CN107844153A - 高电源抑制比电压调整电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高电源抑制比电压调整电路，包括启动子电路、与所述启动子电路相连的用于提供基准电流的基准源子电路、与所述基准源子电路相连的电压调整子电路、连接于所述基准源子电路与所述电压调整子电路之间的用于保证环路稳定性的负反馈子电路及与所述电压调整子电路相连的高电源抑制比子电路，所述启动子电路启动所述高电源抑制比电压调整电路的工作，所述电压调整子电路产生需要的可以调节的输出电压，所述高电源抑制比子电路提高所述高电源抑制比电压调整电路的电源抑制比。本发明提高了电压调整电路的高频段部分的电源抑制比。

Description

高电源抑制比电压调整电路
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速数字模块的高电源抑制比电压调整电路。
背景技术
电压调整电路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，相对于普通的电压调整电路，比如LDO、DC-DC等系统所得的基准电压，虽然在低频段具有较好的电源抑制比(PSRR，Power Supply Rejection Ratio)，但是在高频段并不能满足某些特定系统的需求。
在现有技术中，特别是在模拟模块的高速数字系统中对于电压高频段的电源抑制比尤为关注，而现有结构的电压调整电路并不能满足这个要求。
因此，有必要提供一种用于模拟电路中的高速数字模块使用的高电源抑制比电压调整电路。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于模拟电路中的高速数字模块使用的高电源抑制比电压调整电路。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高电源抑制比电压调整电路，包括启动子电路、与所述启动子电路相连的用于提供基准电流的基准源子电路、与所述基准源子电路相连的电压调整子电路、连接于所述基准源子电路与所述电压调整子电路之间的用于保证环路稳定性的负反馈子电路及与所述电压调整子电路相连的高电源抑制比子电路，所述启动子电路启动所述高电源抑制比电压调整电路的工作，所述电压调整子电路产生需要的可以调节的输出电压，所述高电源抑制比子电路提高所述高电源抑制比电压调整电路的电源抑制比。
所述基准源子电路包括第一场效应管、与所述第一场效应管相连的第二场效应管、与所述第一场效应管相连的第三场效应管、与所述第二场效应管和所述第三场效应管相连的第四场效应管及与所述第四场效应管相连的第一电阻；所述负反馈子电路包括与所述启动子电路相连的第五场效应管、与所述第五场效应管相连的第六场效应管、与所述启动子电路相连的第七场效应管、与所述第七场效应管相连的第八场效应管、与所述第八场效应管相连的第九场效应管、与所述第九场效应管相连的第十场效应管、与所述第七场效应管相连的第二电阻、与所述第八场效应管相连的第三电阻及第四电阻；所述电压调整子电路包括与所述第四电阻相连的第十一场效应管、与所述第十一场效应管相连的第十二场效应管、与所述第十一场效应管相连的第十三场效应管、与所述第十三场效应管相连的第十四场效应管、与所述第十四场效应管相连的第十五场效应管、与所述第十三场效应管和所述第十四场效应管相连的第十六场效应管、与所述第十三场效应管相连的第五电阻、与所述第十五场效应管相连的第六电阻、与所述第十六场效应管相连的第七电阻及与所述第七电阻相连的第十七场效应管；所述高电源抑制比子电路包括与所述第十六场效应管相连的第十八场效应管。
所述第一场效应管的栅极与所述第二场效应管的栅极和漏极及所述第四场效应管的漏极相连，所述第一场效应管的源级与所述第二场效应管的源级、所述第五场效应管的源级、所述第七场效应管的漏极及所述第九场效应管的栅极共同连接所述启动子电路，所述第一场效应管的漏极与所述第三场效应管的栅极和漏极、所述第四场效应管的栅极、所述第五场效应管的栅极、所述第十场效应管的栅极、所述第十五场效应管的栅极及所述第十七场效应管的栅极相连。
所述第四场效应管的源级与所述第一电阻的一端相连；所述第五场效应管的漏极与所述第六场效应管的栅极和漏极相连；所述第七场效应管的栅极与所述第八场效应管的栅极和漏极、所述第九场效应管的漏极、所述第十一场效应管的栅极及所述第十三场效应管的栅极相连。
