CN105468081A - 带低压检测的稳压电路及其稳压方法 - Google Patents

带低压检测的稳压电路及其稳压方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种带低压检测的稳压电路及其稳压方法,所述稳压电路包括:低压检测电路、回路控制电路、第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三PMOS管M3、第四PMOS管M4、第五PMOS管Mp、二极管D1、第一电阻R1、第二电阻Rb、第三电阻Rf。本发明提出的带低压检测的稳压电路及其稳压方法,在电源电压太低时改变原传统稳压电路的工作模式,从线性反馈模式改变成开关模式(即Mp实际上像MOS开关一样工作在深度线性区)。这个做法的好处是不用增大Mp的宽长比(即器件面积)而同时保证VDD到Vout的压降最小化,使整个稳压电路能在超宽的电源电压范围内稳定工作。而实现该电路技术只需增加一个简单的低压检测电路和回路控制开关。

Description

带低压检测的稳压电路及其稳压方法
技术领域
本发明属于集成电路技术领域,涉及一种稳压电路,尤其涉及一种带低压检测的稳压电路;同时,本发明还涉及一种带低压检测稳压电路的稳压方法。
背景技术
大量用于工业控制、汽车电子等领域的IC产品需要在很宽的电源电压范围内工作,比如高电压可能到达48V,低电压可能到达1.8V。设计在如此宽的电源电压范围内工作的稳压电路是极具挑战性的。尤其在电源电压很低时,要保证输出电压有效地跟随电源,往往需要靠增大输出器件的面积来实现。
图1显示了一种传统的基于齐纳二级管和误差放大器反馈的高压稳压电路原理图。它的工作原理是:齐纳二级管D1的反向击穿电压Vzener一般在5V-6V左右。当电源电压VDD高于Vzener时,D1的阴极电压Vz=Vzener。稳压电路的输出电压Vout与Vz之间的任何差值(或称之为误差)都将被由M1,M2,M3,M4和Rb组成的误差放大器放大,再通过由Mp和Rf组成的反馈回路消减,最终结果是Vout≈Vz。此时由于Vout<VDD,Mp处于饱和区,所以环路增益较大,容易保证在负载电流大或小的情况下Vout总是很接近Vz,达到稳压的作用。但是当VDD低于Vzener时,D1处于高阻状态,几乎没有电流流过R1,故Vz≈VDD。此时由于Vz和Vout都很接近VDD,Mp和M1将处于线性区,环路增益严重下降,为了达到一定的负载电流能力又不让Vout太低,只能增加输出器件Mp的宽长比(W/L),结果是大大地增加了芯片的面积。图2的曲线显示了传统稳压电路在低压电源时,由于Mp的输出能力不足引起的输出电压Vout严重下降的问题。
有鉴于此,如今迫切需要设计一种新的稳压电路,以便克服现有稳压电路存在的上述缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种带低压检测的稳压电路,可保证整个稳压电路能在超宽的电源电压范围内稳定工作。
此外,本发明还提供一种带低压检测稳压电路的稳压方法,可保证整个稳压电路能在超宽的电源电压范围内稳定工作。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种带低压检测的稳压电路,所述稳压电路包括:低压检测电路、回路控制电路、第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三PMOS管M3、第四PMOS管M4、第五PMOS管Mp、二极管D1、第一电阻R1、第二电阻Rb、第三电阻Rf;所述第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三PMOS管M3、第四PMOS管M4、第五PMOS管Mp、二极管D1、第一电阻R1、第二电阻Rb、第三电阻Rf组成了用齐纳二极管做参考的线性反馈稳压电路;
电源电压VDD连接低压检测电路、第一电阻R1的第一端、第三PMOS管M3的源极、第四PMOS管M4的源极、第五PMOS管Mp的源极;
所述低压检测电路连接回路控制电路、二极管D1的负极,二极管D1的负极连接第一电阻R1的第二端、第一NMOS管M1的栅极,二极管D1的正极接地;
