JP6822727B2 - 浮動電圧基準を用いる低ドロップアウト電圧レギュレータ - Google Patents
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Description
以下の図面と併せて考察して詳細な説明および請求項を参照することで、より完全に本主題を理解することができる。これらの図面では全般にわたり同様の参照符号は類似の要素を示している。
Claims (13)
- 電圧レギュレータであって、
入力電圧を受け取るように構成された入力電圧ノードと、
出力電圧を伝達するように構成された調整電圧ノードと、
フィードバック信号を伝達するように構成されたフィードバックノードと、
前記入力電圧ノードに結合された第1の電流伝導端子、前記調整電圧ノードに結合された第2の電流伝導端子、および制御端子を有するパスデバイスと、
前記調整電圧ノードと前記フィードバックノードとの間に結合されたフィードバック回路であって、該フィードバック回路は、接地を基準としない電圧を有するフィードバック信号を生成するように構成された浮動電圧基準器として機能する、前記フィードバック回路と、
前記フィードバックノードに結合された入力、および前記パスデバイスの前記制御端子に結合された出力を有する演算増幅器であって、該演算増幅器は、前記フィードバックノードからの前記フィードバック信号に基づいて前記制御端子に制御信号を提供するように構成され、前記制御信号は、前記調整電圧ノードにおける電圧を目標調整電圧に維持するために、前記パスデバイスを通る電流を変化させる、前記演算増幅器とを備え、
前記フィードバック回路は、1つまたは複数のツェナーダイオードを含み、該1つまたは複数のツェナーダイオードは、複数のツェナーダイオードを含む場合には直列に結合され、該複数のツェナーダイオードの最初の一つは、前記調整電圧ノードのみに結合されたカソードを有し、該複数のツェナーダイオードの最後の一つは、前記フィードバックノードのみに結合されたアノードを有し、該1つまたは複数のツェナーダイオードが1つのツェナーダイオードを含む場合、該1つのツェナーダイオードは、前記調整電圧ノードのみに結合されたカソードと、前記フィードバックノードのみに結合されたアノードとを有し、
前記演算増幅器は、該演算増幅器の非反転入力に対応する基準ノードにおいて基準電圧を内部生成し、該基準電圧は接地または接地を上回る小さい電圧にあり、
前記目標調整電圧は、前記1つのツェナーダイオードの逆降伏電圧または前記複数のツェナーダイオードの逆降伏電圧の合計に前記基準電圧を加えたものに等しい、電圧レギュレータ。 - 前記パスデバイスは、P型金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを含む、請求項1に記載の電圧レギュレータ。
- 前記演算増幅器は、該演算増幅器の前記出力に対応する単一の高インピーダンスノードを有する、請求項1に記載の電圧レギュレータ。
- 前記演算増幅器は、
前記入力電圧ノードに結合されたソース、前記演算増幅器の前記出力に結合されたドレイン、および前記演算増幅器にバイアス電流を提供するように構成されたバイアス電流供給源に結合されたゲートを有する第1のトランジスタと、
前記入力電圧ノードに結合されたソース、ドレイン、ならびに前記バイアス電流供給源および前記第1のトランジスタの前記ゲートに結合されたゲートを有する第2のトランジスタと、
前記第1のトランジスタの前記ドレインに結合されたドレイン、前記演算増幅器の前記入力に結合されたソース、およびゲートを有する第3のトランジスタと、
前記第2のトランジスタの前記ドレインに結合されたドレイン、基準ノードに結合されたソース、ならびに前記第3のトランジスタの前記ゲートおよび第4のトランジスタの前記ドレインに結合されたゲートを有する第4のトランジスタと、
前記基準ノードに結合されたドレイン、接地に結合されたソース、および前記基準ノードに結合されたゲートを有する第5のトランジスタと、
前記第3のトランジスタの前記ソースおよび前記演算増幅器の前記入力に結合されたドレイン、接地に結合されたソース、ならびに前記第5のトランジスタの前記ゲートに結合されたゲートを有する第6のトランジスタとを含む、請求項1に記載の電圧レギュレータ。 - 前記第1のトランジスタおよび前記第2のトランジスタは、P型金属酸化膜半導体電界効果トランジスタであり、前記第3のトランジスタ、前記第4のトランジスタ、前記第5のトランジスタ、および前記第6のトランジスタは、N型金属酸化膜半導体電界効果トランジスタである、請求項4に記載の電圧レギュレータ。
- 前記演算増幅器のバイアス入力にバイアス信号を提供するように構成されたバイアス電流供給源をさらに備え、前記バイアス信号は、前記入力電圧が第1の閾値を超えるときに、前記演算増幅器が前記パスデバイスを伝導状態にするようにする、請求項1に記載の電圧レギュレータ。
- 前記バイアス電流供給源は、