所述第七场效应管的源级与所述第二电阻的一端相连；所述第八场效应管的源级与所述第三电阻的一端相连；所述第九场效应管的源级与所述第十场效应管的漏极相连；所述第十一场效应管的源级与所述第四电阻的一端相连，所述第十一场效应管的漏极与所述第十二场效应管的栅极和漏极及所述第十四场效应管的栅极相连。
所述第十三场效应管的源级与所述第五电阻的一端相连，所述第十三场效应管的漏极与所述第十四场效应管的漏极及所述第十六场效应管的栅极相连；所述第十四场效应管的源级与所述第十五场效应管的漏极相连；所述第十五场效应管的源级与所述第六电阻的一端及所述第十七场效应管的漏极相连；所述第十六场效应管的源级与所述第十八场效应管的源级相连，所述第十六场效应管的漏极与所述第七电阻的一端共同连接输出端；所述第十七场效应管的源级与所述第七电阻的另一端相连；所述第十八场效应管的栅极与电压控制端相连。
所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的另一端、所述第四电阻的另一端、所述第五电阻的另一端及所述第十八场效应管的漏极共同连接电源端；所述第三场效应管的源级、所述第六场效应管的源级、所述第一电阻的另一端、所述第十场效应管的源级、所述第十二场效应管的源级、所述第六电阻的另一端共同连接地端。
所述第一场效应管、所述第二场效应管、所述第五场效应管、所述第七场效应管、所述第八场效应管、所述第十一场效应管、所述第十三场效应管、所述第十六场效应管、所述第十七场效应管为P型场效应管，所述第三场效应管、所述第四场效应管、所述第六场效应管、所述第九场效应管、所述第十场效应管、所述第十二场效应管、所述第十四场效应管、所述第十五场效应管、所述第十八场效应管为N型场效应管。
本发明的有益效果是：提高了电压调整电路的高频段部分的电源抑制比，为电压调整电路应用于模拟电路的高速数字模块提供了解决方案。
附图说明
图1为本发明高电源抑制比电压调整电路的结构框图；
图2为本发明高电源抑制比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，本发明高电源抑制比电压调整电路包括启动子电路、与启动子电路相连的基准源子电路、与基准源子电路相连的电压调整子电路、连接于基准源子电路与电压调整子电路之间的负反馈子电路及与电压调整子电路相连的高电源抑制比子电路。
其中，启动子电路用于启动高电源抑制比电压调整电路的工作；基准源子电路用于为高电源抑制比电压调整电路提供基准电流；电压调整子电路用于产生需要的可以调节的输出电压；负反馈子电路用于保证环路稳定性；高电源抑制比子电路用于提高高电源抑制比电压调整电路的电源抑制比。
请同时参阅图2，图2为本发明高电源抑制比电压调整电路的具体电路结构图。在本发明中，基准源子电路包括第一场效应管M1、与第一场效应管M1相连的第二场效应管M2、与第一场效应管M1相连的第三场效应管M3、与第二场效应管M2和第三场效应管M3相连的第四场效应管M4及与第四场效应管M4相连的第一电阻R1；负反馈子电路包括与启动子电路相连的第五场效应管M5、与第五场效应管M5相连的第六场效应管M6、与启动子电路相连的第七场效应管M7、与第七场效应管M7相连的第八场效应管M8、与第八场效应管M8相连的第九场效应管M9、与第九场效应管M9相连的第十场效应管M10、与第七场效应管M7相连的第二电阻R2、与第八场效应管M8相连的第三电阻R3及第四电阻R4；电压调整子电路包括与第四电阻R4相连的第十一场效应管M11、与第十一场效应管M11相连的第十二场效应管M12、与第十一场效应管M11相连的第十三场效应管M13、与第十三场效应管M13相连的第十四场效应管M14、与第十四场效应管M14相连的第十五场效应管M15、与第十三场效应管M13和第十四场效应管M14相连的第十六场效应管M16、与第十三场效应管M13相连的第五电阻R5、与第十五场效应管M15相连的第六电阻R6、与第十六场效应管M16相连的第七电阻R7及与第七电阻R7相连的第十七场效应管M17；高电源抑制比子电路包括与第十六场效应管M16相连的第十八场效应管M18。