所述第三PMOS管M3的漏极连接第一NMOS管M1的漏极、第五PMOS管Mp的栅极;
所述第四PMOS管M4的栅极连接第三PMOS管M3的栅极、第四PMOS管M4的漏极、第二NMOS管M2的漏极;第二NMOS管M2的栅极连接回路控制电路;第一NMOS管M1的源极、第二NMOS管M2的源极连接第二电阻Rb的第一端,第二电阻Rb的第二端接地;
所述第五PMOS管Mp的漏极连接第三电阻Rf的第一端、回路控制电路,第三电阻Rf的第二端接地;回路控制电路的一端接地;
所述低压检测电路包括第四电阻Rd、第六NMOS管Md1、第七NMOS管Md2、第八NMOS管Md3;所述回路控制电路为回路开关,或包括第九PMOS管Ms1、第十NMOS管Ms2;
所述第四电阻Rd的第一端连接电源电压VDD,第四电阻Rd的第二端连接第六NMOS管Md1的漏极、第九PMOS管Ms1的栅极、第十NMOS管Ms2的栅极;
所述第六NMOS管Md1的栅极连接二极管D1的负极,第六NMOS管Md1的源极连接第七NMOS管Md2的漏极、第七NMOS管Md2的栅极;第七NMOS管Md2的源极连接第八NMOS管Md3的漏极、第八NMOS管Md3的栅极;第八NMOS管Md3的源极接地;
所述第九PMOS管Ms1的源极连接第二NMOS管M2的栅极、第十NMOS管Ms2的漏极,第九PMOS管Ms1的漏极连接第三电阻Rf的第一端;第十NMOS管Ms2的源极接地;
当电源电压VDD过低时,将线性反馈电路的回路断开,把M2的栅极强制接地,使M3和M4失去偏置电流而处于关闭状态;所述线性反馈电路指从输出端Vout到误差放大器输入端、即M2栅极的反馈回路;此时,M1仍导通,并将Mp的栅极电位拉至很接近0V,使其最大限度的导通,导通电阻最小化,输出电源能力最大化;回路控制电路由低压检测电路LVD来控制;LVD的作用是检测VDD的高低,当VDD较高时让回路连,当VDD较低时断开回路,输出级变成开路控制;
当VDD>Vzener时,Vz的电位足够高使得Md1、Md2、Md3导通,将Vctrl拉至较低的电平,PMOS管Ms1导通而NMOS管Ms2关闭,反馈回路处于正常工作状态;当VDD<Vzener时,由于Vz电位较低,Vctrl被Rd拉至接近VDD的电平,使得Ms1关闭而Ms2导通,反馈回路断开,M2的栅极接地,实现前述的对Mp的开路控制,使其导通电阻最小化;Vzener指二极管D1的反向击穿电压,Vz指的是二极管D1的阴极电位,二极管D1为齐纳二极管。
一种带低压检测的稳压电路,所述稳压电路包括:低压检测电路、回路控制电路、第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三PMOS管M3、第四PMOS管M4、第五PMOS管Mp、二极管D1、第一电阻R1、第二电阻Rb、第三电阻Rf;
电源电压VDD连接低压检测电路、第一电阻R1的第一端、第三PMOS管M3的源极、第四PMOS管M4的源极、第五PMOS管Mp的源极;
所述低压检测电路连接回路控制电路、二极管D1的负极,二极管D1的负极连接第一电阻R1的第二端、第一NMOS管M1的栅极,二极管D1的正极接地;
所述第三PMOS管M3的漏极连接第一NMOS管M1的漏极、第五PMOS管Mp的栅极;
所述第四PMOS管M4的栅极连接第三PMOS管M3的栅极、第四PMOS管M4的漏极、第二NMOS管M2的漏极;第二NMOS管M2的栅极连接回路控制电路;第一NMOS管M1的源极、第二NMOS管M2的源极连接第二电阻Rb的第一端,第二电阻Rb的第二端接地;
所述第五PMOS管Mp的漏极连接第三电阻Rf的第一端、回路控制电路,第三电阻Rf的第二端接地;回路控制电路的一端接地。
作为本发明的一种优选方案,所述第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三PMOS管M3、第四PMOS管M4、第五PMOS管Mp、二极管D1、第一电阻R1、第二电阻Rb、第三电阻Rf组成了用齐纳二极管做参考的线性反馈稳压电路。