前記入力電圧ノードに結合されたソース、ならびに前記バイアス入力に結合されたドレインおよびゲートを有するトランジスタと、
前記バイアス入力と接地との間に結合された抵抗と
を含む、請求項6に記載の電圧レギュレータ。 - 電圧レギュレータであって、
入力電圧を受け取るように構成された入力電圧ノードと、
出力電圧を伝達するように構成された調整電圧ノードと、
フィードバック信号を伝達するように構成されたフィードバックノードと、
前記入力電圧ノードに結合された第1の電流伝導端子、前記調整電圧ノードに結合された第2の電流伝導端子、および制御端子を有するパスデバイスと、
前記調整電圧ノードと前記フィードバックノードとの間に結合されたフィードバック回路であって、該フィードバック回路は、目標調整電圧を設定するダイオード基準器として機能し、該フィードバック回路は、接地を基準としない電圧を有するフィードバック信号を生成する、前記フィードバック回路と、
前記フィードバックノードに結合された入力、および前記パスデバイスの前記制御端子に結合された出力を有する演算増幅器であって、該演算増幅器は、前記フィードバックノードからの前記フィードバック信号に基づいて前記制御端子に制御信号を提供するように構成され、前記制御信号は、前記調整電圧ノードにおける電圧を前記目標調整電圧に維持するために、前記パスデバイスを通る電流を変化させる、前記演算増幅器とを備え、
前記フィードバック回路は、1つまたは複数のツェナーダイオードを含み、該1つまたは複数のツェナーダイオードは、複数のツェナーダイオードを含む場合には直列に結合され、該複数のツェナーダイオードの最初の一つは、前記調整電圧ノードのみに結合されたカソードを有し、該複数のツェナーダイオードの最後の一つは、前記フィードバックノードのみに結合されたアノードを有し、該1つまたは複数のツェナーダイオードが1つのツェナーダイオードを含む場合、該1つのツェナーダイオードは、前記調整電圧ノードのみに結合されたカソードと、前記フィードバックノードのみに結合されたアノードとを有し、
前記演算増幅器は、該演算増幅器の非反転入力に対応する基準ノードにおいて基準電圧を内部生成し、該基準電圧は、接地または接地を上回る小さい電圧にあり、
前記目標調整電圧は、前記1つのツェナーダイオードの逆降伏電圧または前記複数のツェナーダイオードの逆降伏電圧の合計に前記基準電圧を加えたものに等しい、電圧レギュレータ。 - 前記パスデバイスは、P型金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを含む、請求項8に記載の電圧レギュレータ。
- 前記演算増幅器は、
前記入力電圧ノードに結合されたソース、前記演算増幅器の前記出力に結合されたドレイン、および前記演算増幅器にバイアス電流を提供するように構成されたバイアス電流供給源に結合されたゲートを有する第1のトランジスタと、
前記入力電圧ノードに結合されたソース、ドレイン、ならびに前記バイアス電流供給源および前記第1のトランジスタの前記ゲートに結合されたゲートを有する第2のトランジスタと、
前記第1のトランジスタの前記ドレインに結合されたドレイン、前記演算増幅器の前記入力に結合されたソース、およびゲートを有する第3のトランジスタと、
前記第2のトランジスタの前記ドレインに結合されたドレイン、基準ノードに結合されたソース、ならびに前記第3のトランジスタの前記ゲートおよび第4のトランジスタの前記ドレインに結合されたゲートを有する第4のトランジスタと、
前記基準ノードに結合されたドレイン、接地に結合されたソース、および前記基準ノードに結合されたゲートを有する第5のトランジスタと、
前記第3のトランジスタの前記ソースおよび前記演算増幅器の前記入力に結合されたドレイン、接地に結合されたソース、ならびに前記第5のトランジスタの前記ゲートに結合されたゲートを有する第6のトランジスタとを含む、請求項8に記載の電圧レギュレータ。 - 前記第1のトランジスタおよび前記第2のトランジスタは、P型金属酸化膜半導体電界効果トランジスタであり、前記第3のトランジスタ、前記第4のトランジスタ、前記第5のトランジスタ、および前記第6のトランジスタは、N型金属酸化膜半導体電界効果トランジスタである、請求項10に記載の電圧レギュレータ。
- 前記演算増幅器のバイアス入力にバイアス信号を提供するように構成されたバイアス電流供給源をさらに備え、前記バイアス信号は、前記入力電圧が第1の閾値を超えるときに、前記演算増幅器が前記パスデバイスを伝導状態にするようにする、請求項8に記載の電圧レギュレータ。
- 前記バイアス電流供給源は、
前記入力電圧ノードに結合されたソース、ならびに前記バイアス入力に結合されたドレインおよびゲートを有するトランジスタと、
前記バイアス入力と接地との間に結合された抵抗と
を含む、請求項12に記載の電圧レギュレータ。
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