CN107193318A - 高输入输出电流的电压调整电路 - Google Patents

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    • 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
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Abstract

本发明公开了一种高输入输出电流的电压调整电路，包括运算放大子电路、与所述运算放大子电路相连的源跟随子电路、与所述源跟随子电路相连的输出子电路、与所述源跟随子电路和所述输出子电路相连的反馈环路及负载子电路，所述运算放大子电路为所述高输入输出电流的电压调整电路提供增益，所述源跟随子电路为所述高输入输出电流的电压调整电路提供足够的带宽和高的电流输出能力，所述反馈环路获得高的吸收电流的能力。本发明为电压调整电路应用于高速信号翻转系统中提供了解决方案。

Description

高输入输出电流的电压调整电路
技术领域
本发明涉及集成电路领域，特别是涉及一种用于模拟电路的高输入输出电流的电压调整电路。
背景技术
电压调整电路在芯片的设计中是众多系统不可缺少的模块，在电源系统乃至整个模拟电路模块中都有着至关重要的作用。
在一些信号快速翻转的系统中，电路对于电压调整电路的电流吸收和输出能力往往比一般系统高得多。在现在技术中，通常使用源跟随器的结构来获得低的增益和高的带宽，该结构虽然能够为下一级电路提供大的输出电流，但是这种结构并没有很强的吸收电流的能力，所以限制了这类电压调整电路在信号高速翻转系统中的使用。
因此，有必要提供一种用于高速信号翻转系统中的高输入输出电流的电压调整电路。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于高速信号翻转系统中的高输入输出电流的电压调整电路。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高输入输出电流的电压调整电路，包括运算放大子电路、与所述运算放大子电路相连的源跟随子电路、与所述源跟随子电路相连的输出子电路、与所述源跟随子电路和所述输出子电路相连的反馈环路及负载子电路，所述运算放大子电路为所述高输入输出电流的电压调整电路提供增益，所述源跟随子电路为所述高输入输出电流的电压调整电路提供足够的带宽和高的电流输出能力，所述反馈环路获得高的吸收电流的能力。
所述运算放大子电路包括运算放大器及第一电容；所述源跟随子电路包括与所述运算放大子电路相连的第一场效应管及与所述第一场效应管相连的第二场效应管；所述反馈环路包括第三场效应管、与所述第三场效应管相连的第四场效应管、与所述第三场效应管相连的第五场效应管、第六场效应管及与所述第五场效应管相连的第二电容；所述负载子电路包括与所述第一场效应管相连的第七场效应管、与所述第一场效应管相连的第八场效应管、第九场效应管、与所述第九场效应管相连的第一电阻及连接于所述第四场效应管和所述第六场效应管之间的第二电阻；所述输出子电路包括第十场效应管、第十一场效应管及输出端。
所述运算放大器的一输入端与所述高输入输出电流的电压调整电路的输入端相连，所述运算放大器的另一输入端与所述第一场效应管的源极、所述第三场效应管的源极及所述第八场效应管的漏极相连，所述运算放大器的输出端与所述第一电容的一端、所述第一场效应管的栅极及所述第二场效应管的栅极相连。
所述第一场效应管的漏极与所述第七场效应管的栅极和漏极相连；所述第二场效应管的源极、所述第四场效应管的源极、所述第十场效应管的漏极及所述第十一场效应管的漏极共同连接所述输出端，所述第二场效应管的漏极与所述第一电阻的一端、所述第九场效应管的栅极及所述第十场效应管的栅极相连。
所述第三场效应管的栅极和漏极与所述第四场效应管的栅极、所述第五场效应管的漏极及所述第二电容的一端相连；所述第四场效应管的漏极与所述第二电阻的一端、所述第六场效应管的栅极及所述第十一场效应管的栅极相连。
所述第五场效应管的栅极与所述第八场效应管的栅极与电流镜偏置电压端相连；所述第六场效应管的漏极与所述第二电阻的另一端相连；所述第九场效应管的漏极与所述第一电阻的另一端相连。
所述第七场效应管的源极、所述第九场效应管的源极及所述第十场效应管的源极共同连接电源端；所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端、所述第五场效应管的源极、所述第六场效应管的源极、所述第八场效应管的源极及所述第十一场效应管的源极共同连接地端。
所述第一场效应管、所述第二场效应管、所述第五场效应管、所述第六场效应管、所述第八场效应管、所述第十一场效应管为N型场效应管，所述第三场效应管、所述第四场效应管、所述第七场效应管、所述第九场效应管、所述第十场效应管为P型场效应管。
