CN206505339U - 一种低补偿电容值的基准电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种准低补偿电容值的基准电路，属于集成电路领域。本实用新型包括运算放大器、补偿电容和反馈网络，所述运算放大器为不对称结构，用于调整输出电压；所述补偿电容设置在运算放大器和反馈网络之间，用于对环路进行补偿以保证系统工作的稳定性；所述反馈网络设置在运算放大器输出端，与运算放大器配合输出稳定电压。本实用新型的有益效果为：使用不对称结构降低其增益，从而增加了在零增益处环路的相位裕度使得补偿电容更小；在芯片内部基准电源设计中具有设计高度容易、面积小特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源集成电路领域，尤其涉及一种低补偿电容值的基准电路。
背景技术
现有技术中，通常采用高增益的对称结构的运算放大器对基准电压源或者电流源进行环路反馈，但是通常很多应用中并不需要这种高带宽性能的基准电压源。而这类设计主要的问题就是需要进行大电容补偿。特别是传统的二级运算放大器，需要考虑两个补偿点：第一主极点以及右边平面零点。传统设计电路设计考虑的因素比较多，调试不容易。
实用新型内容
为解决现有技术中补偿电容大，设计调试不方便的问题，本实用新型提供一种准低补偿电容值的基电路。
本实用新型包括运算放大器、补偿电容和反馈网络，所述运算放大器为不对称结构，用于调整输出电压；所述补偿电容设置在运算放大器和反馈网络之间，用于对环路进行补偿以保证系统工作的稳定性；所述反馈网络设置在运算放大器输出端，与运算放大器配合输出稳定电压。本例的运算放大器采用改进型运算放大器，使用不对称结构降低其增益，从而增加了在零增益处环路的相位裕度使得补偿电容更小，利用电容直流特性其阻抗无穷大而交流特性阻抗跟频率相关的特性来对这个输出节点进行阻阻抗调整达到相位裕度的补偿。
本实用新型作进一步改进，所述运算放大器包括镜像电流源单元，输入对管单元，电流负载单元，第二级输出单元，所述镜像电流源单元输出端分别与输入对管单元输入端和第二级输出单元输入端相连，所述输入对管单元输出端与电流负载单元输入端相连，所述电流负载输出端与第二级输出单元输入端相连。
本实用新型作进一步改进，所述镜像电流源单元包括MOS管P1和MOS管P2，输入对管单元包括MOS管P5和MOS管P6，电流负载单元包括MOS管N1和MOS管N2，第二级输出单元包括MOS管P3和MOS管N3，其中，所述MOS管P1、P2、P3源极接电源电压，MOS管P1漏极接偏置电流，MOS管P1栅极与漏极相接且与MOS管P2、P3的栅极相连，所述MOS管P5、P6的源极相接并与P2的漏极相连，MOS管P5栅极与反馈网络相连，MOS管P6栅极与基准电压相连，MOS管N1的漏极和栅极相连并接MOS管P5漏极，分别与MOS管N2的漏极和栅极相连并分别与MOS管P6漏极和MOS管N3栅极相连，所述MOS管N1、N2、N3源极接电源地，所述MOS管N3、P3漏极相接并输出。
本实用新型作进一步改进，所述反馈网络包括MOS管P4、分压电阻，其中，所述MOS管P4源极接电源电压，所述MOS管P4栅极和补偿电容C1一端接所述MOS管N3、P3漏极输出端，MOS管P4漏极通过串联的分压电阻接电源地，所述补偿电容C1另一端接电源地。所述的补偿电容C1连接在运算放大器二级输出节点，主要对系统的第一主节点进行补偿，从而降低这个节点的输出阻抗使得相位裕度达到60dB；所述反馈网络通过一级源极放大器，响应速度快可以很好对输出电压进行调整，并通过分压电阻进行反馈达到输出电压的稳定输出。
本实用新型作进一步改进，所述分压电阻包括电阻R1、电阻R2和电阻R3，所述电阻R1、电阻R2和电阻R3依次串联。三个分压电阻能够保证三个不同的电源电压输出，满足不同要求。
本实用新型作进一步改进，所述运算放大器的MOS管P5的源极接电阻R2和电阻R3之间。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：使用不对称结构降低其增益，从而增加了在零增益处环路的相位裕度使得补偿电容更小；所述的补偿电容在运算放大器二级输出节点主要对系统的第一主极点进行补偿从而降低这个节点的输出阻抗使得相位裕度达到60dB；所述中的反馈网络通过一级源极放大器进行输出电压的调整，并通过分压电阻进行反馈达到输出电压的稳定输出；反馈网络采用源极放大器响应速度快可以很好对输出电压进行调整，电阻分压可以满足系统不同的电压要求。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型包括运算放大器1、补偿电容2和反馈网络3，所述运算放大器1为不对称结构，用于调整输出电压；所述补偿电容2设置在运算放大器1和反馈网络3之间，用于对环路进行补偿以保证系统工作的稳定性；所述反馈网络3设置在运算放大器1输出端，与运算放大器1配合输出稳定电压。本例的运算放大器1采用改进型运算放大器，使用不对称结构降低其增益，从而增加了在零增益处环路的相位裕度使得补偿电容更小，相对传统两级运算放大器结构其补偿电容可以减小三分之二。利用电容直流特性其阻抗无穷大而交流特性阻抗跟频率相关的特性来对这个输出节点进行阻阻抗调整达到相位裕度的补偿。
