CN210691138U - 线性稳压器电路 - Google Patents

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王信翔
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Abstract

本实用新型涉及稳压电路领域,公开了线性稳压器电路，包括输入端子、基准电路、运算放大电路、钳位电路、输出功率PMOS管P6和输出采样电路，基准电路包括高压耗尽型NMOS管NP1、低压耗尽型NMOS管NP2和第一NMOS管N1，通过低压耗尽型NMOS管NP2的栅极和源极短接后和第一NMOS管N1的漏极和栅极连接一起后得到基准电压VREF，不用额外增加启动电路，即降低了电路运行时的静态功耗，又减小版图面积、降低成本。

Description

线性稳压器电路
技术领域
本实用新型涉及稳压电路领域，具体涉及线性稳压器电路。
背景技术
目前便携式电子设备大多由电池供电，在工作过程中，需要保证在电源电压的发生变化时内部的供电电压稳定不变，因此常在电源管理芯片中加入线性稳压器电路用，而且线性稳压器电路要求低功耗，否则影响电池的工作寿命。
如图1所述，常见的线性稳压器电路包括bandgap基准、启动电路、运算放大器AMP、功率输出调整PMOS管MP0、分压电阻R1和R2及补偿电容C1，其中bandgap基准产生一个与电源和工艺无关的基准电压，运算放大器AMP根据电阻R1和R2的比例确定实际的输出电压。
然而上述整个电路架构由于包含了bandgap基准及启动电路，增加了电路运行的功率消耗。
实用新型内容
鉴于背景技术的不足，本实用新型是提供了线性稳压器电路，所要解决的技术问题是现有线性稳压器电路在运行时功耗过高。
为解决以上技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：线性稳压器电路，包括输入端子、基准电路、运算放大电路、钳位电路、输出功率PMOS管P6和输出采样电路；
输出采样电路包括电阻R1、R2和电容C1；
基准电路包括高压耗尽型NMOS管NP1、低压耗尽型NMOS管NP2和第一NMOS管N1；高压耗尽型NMOS管NP1的漏极电连接输入端子、高压耗尽型NMOS管NP1的栅极和源极短接后电连接低压耗尽型NMOS管NP2的漏极，低压耗尽型NMOS管NP2的栅极与源极短接后分别电连接第一NMOS管N1的漏极和栅极，第一NMOS管N1的源极接地；
运算放大电路包括第一PMOS管P1、第二PMOS管P2、第二NMOS管N2、第三NMOS管MN3和第四NMOS管N4，第一PMOS管P1的源极和第二PMOS管P2的源极均电连接输入端子，第一PMOS管P1的栅极和第二PMOS管P2的栅极短接后电连接第二PMOS管P2的漏极，第一PMOS管P1的漏极和第三NMOS管N3的漏极电连接，第二PMOS管P2的漏极和第四NMOS管N4的漏极电连接，第三NMOS管N3的源极和第四NMOS管N4的源极短接后电连接第二NMOS管N2的漏极，第二NMOS管N2的源极接地；第一NMOS管N1的漏极电连接第三NMOS管N3的栅极，所述第一NMOS管N1的栅极电连接第二NMOS管N2的栅极；
钳位电路包括第三PMOS管P3、第四PMOS管P4、第五PMOS管P5；第三PMOS管P3的源极电连接输入端子、第三PMOS管P3的栅极和漏极短接后电连接第四PMOS管P4的源极，第四PMOS管P4的栅极和漏极短接后电连接第五PMOS管P5的源极，第五PMOS管P5的栅极和漏极短接后分别电连接第三NMOS管N3的漏极和输出功率PMOS管P6的栅极；
输出功率PMOS管P6的源极电连接输入端子，输出功率PMOS管P6的漏极分别电连接电容C1一端和电阻R1一端，电容C1另一端和电阻R1另一端分别电连接第四NMOS管N4的栅极和电阻R2一端，电阻R2另一端接地。
进一步，第一NMOS管N1至第四NMOS管N4均为高压增强型NMOS管，第一PMOS管至第五PMOS管均为高压增强型PMOS管。
高压耗尽型NMOS管NP1、低压耗尽型NMOS管NP2构成基准电压电路，低压耗尽型NMOS管NP2的栅极和源极短接后和第一NMOS管N1的漏极和栅极连接一起后得到基准电压VREF。
本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：通过高压耗尽型NMOS管NP1、低压耗尽型NMOS管NP2和第一NMOS管N1产生基准电压，无需额外的启动电路，而且所需元器件数目少，即降低了电路运行时的静态功耗，又减小版图面积、降低成本。
附图说明
本实用新型有如下附图：
图1为现有线性稳压器电路的结构图；
图2为本实用新型的结构框图；
图3为本实用新型的电路图。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图2-3所示，线性稳压器电路，包括输入端子1、基准电路2、运算放大电路3、钳位电路4、输出功率PMOS管P6和输出采样电路5；
输出采样电路5包括电阻R1、R2和电容C1。
基准电路2包括高压耗尽型NMOS管NP1、低压耗尽型NMOS管NP2和第一NMOS管N1；高压耗尽型NMOS管NP1的漏极电连接输入端子、高压耗尽型NMOS管NP1的栅极和源极短接后电连接低压耗尽型NMOS管NP2的漏极，低压耗尽型NMOS管NP2的栅极与源极短接后分别电连接第一NMOS管N1的漏极和栅极，第一NMOS管N1的源极接地；