本发明的有益效果是：将普通的源跟随结构吸收电流的能力提高到10mA以上，为电压调整电路应用于高速信号翻转系统中提供了解决方案。
附图说明
图1为本发明高输入输出电流的电压调整电路的结构框图；
图2为本发明高输入输出电流的电压调整电路的具体电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，本发明高输入输出电流的电压调整电路包括运算放大子电路、与运算放大子电路相连的源跟随子电路、与源跟随子电路相连的输出子电路、与源跟随子电路和输出子电路相连的反馈环路及负载子电路。
其中，运算放大子电路用于为高输入输出电流的电压调整电路提供增益；源跟随子电路用于为高输入输出电流的电压调整电路提供足够的带宽和高的电流输出能力；反馈环路用于获得高的吸收电流的能力。
请同时参阅图2，图2为本发明高输入输出电流的电压调整电路的具体电路结构图。在本发明中，运算放大子电路包括运算放大器AMP及第一电容C1；源跟随子电路包括与运算放大子电路相连的第一场效应管M1及与第一场效应管M1相连的第二场效应管M2；反馈环路包括第三场效应管M3、与第三场效应管M3相连的第四场效应管M4、与第三场效应管M3相连的第五场效应管M5、第六场效应管M6及与第五场效应管M5相连的第二电容C2；负载子电路包括与第一场效应管M1相连的第七场效应管M7、与第一场效应管M1相连的第八场效应管M8、第九场效应管M9、与第九场效应管M9相连的第一电阻R1及连接于第四场效应管M4和第六场效应管M6之间的第二电阻R2；输出子电路包括第十场效应管M10、第十一场效应管M11及输出端OUT。
本发明高输入输出电流的电压调整电路的具体电路连接关系如下：运算放大器AMP的一输入端与高输入输出电流的电压调整电路的输入端VIP相连，运算放大器AMP的另一输入端与第一场效应管M1的源极、第三场效应管M3的源极及第八场效应管M8的漏极相连，运算放大器AMP的输出端与第一电容C1的一端、第一场效应管M1的栅极及第二场效应管M2的栅极相连；第一场效应管M1的漏极与第七场效应管M7的栅极和漏极相连；第二场效应管M2的源极、第四场效应管M4的源极、第十场效应管M10的漏极及第十一场效应管M11的漏极共同连接输出端OUT，第二场效应管M2的漏极与第一电阻R1的一端、第九场效应管M9的栅极及第十场效应管M10的栅极相连；第三场效应管M3的栅极和漏极与第四场效应管M4的栅极、第五场效应管M5的漏极及第二电容C2的一端相连；第四场效应管M4的漏极与第二电阻R2的一端、第六场效应管M6的栅极及第十一场效应管M11的栅极相连；第五场效应管M5的栅极与第八场效应管M8的栅极与电流镜偏置电压端VBN相连；第六场效应管M6的漏极与第二电阻R2的另一端相连；第九场效应管M9的漏极与第一电阻R1的另一端相连；第七场效应管M7的源极、第九场效应管M9的源极及第十场效应管M10的源极共同连接电源端avdd；第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端、第五场效应管M5的源极、第六场效应管M6的源极、第八场效应管M8的源极及第十一场效应管M11的源极共同连接地端agnd。
其中，在本实施例中，第一场效应管M1、第二场效应管M2、第五场效应管M5、第六场效应管M6、第八场效应管M8、第十一场效应管M11为N型场效应管，第三场效应管M3、第四场效应管M4、第七场效应管M7、第九场效应管M9、第十场效应管M10为P型场效应管，在其他实施例中，上述场效应管可以为其他结构可以实现相同功能的元器件，并不限于此。
在本发明高输入输出电流的电压调整电路中，运算放大器AMP为高输入输出电流的电压调整电路提供足够的增益，第一场效应管M1为钳位电压用的源跟随结构，第二场效应管M2为输出级源跟随器，第一电容C1保证了运算放大子电路与源跟随子电路的稳定性，第二电容C2为反馈环路稳定性的补偿电容；第一电阻R1与第二电阻R2作为偏置电阻，保证了第六场效应管M6与第九场效应管M9的正常工作。
本发明高输入输出电流的电压调整电路通过第一级的运算放大子电路和第二级的源跟随子电路来钳位输出电压，第一级的运算放大子电路为电压调整电路提供增益，第二级的源跟随子电路为电压调整电路提供足够的带宽和高的电流输出能力，在输出级和源跟随子电路之间通过反馈环路来获得高的吸收电流的能力。本发明提供了一种高输出电流和吸收电流能力的电压调整电路解决方案，所给结构能够将普通的源跟随结构吸收电流的能力提高到10mA以上，为电压调整电路应用于高速信号翻转的系统中提供了一种解决方案。
综上所述，本发明高输入输出电流的电压调整电路将吸收电流的能力提高到10mA以上，为电压调整电路应用于高速信号翻转的系统中提供了一种解决方案。