本发明高电源抑制比电压调整电路的具体电路连接关系如下：第一场效应管M1的栅极与第二场效应管M2的栅极和漏极及第四场效应管M4的漏极相连，第一场效应管M1的源级与第二场效应管M2的源级、第五场效应管M5的源级、第七场效应管M7的漏极及第九场效应管M9的栅极共同连接启动子电路，第一场效应管M1的漏极与第三场效应管M3的栅极和漏极、第四场效应管M4的栅极、第五场效应管M5的栅极、第十场效应管M10的栅极、第十五场效应管M15的栅极及第十七场效应管M17的栅极相连；第四场效应管M4的源级与第一电阻R1的一端相连；第五场效应管M5的漏极与第六场效应管M6的栅极和漏极相连；第七场效应管M7的栅极与第八场效应管M8的栅极和漏极、第九场效应管M9的漏极、第十一场效应管M11的栅极及第十三场效应管M13的栅极相连，第七场效应管M7的源级与第二电阻R2的一端相连；第八场效应管M8的源级与第三电阻R3的一端相连；第九场效应管M9的源级与第十场效应管M10的漏极相连；第十一场效应管M11的源级与第四电阻R4的一端相连，第十一场效应管M11的漏极与第十二场效应管M12的栅极和漏极及第十四场效应管M14的栅极相连；第十三场效应管M13的源级与第五电阻R5的一端相连，第十三场效应管M13的漏极与第十四场效应管M14的漏极及第十六场效应管M16的栅极相连；第十四场效应管M14的源级与第十五场效应管M15的漏极相连；第十五场效应管M15的源级与第六电阻R6的一端及第十七场效应管M17的漏极相连；第十六场效应管M16的源级与第十八场效应管M18的源级相连，第十六场效应管M16的漏极与第七电阻R7的一端共同连接输出端OUT；第十七场效应管M17的源级与第七电阻R7的另一端相连；第十八场效应管M18的栅极与电压控制端VB相连；第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的另一端、第四电阻R4的另一端、第五电阻R5的另一端及第十八场效应管M18的漏极共同连接电源端AVDD；第三场效应管M3的源级、第六场效应管M6的源级、第一电阻R1的另一端、第十场效应管M10的源级、第十二场效应管M12的源级、第六电阻R6的另一端共同连接地端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、第七场效应管M7、第八场效应管M8、第十一场效应管M11、第十三场效应管M13、第十六场效应管M16、第十七场效应管M17为P型场效应管，第三场效应管M3、第四场效应管M4、第六场效应管M6、第九场效应管M9、第十场效应管M10、第十二场效应管M12、第十四场效应管M14、第十五场效应管M15、第十八场效应管M18为N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。
本发明高电源抑制比电压调整电路的工作原理如下：启动子电路被启动，高电源抑制比电压调整电路开始工作，基准源子电路为高电源抑制比电压调整电路提供基准电流，负反馈子电路保证了环路稳定性，通过钳位第十五场效应管M15与第十七场效应管M17的电压，来提高低频时的电源抑制比；第六电阻R6为做加电流的产生电阻，使得第十五场效应管M15与第十七场效应管M17的漏电流之和等于第六电阻R6的电流，从而控制第十七场效应管M17的漏极电流，第七电阻R7为输出电压的调整电阻；第十六场效应管M16为驱动管，第十八场效应管M18的结构提高了高频时的电源抑制比；第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4及第五电阻R5为压降电阻，第十二场效应管M12与第六场效应管M6为二极管接法的电阻结构，与第九场效应管M9的作用相同，都是用来产生足够的压降；第十一场效应管M11、第十三场效应管M13及第十五场效应管M15均可作为电流镜像管；从而使得电压调整子电路产生一个需要的可以调节的输出电压通过输出端OUT输出。
本发明高电源抑制比电压调整电路通过基准源子电路产生电流激励，通过负反馈子电路来提高低频段的电源抑制比，然后通过钳位电压来产生固定电流，与电流基准做减，从而产生可调节大小的电流，再通过电阻来调节所得到的输出电压；另外，在驱动管上通过N管来形成高频段的高电源抑制比结构，从而提升电压调整电路的电源抑制比。
综上所述，本发明高电源抑制比电压调整电路提高了电压调整电路的高频段部分的电源抑制比，为电压调整电路应用于模拟电路的高速数字模块提供了解决方案。

Claims (8)

1.一种高电源抑制比电压调整电路，其特征在于：所述高电源抑制比电压调整电路包括启动子电路、与所述启动子电路相连的用于提供基准电流的基准源子电路、与所述基准源子电路相连的电压调整子电路、连接于所述基准源子电路与所述电压调整子电路之间的用于保证环路稳定性的负反馈子电路及与所述电压调整子电路相连的高电源抑制比子电路，所述启动子电路启动所述高电源抑制比电压调整电路的工作，所述电压调整子电路产生需要的可以调节的输出电压，所述高电源抑制比子电路提高所述高电源抑制比电压调整电路的电源抑制比。