作为本发明的一种优选方案,所述低压检测电路包括第四电阻Rd、第六NMOS管Md1、第七NMOS管Md2、第八NMOS管Md3;
所述回路控制电路为回路开关,或包括第九PMOS管Ms1、第十NMOS管Ms2;
所述第四电阻Rd的第一端连接电源电压VDD,第四电阻Rd的第二端连接第六NMOS管Md1的漏极、第九PMOS管Ms1的栅极、第十NMOS管Ms2的栅极;
所述第六NMOS管Md1的栅极连接二极管D1的负极,第六NMOS管Md1的源极连接第七NMOS管Md2的漏极、第七NMOS管Md2的栅极;第七NMOS管Md2的源极连接第八NMOS管Md3的漏极、第八NMOS管Md3的栅极;第八NMOS管Md3的源极接地;
所述第九PMOS管Ms1的源极连接第二NMOS管M2的栅极、第十NMOS管Ms2的漏极,第九PMOS管Ms1的漏极连接第三电阻Rf的第一端;第十NMOS管Ms2的源极接地。
作为本发明的一种优选方案,当电源电压VDD过低时,将线性反馈电路的回路断开,把M2的栅极强制接地,使M3和M4失去偏置电流而处于关闭状态;此时,M1仍导通,并将Mp的栅极电位拉至很接近0V,使其最大限度的导通,导通电阻最小化,输出电源能力最大化;回路控制电路由低压检测电路LVD来控制;LVD的作用是检测VDD的高低,当VDD较高时让回路连,当VDD较低时断开回路,输出级变成开路控制。
作为本发明的一种优选方案,当VDD>Vzener时,Vz的电位足够高使得Md1、Md2、Md3导通,将Vctrl拉至较低的电平,PMOS管Ms1导通而NMOS管Ms2关闭,反馈回路处于正常工作状态;当VDD<Vzener时,由于Vz电位较低,Vctrl被Rd拉至接近VDD的电平,使得Ms1关闭而Ms2导通,反馈回路断开,M2的栅极接地,实现前述的对Mp的开路控制,使其导通电阻最小化;Vzener指二极管D1的反向击穿电压,Vz指的是二极管D1的阴极电位,二极管D1为齐纳二极管。
一种上述带低压检测的稳压电路的稳压方法,所述方法:
当电源电压VDD过低时,将线性反馈电路的回路断开,把M2的栅极强制接地,使M3和M4失去偏置电流而处于关闭状态;
此时,M1仍导通,并将Mp的栅极电位拉至很接近0V,使其最大限度的导通,导通电阻最小化,输出电源能力最大化;
回路控制电路由低压检测电路来控制;低压检测电路的作用是检测VDD的高低,当VDD较高时让回路连,当VDD较低时断开回路,输出级变成开路控制。
作为本发明的一种优选方案,所述低压检测电路包括第四电阻Rd、第六NMOS管Md1、第七NMOS管Md2、第八NMOS管Md3;
所述回路控制电路为回路开关,或包括第九PMOS管Ms1、第十NMOS管Ms2;
所述第四电阻Rd的第一端连接电源电压VDD,第四电阻Rd的第二端连接第六NMOS管Md1的漏极、第九PMOS管Ms1的栅极、第十NMOS管Ms2的栅极;
所述第六NMOS管Md1的栅极连接二极管D1的负极,第六NMOS管Md1的源极连接第七NMOS管Md2的漏极、第七NMOS管Md2的栅极;第七NMOS管Md2的源极连接第八NMOS管Md3的漏极、第八NMOS管Md3的栅极;第八NMOS管Md3的源极接地;
所述第九PMOS管Ms1的源极连接第二NMOS管M2的栅极、第十NMOS管Ms2的漏极,第九PMOS管Ms1的漏极连接第三电阻Rf的第一端;第十NMOS管Ms2的源极接地;
当VDD>Vzener时,Vz的电位足够高使得Md1、Md2、Md3导通,将Vctrl拉至较低的电平,PMOS管Ms1导通而NMOS管Ms2关闭,反馈回路处于正常工作状态;
当VDD<Vzener时,由于Vz电位较低,Vctrl被Rd拉至接近VDD的电平,使得Ms1关闭而Ms2导通,反馈回路断开,M2的栅极接地,实现前述的对Mp的开路控制,使其导通电阻最小化;Vzener指二极管D1的反向击穿电压,Vz指的是二极管D1的阴极电位,二极管D1为齐纳二极管。
本发明的有益效果在于:本发明提出的带低压检测的稳压电路及其稳压方法,在电源电压太低时改变原传统稳压电路的工作模式,从线性反馈模式改变成开关模式(即Mp实际上像MOS开关一样工作在深度线性区)。这个做法的好处是不用增大Mp的宽长比(即器件面积)而同时保证VDD到Vout的压降最小化,使整个稳压电路能在超宽的电源电压范围内稳定工作。而实现该电路技术只需增加一个简单的低压检测电路和回路控制开关。
