CN107066007B - 一种电压稳定器电路 - Google Patents

一种电压稳定器电路 Download PDF

Info

Publication number
CN107066007B
CN107066007B CN201710322453.XA CN201710322453A CN107066007B CN 107066007 B CN107066007 B CN 107066007B CN 201710322453 A CN201710322453 A CN 201710322453A CN 107066007 B CN107066007 B CN 107066007B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pipes
voltage
connects
vdd
grid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710322453.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107066007A (zh
Inventor
逯建武
李兆桂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Praran semiconductor (Shanghai) Co.,Ltd.
Original Assignee
Pu Ran Semiconductor (shanghai) Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pu Ran Semiconductor (shanghai) Co Ltd filed Critical Pu Ran Semiconductor (shanghai) Co Ltd
Priority to CN201710322453.XA priority Critical patent/CN107066007B/zh
Publication of CN107066007A publication Critical patent/CN107066007A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107066007B publication Critical patent/CN107066007B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

本发明涉及一种电压稳定器电路，包含：电阻R1、电阻R2、齐纳二极管D1、低压NMOS管N1、高压NMOS管N2、低压双极型NPN晶体管Q1；电阻R1，连接电源电压VDD及N2管的栅端；电阻R2连接GND端及N1管的栅端；齐纳二极管D1，阳极接N1管的栅端，阴极接N2管的栅端；N1管的源端接Q1管的基极，漏端接N2管的栅端，衬底端接地；Q1管的集电极接N2管的栅端，发射极接GND端；N2管的漏端接电源电压VDD，源端、衬底端接输出电压Vout。或者，本发明中以双极性NPN晶体管Q2来替换N1管，使Q2管的集电极接N2管的栅端，基极接二极管D1的阳极，发射极接Q1管的基极。本发明结构简单，可以改善输出电压的线性调节，使其随电源电压的变化更小，并可以有效改善输出电压的温度特性。