运算放大电路3包括第一PMOS管P1、第二PMOS管P2、第二NMOS管N2、第三NMOS管MN3和第四NMOS管N4，第一PMOS管P1的源极和第二PMOS管P2的源极均电连接输入端子，第一PMOS管P1的栅极和第二PMOS管P2的栅极短接后电连接第二PMOS管P2的漏极，第一PMOS管P1的漏极和第三NMOS管N3的漏极电连接，第二PMOS管P2的漏极和第四NMOS管N4的漏极电连接，第三NMOS管N3的源极和第四NMOS管N4的源极短接后电连接第二NMOS管N2的漏极，第二NMOS管N2的源极接地；第一NMOS管N1的漏极电连接第三NMOS管N3的栅极，所述第一NMOS管N1的栅极电连接第二NMOS管N2的栅极；
钳位电路4包括第三PMOS管P3、第四PMOS管P4、第五PMOS管P5；第三PMOS管P3的源极电连接输入端子、第三PMOS管P3的栅极和漏极短接后电连接第四PMOS管P4的源极，第四PMOS管P4的栅极和漏极短接后电连接第五PMOS管P5的源极，第五PMOS管P5的栅极和漏极短接后分别电连接第三NMOS管N3的漏极和输出功率PMOS管P6的栅极；
输出功率PMOS管P6的源极电连接输入端子，输出功率PMOS管P6的漏极分别电连接电容C1一端和电阻R1一端，电容C1另一端和电阻R1另一端分别电连接第四NMOS管N4的栅极和电阻R2一端，电阻R2另一端接地。
进一步，第一NMOS管N1至第四NMOS管N4均为高压增强型NMOS管，第一PMOS管至第五PMOS管均为高压增强型PMOS管。
高压耗尽型NMOS管NP1、低压耗尽型NMOS管NP2构成基准电压电路，低压耗尽型NMOS管NP2的栅极和源极短接后和第一NMOS管N1的漏极和栅极连接一起后得到基准电压VREF，基准电压VREF的计算公式如下：
Figure BDA0002326044380000051
kMNDEP2＝μNCOX(W/L)MNDEP2
kMN1＝μNCOX(W/L)MN1
以上三个公式中,VT为增强型NMOS管MN1的阈值电压，VTD为耗尽型NMOS管MNDEP2的预支电压，μN为NMOS管的沟道迁移率，COX为单位栅电容大小，(W/L)MNDEP2是高压耗尽型NMOS管NP1的宽长比，(W/L)MN1是第一NMOS管N1的宽长比。耗尽型NMOS管的阈值和增强型NMOS管的阈值均为负温度系数，耗尽型NMOS管的阈值为负数，所以通过选择合理的W/L即可得到另温度系数的基准电压VREF。
输出电压VOUT经过电阻分压得到反馈电压VFB；如果反馈电压VFB低于基准电压VREF，降低运算放大电路3的输出，即第三NMOS管N3的漏极电压下降，此信号控制输出功率PMOS管P6的栅极，输出功率PMOS管P6的栅极电压降低使VOUT电压升高，则反馈电压VFB也升高形成负反馈；反之若反馈电压VFB高于基准电压VREF，从而降低输出电压VOUT，最终使反馈电压VFB稳定在基准电压VREF附近。
上述依据本实用新型为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.线性稳压器电路，包括输出采样电路，所述输出采样电路包括电阻R1、R2和电容C1，其特征在于：还包括输入端子、基准电路、运算放大电路、钳位电路和输出功率PMOS管P6；
所述基准电路包括高压耗尽型NMOS管NP1、低压耗尽型NMOS管NP2和第一NMOS管N1；所述高压耗尽型NMOS管NP1的漏极电连接输入端子、高压耗尽型NMOS管NP1的栅极和源极短接后电连接低压耗尽型NMOS管NP2的漏极，低压耗尽型NMOS管NP2的栅极与源极短接后分别电连接第一NMOS管N1的漏极和栅极，第一NMOS管N1的源极接地；
所述运算放大电路包括第一PMOS管P1、第二PMOS管P2、第二NMOS管N2、第三NMOS管MN3和第四NMOS管N4，所述第一PMOS管P1的源极和第二PMOS管P2的源极均电连接输入端子，第一PMOS管P1的栅极和第二PMOS管P2的栅极短接后电连接第二PMOS管P2的漏极，第一PMOS管P1的漏极和第三NMOS管N3的漏极电连接，第二PMOS管P2的漏极和第四NMOS管N4的漏极电连接，第三NMOS管N3的源极和第四NMOS管N4的源极短接后电连接第二NMOS管N2的漏极，第二NMOS管N2的源极接地；所述第一NMOS管N1的漏极电连接第三NMOS管N3的栅极，所述第一NMOS管N1的栅极电连接第二NMOS管N2的栅极；
所述钳位电路包括第三PMOS管P3、第四PMOS管P4、第五PMOS管P5；所述第三PMOS管P3的源极电连接输入端子、第三PMOS管P3的栅极和漏极短接后电连接第四PMOS管P4的源极，第四PMOS管P4的栅极和漏极短接后电连接第五PMOS管P5的源极，第五PMOS管P5的栅极和漏极短接后分别电连接第三NMOS管N3的漏极和输出功率PMOS管P6的栅极；
所述输出功率PMOS管P6的源极电连接输入端子，所述输出功率PMOS管P6的漏极分别电连接电容C1一端和电阻R1一端，所述电容C1另一端和电阻R1另一端分别电连接第四NMOS管N4的栅极和电阻R2一端，所述电阻R2另一端接地。
2.根据权利要求1所述的线性稳压器电路，其特征在于：所述第一NMOS管N1至第四NMOS管N4均为高压增强型NMOS管，所述第一PMOS管至第五PMOS管均为高压增强型PMOS管。
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