本例的所述运算放大器1包括镜像电流源单元，输入对管单元，电流负载单元，第二级输出单元，所述镜像电流源单元包括MOS管P1和MOS管P2，输入对管单元包括MOS管P5和MOS管P6，电流负载单元包括MOS管N1和MOS管N2，第二级输出单元包括MOS管P3和MOS管N3，其中，所述MOS管P1、P2、P3源极接电源电压，MOS管P1漏极接偏置电流，MOS管P1栅极与漏极相接且与MOS管P2、P3的栅极相连，所述MOS管P5、P6的源极相接并与P2的漏极相连，MOS管P5栅极与反馈网络相连，MOS管P6栅极与基准电压相连，MOS管N1的漏极和栅极相连并接MOS管P5漏极，分别与MOS管N2的漏极和栅极相连并分别与MOS管P6漏极和MOS管N3栅极相连，所述MOS管N1、N2、N3源极接电源地，所述MOS管N3、P3漏极相接并输出。
传统的运算放大器采用对称结构但其增益大，而更多的应用场合是不需要高增益大带宽，所以本实用新型采用非对称结构的运算放大器以降低其增益，从而使得补偿电容2减小。
本例的反馈网络3包括MOS管P4、分压电阻，其中，所述MOS管P4源极接电源电压，所述MOS管P4栅极和补偿电容C1一端接所述MOS管N3、P3漏极输出端，MOS管P4漏极通过串联的分压电阻接电源地，所述补偿电容C1另一端接电源地。所述的补偿电容C1连接在运算放大器1二级输出节点，主要对系统的第一主节点进行补偿，从而降低这个节点的输出阻抗使得相位裕度达到60dB；所述反馈网络3通过一级源极放大器，响应速度快可以很好对输出电压进行调整，并通过分压电阻进行反馈达到输出电压的稳定输出。
本例的分压电阻包括电阻R1、电阻R2和电阻R3，所述电阻R1、电阻R2和电阻R3依次串联。三个分压电阻能够保证三个不同的电源电压输出，满足不同要求。本例运算放大器1的MOS管P5的源极接电阻R2和电阻R3之间。
本实用新型在芯片内部的基准电源设计中具有设计高度容易、面积小特点。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种低补偿电容值的基准电路，其特征在于：包括运算放大器、补偿电容和反馈网络，所述运算放大器为不对称结构，用于调整输出电压；所述补偿电容设置在运算放大器和反馈网络之间，用于对环路进行补偿；所述反馈网络设置在运算放大器输出端，与运算放大器配合输出稳定电压。
2.根据权利要求1所述的低补偿电容值的基准电路，其特征在于：所述运算放大器包括镜像电流源单元，输入对管单元，电流负载单元，第二级输出单元，所述镜像电流源单元输出端分别与输入对管单元输入端和第二级输出单元输入端相连，所述输入对管单元输出端与电流负载单元输入端相连，所述电流负载输出端与第二级输出单元输入端相连。
3.根据权利要求2所述的低补偿电容值的基准电路，其特征在于：所述镜像电流源单元包括MOS管P1和MOS管P2，输入对管单元包括MOS管P5和MOS管P6，电流负载单元包括MOS管N1和MOS管N2，第二级输出单元包括MOS管P3和MOS管N3，其中，所述MOS管P1、P2、P3源极接电源电压，MOS管P1漏极接偏置电流，MOS管P1栅极与漏极相接且与MOS管P2、P3的栅极相连，所述MOS管P5、P6的源极相接并与P2的漏极相连，MOS管P5栅极与反馈网络相连，MOS管P6栅极与基准电压相连，MOS管N1的漏极和栅极相连并接MOS管P5漏极，分别与MOS管N2的漏极和栅极相连并分别与MOS管P6漏极和MOS管N3栅极相连，所述MOS管N1、N2、N3源极接电源地，所述MOS管N3、P3漏极相接并输出。
4.根据权利要求3所述的低补偿电容值的基准电路，其特征在于：所述反馈网络包括MOS管P4、分压电阻，其中，所述MOS管P4源极接电源电压，所述MOS管P4栅极和补偿电容C1一端接所述MOS管N3、P3漏极输出端，MOS管P4漏极通过串联的分压电阻接电源地，所述补偿电容C1另一端接电源地。
5.根据权利要求4所述的低补偿电容值的基准电路，其特征在于：所述分压电阻包括电阻R1、电阻R2和电阻R3，所述电阻R1、电阻R2和电阻R3依次串联。
6.根据权利要求4所述的低补偿电容值的基准电路，其特征在于：所述运算放大器的MOS管P5的源极接电阻R2和电阻R3之间。
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| CN201720156150.0U CN206505339U (zh) | 2017-02-21 | 2017-02-21 | 一种低补偿电容值的基准电路 |
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|---|---|---|---|---|
| CN112113624A (zh) * | 2020-09-24 | 2020-12-22 | 河北紫旭节能环保技术咨询有限公司 | 水流量监测设备 |
| CN117907665A (zh) * | 2024-03-12 | 2024-04-19 | 湃晟芯(苏州)科技有限公司 | 一种高精度、高泛用性的电流检测电路 |
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