Description

一种电压稳定器电路
技术领域
本发明涉及模拟电源技术领域，特别涉及一种电压稳定器电路。
背景技术
如图1所示，传统的电压稳定器电路包含电阻R1、齐纳二级管D1、高压Nmos管N1；该结构产生的输出电压Vout＝Vz-VGSN1，其中Vz为齐纳二极管D1的嵌位电压，为正温度特性；VGSN1为N1管的栅源压降，为负温度特性，所以输出电压表现为正温度特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电压稳定器电路，来改善其输出电压的线性调节，并改善输出电压的温度特性。
为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供一种电压稳定器电路，其中包含：
电阻R1、电阻R2、齐纳二极管D1、低压NMOS管N1、高压NMOS管N2、低压双极型NPN晶体管Q1；
所述电阻R1，一端连接电源电压VDD，另一端连接到N2管的栅端；
所述电阻R2，一端连接GND端，另一端连接到N1管的栅端；
所述齐纳二极管D1，阳极接N1管的栅端，阴极接N2管的栅端；
N1管的源端接Q1管的基极，漏端接N2管的栅端，衬底端接地；
Q1管的集电极接N2管的栅端，发射极接GND端；
N2管的漏端接电源电压VDD，源端、衬底端接输出电压Vout。
优选地，当电源电压VDD为低压时，二极管D1、N1管、Q1管都没有开启，N2管的栅电压等于电源电压VDD，输出电压Vout＝VDD-VGSN2；
当电源电压VDD为高压，二极管D1、N1管、Q1管都开启，N2管的栅端被嵌位，随着电源电压VDD升高，N2管的栅电压基本不变，输出电压Vout＝Vz+VGSN1+VBE1-VGSN2；
其中，Vz为二极管D1的嵌位电压，VGSN1为N1管的栅源压降，VGSN2为N2管的栅源压降，VBE1为Q1管的基极-发射极压降。
优选地，二极管D1的嵌位电压Vz为正温度特性；
N1管的栅源压降VGSN1、N2管的栅源压降VGSN2、Q1管的基极-发射极压降VBE1均为负温度特性。
优选地，所述输出电压的温度系数为200ppm以下。
本发明的另一个技术方案是提供一种电压稳定器电路，其中包含：
电阻R1、电阻R2、齐纳二极管D1、高压NMOS管N2、低压双极型NPN晶体管Q1及Q2；
所述电阻R1，一端连接电源电压VDD，另一端连接到N2管的栅端；
所述电阻R2，一端连接GND端，另一端连接到Q2管的基极；
所述齐纳二极管D1，阳极接Q2管的基极，阴极接N2管的栅端；
Q1管的集电极接N2管的栅端，发射极接GND端；
Q2管的集电极接N2管的栅端，基极接齐纳二极管D1的阳极，发射极接Q1管的基极；
N2管的漏端接电源电压VDD，源端、衬底端接输出电压Vout。
优选地，当电源电压VDD为低压时，二极管D1、Q1管、Q2管都没有开启，N2管的栅电压等于电源电压VDD，输出电压Vout＝VDD-VGSN2；
当电源电压VDD为高压，二极管D1、Q1管、Q2管都开启，N2管的栅端被嵌位，随着电源电压VDD升高，N2管的栅电压基本不变，输出电压Vout＝Vz+VBE2+VBE1-VGSN2；
其中，Vz为二极管D1的嵌位电压，VGSN2为N2管的栅源压降，VBE1、VBE2分别为Q1管、Q2管的基极-发射极压降。
优选地，二极管D1的嵌位电压Vz为正温度特性；
N2管的栅源压降VGSN2、Q1管的基极-发射极压降VBE1、Q2管的基极-发射极压降VBE2均为负温度特性。
优选地，所述输出电压的温度系数为200ppm以下。
综上所述，本发明的电压稳定器电路，能够在2.5V～几十伏特的宽电压范围，使得输出电压在1.5V至几伏特范围。电路结构简单，不存在电路稳定性的问题。采用N型器件作为驱动器件，能够有效的降低集成电路的面积，有利于降低成本。本发明可以改善输出电压的线性调节，使其随电源电压的变化更小，并且可以有效改善输出电压的温度特性。
附图说明
图1是传统电压稳定器电路的示意图；
图2是本发明所述电压稳定器电路在一个示例中的示意图；
图3是本发明所述电压稳定器电路在另一个示例中的示意图；
图4是本发明与传统电路相比较的，涉及输出电压Vout与电源电压VDD的关系曲线；
图5是本发明与传统电路相比较的，涉及输出电压Vout与温度的关系曲线。
具体实施方式
如图2所示，本发明所述电压稳定器电路的一个示例中，包含：
电阻R1，一端连接VDD，一端连接到N2管的栅端；
电阻R2，一端连接GND，一端连接到N1管的栅端；
二极管D1，是齐纳二极管，阳极接N1管的栅端，阴极接N2管的栅端；
N1管，是低压NMOS管；该N1管的栅端接二极管D1的阳极，源端接Q1管的基极，漏端接N2管的栅端，衬底端接地；
Q1管，是低压双极型NPN晶体管，集电极接N2管的栅端，基极接N1管的源端，发射极接GND；
N2管，是高压NMOS管，漏端接VDD，栅端接D1阴极，源端、衬底端接Vout。
本发明的示例中，以6V作为高压与低压的分界。
如图3所示的另一个电压稳定器电路的示例中，以双极性NPN晶体管Q2来替换图2示例中的低压NMOS管N1。其中，使Q2管的集电极接N2管的栅端，基极接二极管D1的阳极，发射极接Q1管的基极。
从图2、图3可以看出，当VDD为低压，D1/N1/Q1都没有开启，N2管的栅电压等于VDD，所以Vout＝VDD-VGSN2，其中VGSN2为N2管的栅源压降。