附图说明
图1为一种传统的高压稳压电路原理图。
图2为稳压电路的输入输出曲线。
图3为带低压检测的稳压电路结构框图。
图4为带低压检测的高压稳压电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图3,本发明揭示了一种带低压检测的稳压电路,所述稳压电路包括:低压检测电路、回路控制电路、第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三PMOS管M3、第四PMOS管M4、第五PMOS管Mp、二极管D1、第一电阻R1、第二电阻Rb、第三电阻Rf。所述第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三PMOS管M3、第四PMOS管M4、第五PMOS管Mp、二极管D1、第一电阻R1、第二电阻Rb、第三电阻Rf组成了用齐纳二极管做参考的线性反馈稳压电路。
电源电压VDD连接低压检测电路、第一电阻R1的第一端、第三PMOS管M3的源极、第四PMOS管M4的源极、第五PMOS管Mp的源极。
所述低压检测电路连接回路控制电路、二极管D1的负极,二极管D1的负极连接第一电阻R1的第二端、第一NMOS管M1的栅极,二极管D1的正极接地。。
所述第三PMOS管M3的漏极连接第一NMOS管M1的漏极、第五PMOS管Mp的栅极。
所述第四PMOS管M4的栅极连接第三PMOS管M3的栅极、第四PMOS管M4的漏极、第二NMOS管M2的漏极;第二NMOS管M2的栅极连接回路控制电路;第一NMOS管M1的源极、第二NMOS管M2的源极连接第二电阻Rb的第一端,第二电阻Rb的第二端接地。
所述第五PMOS管Mp的漏极连接第三电阻Rf的第一端、回路控制电路,第三电阻Rf的第二端接地;回路控制电路的一端接地。
本发明对传统稳压电路的改进方法,能防止输出电压Vout严重下降,又不过于增加芯片面积。这里借助图3的框图来说明它的基本工作原理。它的基本思路是当电源电压VDD过低时,将线性反馈电路的回路断开,把M2的栅极强制接地,使M3和M4失去偏置电流而处于关闭状态。所述线性反馈电路指从输出端Vout到误差放大器输入端(M2栅极)的反馈回路。此时,M1仍导通并将Mp的栅极电位拉至很接近0V,使其最大限度的导通,导通电阻最小化,输出电源能力最大化。这里的回路开关需要由一个低压检测电路(LowVoltageDetector,简称LVD)来控制。LVD的作用是检测VDD的高低,当VDD较高时让回路联通,当VDD较低时断开回路,输出级变成开路控制。
本发明还揭示一种上述带低压检测的稳压电路的稳压方法,所述方法包括如下步骤:
当电源电压VDD过低时,将线性反馈电路的回路断开,把M2的栅极强制接地,使M3和M4失去偏置电流而处于关闭状态;
此时,M1仍导通,并将Mp的栅极电位拉至很接近0V,使其最大限度的导通,导通电阻最小化,输出电源能力最大化;
回路控制电路由低压检测电路来控制;低压检测电路的作用是检测VDD的高低,当VDD较高时让回路连,当VDD较低时断开回路,输出级变成开路控制。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于,请参阅图4,本实施例中,所述低压检测电路包括第四电阻Rd、第六NMOS管Md1、第七NMOS管Md2、第八NMOS管Md3;所述回路控制电路包括第九PMOS管Ms1、第十NMOS管Ms2。
所述第四电阻Rd的第一端连接电源电压VDD,第四电阻Rd的第二端连接第六NMOS管Md1的漏极、第九PMOS管Ms1的栅极、第十NMOS管Ms2的栅极。
所述第六NMOS管Md1的栅极连接二极管D1的负极,第六NMOS管Md1的源极连接第七NMOS管Md2的漏极、第七NMOS管Md2的栅极;第七NMOS管Md2的源极连接第八NMOS管Md3的漏极、第八NMOS管Md3的栅极;第八NMOS管Md3的源极接地。