Claims (8)

1.一种高输入输出电流的电压调整电路，其特征在于：所述高输入输出电流的电压调整电路包括运算放大子电路、与所述运算放大子电路相连的源跟随子电路、与所述源跟随子电路相连的输出子电路、与所述源跟随子电路和所述输出子电路相连的反馈环路及负载子电路，所述运算放大子电路为所述高输入输出电流的电压调整电路提供增益，所述源跟随子电路为所述高输入输出电流的电压调整电路提供足够的带宽和高的电流输出能力，所述反馈环路获得高的吸收电流的能力。
2.根据权利要求1所述的高输入输出电流的电压调整电路，其特征在于：所述运算放大子电路包括运算放大器及第一电容；所述源跟随子电路包括与所述运算放大子电路相连的第一场效应管及与所述第一场效应管相连的第二场效应管；所述反馈环路包括第三场效应管、与所述第三场效应管相连的第四场效应管、与所述第三场效应管相连的第五场效应管、第六场效应管及与所述第五场效应管相连的第二电容；所述负载子电路包括与所述第一场效应管相连的第七场效应管、与所述第一场效应管相连的第八场效应管、第九场效应管、与所述第九场效应管相连的第一电阻及连接于所述第四场效应管和所述第六场效应管之间的第二电阻；所述输出子电路包括第十场效应管、第十一场效应管及输出端。
3.根据权利要求2所述的高输入输出电流的电压调整电路，其特征在于：所述运算放大器的一输入端与所述高输入输出电流的电压调整电路的输入端相连，所述运算放大器的另一输入端与所述第一场效应管的源极、所述第三场效应管的源极及所述第八场效应管的漏极相连，所述运算放大器的输出端与所述第一电容的一端、所述第一场效应管的栅极及所述第二场效应管的栅极相连。
4.根据权利要求3所述的高输入输出电流的电压调整电路，其特征在于：所述第一场效应管的漏极与所述第七场效应管的栅极和漏极相连；所述第二场效应管的源极、所述第四场效应管的源极、所述第十场效应管的漏极及所述第十一场效应管的漏极共同连接所述输出端，所述第二场效应管的漏极与所述第一电阻的一端、所述第九场效应管的栅极及所述第十场效应管的栅极相连。
5.根据权利要求4所述的高输入输出电流的电压调整电路，其特征在于：所述第三场效应管的栅极和漏极与所述第四场效应管的栅极、所述第五场效应管的漏极及所述第二电容的一端相连；所述第四场效应管的漏极与所述第二电阻的一端、所述第六场效应管的栅极及所述第十一场效应管的栅极相连。
6.根据权利要求5所述的高输入输出电流的电压调整电路，其特征在于：所述第五场效应管的栅极与所述第八场效应管的栅极与电流镜偏置电压端相连；所述第六场效应管的漏极与所述第二电阻的另一端相连；所述第九场效应管的漏极与所述第一电阻的另一端相连。
7.根据权利要求6所述的高输入输出电流的电压调整电路，其特征在于：所述第七场效应管的源极、所述第九场效应管的源极及所述第十场效应管的源极共同连接电源端；所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端、所述第五场效应管的源极、所述第六场效应管的源极、所述第八场效应管的源极及所述第十一场效应管的源极共同连接地端。
8.根据权利要求2所述的高输入输出电流的电压调整电路，其特征在于：所述第一场效应管、所述第二场效应管、所述第五场效应管、所述第六场效应管、所述第八场效应管、所述第十一场效应管为N型场效应管，所述第三场效应管、所述第四场效应管、所述第七场效应管、所述第九场效应管、所述第十场效应管为P型场效应管。
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