当VDD为高压，D1/N1/Q1都开启，N2管的栅端被嵌位，随着VDD升高，N2管的栅电压基本不变，输出电压Vout＝Vz+VGSN1+VBE1-VGSN2，或者Vout＝Vz+VBE2+VBE1-VGSN2，其中Vz为二极管D1的嵌位电压，VGSN1为N1管的栅源压降，VBE1/VBE2分别为Q1/Q2的基极-发射极压降。
上式中，Vz为正温度特性，VGSN1、VBE1、VBE2、VGSN2为负温度特性。所以输出电压具有较低的温度系数。在一些优选的示例中，输出电压的温度系数可以达到200ppm以下。
如图4所示，为输出电压Vout与电源电压VDD的关系曲线，Vout1、Vout2分别为图1与图3的电路仿真结果，VDD从10～20V变化，Vout1变化123mV，Vout2变化76mV，可以明显看出相比传统电路，本发明对应的Vout2随电源电压变化较小。
如图5所示，为输出电压Vout与温度的曲线关系，Vout1、Vout2分别为图1与图3的电路仿真结果，温度从-20～150℃变化，Vout1变化1.24V，Vout2变化0.17V，可以明显看出相比传统电路，本发明对应的Vout2随温度变化更小。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种电压稳定器电路，其特征在于，包含：
电阻R1、电阻R2、齐纳二极管D1、低压NMOS管N1、高压NMOS管N2、低压双极型NPN晶体管Q1；
所述电阻R1，一端连接电源电压VDD，另一端连接到N2管的栅端；
所述电阻R2，一端连接GND端，另一端连接到N1管的栅端；
所述齐纳二极管D1，阳极接N1管的栅端，阴极接N2管的栅端；
N1管的源端接Q1管的基极，漏端接N2管的栅端，衬底端接地；
Q1管的集电极接N2管的栅端，发射极接GND端；
N2管的漏端接电源电压VDD，源端、衬底端接输出电压Vout。
2.如权利要求1所述的一种电压稳定器电路，其特征在于，
当电源电压VDD为低压时，二极管D1、N1管、Q1管都没有开启，N2管的栅电压等于电源电压VDD，输出电压Vout＝VDD-VGSN2；
当电源电压VDD为高压，二极管D1、N1管、Q1管都开启，N2管的栅端被嵌位，随着电源电压VDD升高，N2管的栅电压基本不变，输出电压Vout＝Vz+VGSN1+VBE1-VGSN2；
其中，Vz为二极管D1的嵌位电压，VGSN1为N1管的栅源压降，VGSN2为N2管的栅源压降，VBE1为Q1管的基极-发射极压降。
3.如权利要求2所述的一种电压稳定器电路，其特征在于，
二极管D1的嵌位电压Vz为正温度特性；
N1管的栅源压降VGSN1、N2管的栅源压降VGSN2、Q1管的基极-发射极压降VBE1均为负温度特性。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的一种电压稳定器电路，其特征在于，
所述输出电压的温度系数为200ppm以下。
5.一种电压稳定器电路，其特征在于，包含：
电阻R1、电阻R2、齐纳二极管D1、高压NMOS管N2、低压双极型NPN晶体管Q1及Q2；
所述电阻R1，一端连接电源电压VDD，另一端连接到N2管的栅端；
所述电阻R2，一端连接GND端，另一端连接到Q2管的基极；
所述齐纳二极管D1，阳极接Q2管的基极，阴极接N2管的栅端；
Q1管的集电极接N2管的栅端，发射极接GND端；
Q2管的集电极接N2管的栅端，基极接齐纳二极管D1的阳极，发射极接Q1管的基极；
N2管的漏端接电源电压VDD，源端、衬底端接输出电压Vout。
6.如权利要求5所述的一种电压稳定器电路，其特征在于，
当电源电压VDD为低压时，二极管D1、Q1管、Q2管都没有开启，N2管的栅电压等于电源电压VDD，输出电压Vout＝VDD-VGSN2；
当电源电压VDD为高压，二极管D1、Q1管、Q2管都开启，N2管的栅端被嵌位，随着电源电压VDD升高，N2管的栅电压基本不变，输出电压Vout＝Vz+VBE2+VBE1-VGSN2；
其中，Vz为二极管D1的嵌位电压，VGSN2为N2管的栅源压降，VBE1、VBE2分别为Q1管、Q2管的基极-发射极压降。
7.如权利要求5所述的一种电压稳定器电路，其特征在于，
二极管D1的嵌位电压Vz为正温度特性；
N2管的栅源压降VGSN2、Q1管的基极-发射极压降VBE1、Q2管的基极-发射极压降VBE2均为负温度特性。
8.如权利要求5～7中任意一项所述的一种电压稳定器电路，其特征在于，
所述输出电压的温度系数为200ppm以下。
CN201710322453.XA 2017-05-09 2017-05-09 一种电压稳定器电路 Active CN107066007B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710322453.XA CN107066007B (zh) 2017-05-09 2017-05-09 一种电压稳定器电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710322453.XA CN107066007B (zh) 2017-05-09 2017-05-09 一种电压稳定器电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107066007A CN107066007A (zh) 2017-08-18
CN107066007B true CN107066007B (zh) 2018-08-10