所述第九PMOS管Ms1的源极连接第二NMOS管M2的栅极、第十NMOS管Ms2的漏极,第九PMOS管Ms1的漏极连接第三电阻Rf的第一端;第十NMOS管Ms2的源极接地。
图4揭示了一种实现上述改进方法的电路原理图。Rd和Md1,Md2,Md3组成了低压检测电路。当VDD>Vzener时,Vz的电位足够高使得Md1,Md2,Md3导通将Vctrl拉至较低的电平,PMOS管Ms1导通而NMOS管Ms2关闭,反馈回路处于正常工作状态。当VDD<Vzener时,由于Vz电位较低,Vctrl被Rd拉至接近VDD的电平,使得Ms1关闭而Ms2导通,反馈回路断开,M2的栅极接地,实现了前述的对Mp的开路控制,使其导通电阻最小化;Vzener指二极管D1的反向击穿电压,Vz指的是二极管D1的阴极电位,二极管D1为齐纳二极管。
实施例三
一种带低压检测的稳压电路,所述稳压电路包括:低压检测电路、回路控制电路、第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三PMOS管M3、第四PMOS管M4、第五PMOS管Mp、二极管D1、第一电阻R1、第二电阻Rb、第三电阻Rf。
电源电压VDD连接低压检测电路、第一电阻R1的第一端、第三PMOS管M3的源极、第四PMOS管M4的源极、第五PMOS管Mp的源极。
所述低压检测电路连接回路控制电路、二极管D1的负极,二极管D1的负极连接第一电阻R1的第二端、第一NMOS管M1的栅极,二极管D1的正极接地。
所述第三PMOS管M3的漏极连接第一NMOS管M1的漏极、第五PMOS管Mp的栅极。
所述第四PMOS管M4的栅极连接第三PMOS管M3的栅极、第四PMOS管M4的漏极、第二NMOS管M2的漏极;第二NMOS管M2的栅极连接回路控制电路;第一NMOS管M1的源极、第二NMOS管M2的源极连接第二电阻Rb的第一端,第二电阻Rb的第二端接地。
所述第五PMOS管Mp的漏极连接第三电阻Rf的第一端、回路控制电路,第三电阻Rf的第二端接地;回路控制电路的一端接地。
综上所述,本发明提出的带低压检测的稳压电路及其稳压方法,在电源电压太低时改变原传统稳压电路的工作模式,从线性反馈模式改变成开关模式(即Mp实际上像MOS开关一样工作在深度线性区)。这个做法的好处是不用增大Mp的宽长比(即器件面积)而同时保证VDD到Vout的压降最小化,使整个稳压电路能在超宽的电源电压范围内稳定工作。而实现该电路技术只需增加一个简单的低压检测电路和回路控制开关。
这里本发明的描述和应用是说明性的,并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的,对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是,在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下,本发明可以以其它形式、结构、布置、比例,以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下,可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (8)

1.一种带低压检测的稳压电路,其特征在于,所述稳压电路包括:低压检测电路、回路控制电路、第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三PMOS管M3、第四PMOS管M4、第五PMOS管Mp、二极管D1、第一电阻R1、第二电阻Rb、第三电阻Rf;所述第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三PMOS管M3、第四PMOS管M4、第五PMOS管Mp、二极管D1、第一电阻R1、第二电阻Rb、第三电阻Rf组成了用齐纳二极管做参考的线性反馈稳压电路;
电源电压VDD连接低压检测电路、第一电阻R1的第一端、第三PMOS管M3的源极、第四PMOS管M4的源极、第五PMOS管Mp的源极;
所述低压检测电路连接回路控制电路、二极管D1的负极,二极管D1的负极连接第一电阻R1的第二端、第一NMOS管M1的栅极,二极管D1的正极接地;