2.根据权利要求1所述的高电源抑制比电压调整电路，其特征在于：所述基准源子电路包括第一场效应管、与所述第一场效应管相连的第二场效应管、与所述第一场效应管相连的第三场效应管、与所述第二场效应管和所述第三场效应管相连的第四场效应管及与所述第四场效应管相连的第一电阻；所述负反馈子电路包括与所述启动子电路相连的第五场效应管、与所述第五场效应管相连的第六场效应管、与所述启动子电路相连的第七场效应管、与所述第七场效应管相连的第八场效应管、与所述第八场效应管相连的第九场效应管、与所述第九场效应管相连的第十场效应管、与所述第七场效应管相连的第二电阻、与所述第八场效应管相连的第三电阻及第四电阻；所述电压调整子电路包括与所述第四电阻相连的第十一场效应管、与所述第十一场效应管相连的第十二场效应管、与所述第十一场效应管相连的第十三场效应管、与所述第十三场效应管相连的第十四场效应管、与所述第十四场效应管相连的第十五场效应管、与所述第十三场效应管和所述第十四场效应管相连的第十六场效应管、与所述第十三场效应管相连的第五电阻、与所述第十五场效应管相连的第六电阻、与所述第十六场效应管相连的第七电阻及与所述第七电阻相连的第十七场效应管；所述高电源抑制比子电路包括与所述第十六场效应管相连的第十八场效应管。
3.根据权利要求2所述的高电源抑制比电压调整电路，其特征在于：所述第一场效应管的栅极与所述第二场效应管的栅极和漏极及所述第四场效应管的漏极相连，所述第一场效应管的源级与所述第二场效应管的源级、所述第五场效应管的源级、所述第七场效应管的漏极及所述第九场效应管的栅极共同连接所述启动子电路，所述第一场效应管的漏极与所述第三场效应管的栅极和漏极、所述第四场效应管的栅极、所述第五场效应管的栅极、所述第十场效应管的栅极、所述第十五场效应管的栅极及所述第十七场效应管的栅极相连。
4.根据权利要求3所述的高电源抑制比电压调整电路，其特征在于：所述第四场效应管的源级与所述第一电阻的一端相连；所述第五场效应管的漏极与所述第六场效应管的栅极和漏极相连；所述第七场效应管的栅极与所述第八场效应管的栅极和漏极、所述第九场效应管的漏极、所述第十一场效应管的栅极及所述第十三场效应管的栅极相连。
5.根据权利要求4所述的高电源抑制比电压调整电路，其特征在于：所述第七场效应管的源级与所述第二电阻的一端相连；所述第八场效应管的源级与所述第三电阻的一端相连；所述第九场效应管的源级与所述第十场效应管的漏极相连；所述第十一场效应管的源级与所述第四电阻的一端相连，所述第十一场效应管的漏极与所述第十二场效应管的栅极和漏极及所述第十四场效应管的栅极相连。
6.根据权利要求5所述的高电源抑制比电压调整电路，其特征在于：所述第十三场效应管的源级与所述第五电阻的一端相连，所述第十三场效应管的漏极与所述第十四场效应管的漏极及所述第十六场效应管的栅极相连；所述第十四场效应管的源级与所述第十五场效应管的漏极相连；所述第十五场效应管的源级与所述第六电阻的一端及所述第十七场效应管的漏极相连；所述第十六场效应管的源级与所述第十八场效应管的源级相连，所述第十六场效应管的漏极与所述第七电阻的一端共同连接输出端；所述第十七场效应管的源级与所述第七电阻的另一端相连；所述第十八场效应管的栅极与电压控制端相连。
7.根据权利要求6所述的高电源抑制比电压调整电路，其特征在于：所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的另一端、所述第四电阻的另一端、所述第五电阻的另一端及所述第十八场效应管的漏极共同连接电源端；所述第三场效应管的源级、所述第六场效应管的源级、所述第一电阻的另一端、所述第十场效应管的源级、所述第十二场效应管的源级、所述第六电阻的另一端共同连接地端。
8.根据权利要求2所述的高电源抑制比电压调整电路，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、所述第七场效应管、所述第八场效应管、所述第十一场效应管、所述第十三场效应管、所述第十六场效应管、所述第十七场效应管为P型场效应管，所述第三场效应管、所述第四场效应管、所述第六场效应管、所述第九场效应管、所述第十场效应管、所述第十二场效应管、所述第十四场效应管、所述第十五场效应管、所述第十八场效应管为N型场效应管。
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