Family

ID=59597601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710322453.XA Active CN107066007B (zh) 2017-05-09 2017-05-09 一种电压稳定器电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107066007B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111007910B (zh) * 2019-12-19 2021-07-23 思瑞浦微电子科技（苏州）股份有限公司 开漏输出控制电路

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53143956A (en) * 1977-05-20 1978-12-14 Hitachi Ltd Constant voltage circuit
DE3150176C2 (de) * 1981-12-18 1984-05-30 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Elektronischer Konstantstromgeber für Hochspannungsgeräte
CN101751061B (zh) * 2008-12-17 2012-04-18 上海华虹Nec电子有限公司 高压电压稳定器
CN103235631B (zh) * 2013-04-15 2015-07-08 无锡普雅半导体有限公司 一种电压稳定器电路
CN204887591U (zh) * 2015-07-28 2015-12-16 国网山东省电力公司烟台供电公司 一种led电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN107066007A (zh) 2017-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104375545A (zh) 带隙参考电压电路与其电子装置
CN104993454A (zh) 过温保护电路
CN109672414A (zh) 一种带有温度补偿的偏置电路结构
CN107817860B (zh) 低压带隙基准电路及电压发生电路
CN108549451B (zh) 高压驱动芯片内部电源电路
CN107066007B (zh) 一种电压稳定器电路
CN108427468A (zh) 一种低温漂快速瞬态响应高电源抑制比带隙基准电压源
CN109254612B (zh) 一种高阶温度补偿的带隙基准电路
CN110083193B (zh) 带隙基准电压产生电路
CN204667243U (zh) 一种电压调整电路
TWI332136B (en) Voltage stabilizing circuit
CN102364569B (zh) 一种线性恒流驱动控制电路及其led显示器
US10732662B2 (en) Band-gap reference circuit
CN108196615A (zh) 一种高精度、低功耗电源装置
CN103092251A (zh) 带隙参考电压产生电路
CN107132405B (zh) 一种用于同步降压型变换器的过零检测电路
CN108279729A (zh) 用于带隙基准电路的启动电路
CN115333367A (zh) 电压转换电路
CN108241398B (zh) 一种低功耗无电阻基准电压源及电源装置
CN207490898U (zh) 双电源运放的逻辑电平转换装置和放大电路
CN102033566A (zh) 双极npn型带隙基准电压电路
CN105049022A (zh) 接口电路
CN211349131U (zh) 一种基准电压温控散热电路
CN112731998A (zh) 基于mosfet的ztc工作点的电压基准电路
CN104898754B (zh) 一种低压差线性稳压器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Room 504, 560 Shengxia Road, Pudong New Area, Shanghai 200000

Patentee after: Praran semiconductor (Shanghai) Co.,Ltd.

Address before: 201210 No. 406, No. 560, midsummer Road, Shanghai Free Trade Zone, Shanghai, Pudong New Area

Patentee before: PUYA SEMICONDUCTOR (SHANGHAI) Co.,Ltd.