所述第三PMOS管M3的漏极连接第一NMOS管M1的漏极、第五PMOS管Mp的栅极;
所述第四PMOS管M4的栅极连接第三PMOS管M3的栅极、第四PMOS管M4的漏极、第二NMOS管M2的漏极;第二NMOS管M2的栅极连接回路控制电路;第一NMOS管M1的源极、第二NMOS管M2的源极连接第二电阻Rb的第一端,第二电阻Rb的第二端接地;
所述第五PMOS管Mp的漏极连接第三电阻Rf的第一端、回路控制电路,第三电阻Rf的第二端接地;回路控制电路的一端接地;
所述低压检测电路包括第四电阻Rd、第六NMOS管Md1、第七NMOS管Md2、第八NMOS管Md3;所述回路控制电路为回路开关,或包括第九PMOS管Ms1、第十NMOS管Ms2;
所述第四电阻Rd的第一端连接电源电压VDD,第四电阻Rd的第二端连接第六NMOS管Md1的漏极、第九PMOS管Ms1的栅极、第十NMOS管Ms2的栅极;
所述第六NMOS管Md1的栅极连接二极管D1的负极,第六NMOS管Md1的源极连接第七NMOS管Md2的漏极、第七NMOS管Md2的栅极;第七NMOS管Md2的源极连接第八NMOS管Md3的漏极、第八NMOS管Md3的栅极;第八NMOS管Md3的源极接地;
所述第九PMOS管Ms1的源极连接第二NMOS管M2的栅极、第十NMOS管Ms2的漏极,第九PMOS管Ms1的漏极连接第三电阻Rf的第一端;第十NMOS管Ms2的源极接地;
当电源电压VDD过低时,将线性反馈电路的回路断开,把M2的栅极强制接地,使M3和M4失去偏置电流而处于关闭状态;所述线性反馈电路指从输出端Vout到误差放大器输入端、即M2栅极的反馈回路;此时,M1仍导通,并将Mp的栅极电位拉至很接近0V,使其最大限度的导通,导通电阻最小化,输出电源能力最大化;回路控制电路由低压检测电路LVD来控制;LVD的作用是检测VDD的高低,当VDD较高时让回路连,当VDD较低时断开回路,输出级变成开路控制;
当VDD>Vzener时,Vz的电位足够高使得Md1、Md2、Md3导通,将Vctrl拉至较低的电平,PMOS管Ms1导通而NMOS管Ms2关闭,反馈回路处于正常工作状态;当VDD<Vzener时,由于Vz电位较低,Vctrl被Rd拉至接近VDD的电平,使得Ms1关闭而Ms2导通,反馈回路断开,M2的栅极接地,实现前述的对Mp的开路控制,使其导通电阻最小化;Vzener指二极管D1的反向击穿电压,Vz指的是二极管D1的阴极电位,二极管D1为齐纳二极管。
2.一种带低压检测的稳压电路,其特征在于,所述稳压电路包括:低压检测电路、回路控制电路、第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三PMOS管M3、第四PMOS管M4、第五PMOS管Mp、二极管D1、第一电阻R1、第二电阻Rb、第三电阻Rf;
电源电压VDD连接低压检测电路、第一电阻R1的第一端、第三PMOS管M3的源极、第四PMOS管M4的源极、第五PMOS管Mp的源极;
所述低压检测电路连接回路控制电路、二极管D1的负极,二极管D1的负极连接第一电阻R1的第二端、第一NMOS管M1的栅极,二极管D1的正极接地;
所述第三PMOS管M3的漏极连接第一NMOS管M1的漏极、第五PMOS管Mp的栅极;
所述第四PMOS管M4的栅极连接第三PMOS管M3的栅极、第四PMOS管M4的漏极、第二NMOS管M2的漏极;第二NMOS管M2的栅极连接回路控制电路;第一NMOS管M1的源极、第二NMOS管M2的源极连接第二电阻Rb的第一端,第二电阻Rb的第二端接地;
所述第五PMOS管Mp的漏极连接第三电阻Rf的第一端、回路控制电路,第三电阻Rf的第二端接地;回路控制电路的一端接地。
3.根据权利要求2所述的带低压检测的稳压电路,其特征在于:
所述第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三PMOS管M3、第四PMOS管M4、第五PMOS管Mp、二极管D1、第一电阻R1、第二电阻Rb、第三电阻Rf组成了用齐纳二极管做参考的线性反馈稳压电路。
4.根据权利要求2所述的带低压检测的稳压电路,其特征在于:
