阻R₃的另一端；PMOS管M₇的漏极连接到PMOS管M₈的源极，即VO输出。