CN1722042A - 电压调节器 - Google Patents

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Abstract

提供响应度极佳且功耗低的电压调节器。电压调节器的瞬时响应改善电路设有用于检测电源电压的检测部分。通过检测电源电压的波动水平控制电压放大电路的工作电流。因此，提供了响应度极佳且功耗低的电压调节器。

Description

电压调节器
技术领域
本发明涉及电压调节器，其响应度极好且功耗低。
背景技术
图3示出了传统电压调节器的电路图。参考电压电路20输出参考电压Vref。反馈电压VFB从电阻器50和电阻器60之间的节点输出，所述反馈电压VFB是通过使输出端的输出电压Vout通过电阻器50和电阻器60被分压而获得的。电压放大电路30基于反馈电压VFB和参考电压Vref之间的比较结果控制PMOS晶体管40，以便输出电压Vout变得恒定(参见例如JP 2001-282371 A)。
然而，在这种常规电压调节器中，为了在电源波动时获得稳定的输出电压Vout，必须增加电压放大电路30中消耗的电流，因此通常不管电源电压的波动水平如何，都引起大电流流过电压放大电路30。
发明内容
为了解决与现有相关技术相关的上述问题而提出了本发明，因此本发明的目的是提供响应度极佳且功耗低的电压调节器。
根据本发明的电压调节电路的瞬时响应改善电路设有用于检测电源电压的检测部分。因此，通过相应于电源电压的波动水平来控制电压放大电路的工作电流，解决了上述问题。因此，提供了响应度极佳且功耗低的电压调节器。
根据本发明，基于电源电压的波动水平的检测结果来控制电压放大电路的工作电流。结果是，在电源电压无波动的正常工作期间，功耗变小，而在电源电压波动的瞬时响应期间，增加功耗以改善响应度。因此，可以提供响应度极佳且功耗低的电压调节器。
附图说明
在附图中：
图1是根据本发明一个实施例的电压调节器电路的框图；
图2是根据本发明的该实施例的电压调节器电路中的瞬时响应改善电路和电压放大电路的电路图；以及
图3是传统电压调节器电路的框图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的电压调节器电路的框图。参考电压电路20输出参考电压Vref。反馈电压VFB从电阻器50和电阻器60之间的节点输出，所述反馈电压VFB是通过由电阻器50和60分压输出端的输出电压Vout获得的。电压放大电路30基于反馈电压VFB和参考电压Vref之间的比较结果控制PMOS晶体管40，以便输出电压Vout变得恒定。瞬时响应改善电路80接收参考电压Vref和电源电压作为其输入，并输出用于控制电压放大电路30的工作电流的信号。
图2是本发明的瞬时响应改善电路和电压放大电路的电路图。瞬时响应改善电路80包括恒定电流部分、用于检测电源电压的波动水平的检测部分、以及输出部分。瞬时响应改善电路80用于检测电源电压的波动水平，目的是为了控制被引起流过电压放大电路30的电流。
恒定电流部分是由PMOS晶体管1和2构成的电流镜电路。该电流镜电路基于分别施加到PMOS晶体管1和2的栅电极的参考电压Vref，引起预定的恒定电流流过。用于检测电源电压的波动水平的检测部分由NMOS晶体管3和4构成，NMOS晶体管3和4各自的栅电极通过一个节点彼此连接。用于监测电源电压的电容器6连接到该节点。输出部分由NMOS晶体管5构成，其栅极由NMOS晶体管4的漏极电压控制。
电压放大电路30包括恒定电流电路和差分放大电路。该恒定电流电路由NMOS晶体管7构成并用于引起预定恒定电流流过差分放大电路，所述NMOS晶体管7的栅极施加有参考电压。该差分放大电路包括由PMOS晶体管8和9构成的电流镜电路、以及由NMOS晶体管10和11构成的差分对(differential pair)。如图1所示，参考电压施加到NMOS晶体管10的栅极，且反馈电压VFB施加到NMOS晶体管11的栅极。表示NMOS晶体管10的栅极电压和NMOS晶体管11的栅极电压之间的比较结果的电压信号输出到PMOS晶体管40的栅极，如图1所示。
瞬时响应改善电路80的NMOS晶体管5也与电压放大电路30的NMOS晶体管7并联连接。
下面，将描述本发明的瞬时响应改善电路80的工作。
首先，当电源电压无波动时，检测部分的NMOS晶体管3和4处于导通状态，因此引起恒定电流从恒定电流部分分别流过NMOS晶体管3和4。由于NMOS晶体管4的源极接地，所以此时NMOS晶体管4的漏极电压低于NMOS晶体管5的阈值，因此NOMS晶体管5处于截止状态。如图2所示，NMOS晶体管5的漏极与电压放大电路的恒定电流源并联连接。然而，由于NMOS晶体管5处于截止状态，所以没有电流流过NMOS晶体管5。
接着，当电源电压波动时，与电源电压和NMOS晶体管3和4的公共栅极电压相对应的电荷聚集在电容器6中。当电源电压降低时，NMOS晶体管3和4的公共栅极电压也与电源电压的电位相一致地降低。当NMOS晶体管3和4的公共栅极电压变低时，NMOS晶体管3和4因此变为截止。由于NMOS晶体管4的漏极电压增加，NMOS晶体管5被导通，因此与检测到的电压减小水平相一致地引起电流流过NMOS晶体管5。
NMOS晶体管5的漏极与电压放大电路30并联连接。因此在电压放大电路30中，电流与检测到的电压减小水平相一致地增加，因此改善了电压放大电路30的瞬时响应。
当NMOS晶体管4由阈值为0.3V的NMOS晶体管构成，且NMOS晶体管3由阈值为0.6V的NMOS晶体管构成时，NMOS晶体管3和4的公共栅极电位变得等于或高于0.6V。在这种情况下，为了使NMOS晶体管4截止，电源电压的波动水平需要为0.3V或更大。原因是，当电源电压的波动水平小时，输出电压的波动水平也相应地小。因此不必要采取应付这种情况的措施。此外，上面描述的阈值电压仅仅是例子，因此可以相应于电源电压的检测水平设定阈值电压。
如上所述，瞬时响应改善电路的输出晶体管与电压放大电路的恒定电流源并联连接。在这种状态下，在正常工作期间，工作电流减小，而仅在瞬时响应工作期间，工作电流增加。因此，可以提供瞬时响应极佳且功耗低的电压调节器。

Claims (3)

1、一种电压调节器，包括：
输出晶体管，连接在电源和输出端之间；
反馈电阻器，用于反馈输出端的输出电压；
参考电压电路，用于输出参考电压；
电压放大电路，用于将从反馈电阻器输出的反馈电压与参考电压相比较，以控制输出晶体管；以及
瞬时响应改善电路，其包括：
恒定电流部分，用于基于参考电压引起预定电流流动；
检测部分，用于检测电源电压的波动；以及
输出部分，将与由检测部分检测到的波动水平对应的电流提供给电压放大电路。
2、根据权利要求1的电压调节器，其中检测部分包括：第一NMOS晶体管和第二NMOS晶体管，它们以电流镜形式彼此连接；电容器，设置在第一NMOS晶体管的栅极和第二NMOS晶体管的栅极之间的节点和电源之间，并且该检测部分通过该电容器、基于所述栅极处的电位降低检测电源电压的后缘部分。
3、根据权利要求2的电压调节器，其中第二NMOS晶体管的阈值电压低于第一NMOS晶体管的阈值电压。
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