所述低压检测电路包括第四电阻Rd、第六NMOS管Md1、第七NMOS管Md2、第八NMOS管Md3;
所述回路控制电路为回路开关,或包括第九PMOS管Ms1、第十NMOS管Ms2;
所述第四电阻Rd的第一端连接电源电压VDD,第四电阻Rd的第二端连接第六NMOS管Md1的漏极、第九PMOS管Ms1的栅极、第十NMOS管Ms2的栅极;
所述第六NMOS管Md1的栅极连接二极管D1的负极,第六NMOS管Md1的源极连接第七NMOS管Md2的漏极、第七NMOS管Md2的栅极;第七NMOS管Md2的源极连接第八NMOS管Md3的漏极、第八NMOS管Md3的栅极;第八NMOS管Md3的源极接地;
所述第九PMOS管Ms1的源极连接第二NMOS管M2的栅极、第十NMOS管Ms2的漏极,第九PMOS管Ms1的漏极连接第三电阻Rf的第一端;第十NMOS管Ms2的源极接地。
5.根据权利要求2所述的带低压检测的稳压电路,其特征在于:
当电源电压VDD过低时,将线性反馈电路的回路断开,把M2的栅极强制接地,使M3和M4失去偏置电流而处于关闭状态;此时,M1仍导通,并将Mp的栅极电位拉至很接近0V,使其最大限度的导通,导通电阻最小化,输出电源能力最大化;回路控制电路由低压检测电路LVD来控制;LVD的作用是检测VDD的高低,当VDD较高时让回路连,当VDD较低时断开回路,输出级变成开路控制。
6.根据权利要求4所述的带低压检测的稳压电路,其特征在于:
当VDD>Vzener时,Vz的电位足够高使得Md1、Md2、Md3导通,将Vctrl拉至较低的电平,PMOS管Ms1导通而NMOS管Ms2关闭,反馈回路处于正常工作状态;当VDD<Vzener时,由于Vz电位较低,Vctrl被Rd拉至接近VDD的电平,使得Ms1关闭而Ms2导通,反馈回路断开,M2的栅极接地,实现前述的对Mp的开路控制,使其导通电阻最小化;Vzener指二极管D1的反向击穿电压,Vz指的是二极管D1的阴极电位,二极管D1为齐纳二极管。
7.一种权利要求1至5之一所述带低压检测的稳压电路的稳压方法,其特征在于,所述方法:
当电源电压VDD过低时,将线性反馈电路的回路断开,把M2的栅极强制接地,使M3和M4失去偏置电流而处于关闭状态;
此时,M1仍导通,并将Mp的栅极电位拉至很接近0V,使其最大限度的导通,导通电阻最小化,输出电源能力最大化;
回路控制电路由低压检测电路来控制;低压检测电路的作用是检测VDD的高低,当VDD较高时让回路连,当VDD较低时断开回路,输出级变成开路控制。
8.根据权利要求7所述的稳压方法,其特征在于:
所述低压检测电路包括第四电阻Rd、第六NMOS管Md1、第七NMOS管Md2、第八NMOS管Md3;
所述回路控制电路为回路开关,或包括第九PMOS管Ms1、第十NMOS管Ms2;
所述第四电阻Rd的第一端连接电源电压VDD,第四电阻Rd的第二端连接第六NMOS管Md1的漏极、第九PMOS管Ms1的栅极、第十NMOS管Ms2的栅极;
所述第六NMOS管Md1的栅极连接二极管D1的负极,第六NMOS管Md1的源极连接第七NMOS管Md2的漏极、第七NMOS管Md2的栅极;第七NMOS管Md2的源极连接第八NMOS管Md3的漏极、第八NMOS管Md3的栅极;第八NMOS管Md3的源极接地;
所述第九PMOS管Ms1的源极连接第二NMOS管M2的栅极、第十NMOS管Ms2的漏极,第九PMOS管Ms1的漏极连接第三电阻Rf的第一端;第十NMOS管Ms2的源极接地;
当VDD>Vzener时,Vz的电位足够高使得Md1、Md2、Md3导通,将Vctrl拉至较低的电平,PMOS管Ms1导通而NMOS管Ms2关闭,反馈回路处于正常工作状态;
当VDD<Vzener时,由于Vz电位较低,Vctrl被Rd拉至接近VDD的电平,使得Ms1关闭而Ms2导通,反馈回路断开,M2的栅极接地,实现前述的对Mp的开路控制,使其导通电阻最小化;Vzener指二极管D1的反向击穿电压,Vz指的是二极管D1的阴极电位,二极管D1为齐纳二极管。
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