KR20150070952A - 볼티지 레귤레이터 - Google Patents

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KR20150070952A
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세이코 인스트루 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 전원 전압의 변동이 있어도, 출력 전압의 변동을 억제하고, 또한 안정적으로 동작하는 볼티지 레귤레이터를 제공한다.
[해결 수단] 입력 단자가 출력 트랜지스터의 드레인에 접속되고, 출력 단자가 오차 증폭 회로에 접속되고, 출력 전압이 소정의 전압보다 크게 변동되었을 때에, 오차 증폭 회로에 부스트 전류를 흘리는 제어 회로를 구비하는 볼티지 레귤레이터.

Description

볼티지 레귤레이터{VOLTAGE REGULATOR}
본 발명은 전원이 변동되어도 출력 전압의 변동을 억제할 수 있는 볼티지 레귤레이터에 관한 것이다.
종래의 볼티지 레귤레이터에 대해서 설명한다. 도 3 은, 종래의 볼티지 레귤레이터를 나타내는 회로도이다.
종래의 볼티지 레귤레이터는, PMOS 트랜지스터 (106, 107, 108, 301, 302, 303) 와, NMOS 트랜지스터 (103, 104, 105, 304, 305, 306, 307, 308) 와, 저항 (109, 110, 309) 과, 용량 (310) 과, 그라운드 단자 (100) 와, 전원 단자 (101) 와, 출력 단자 (102) 를 구비하고 있다.
PMOS 트랜지스터 (301, 302, 303) 와, NMOS 트랜지스터 (305, 306, 308) 와, 저항 (309) 으로 바이어스 회로를 구성하고 있다. NMOS 트랜지스터 (304, 307) 와, 용량 (310) 으로 제어 회로를 구성하고 있다. PMOS 트랜지스터 (106, 107) 와, NMOS 트랜지스터 (103, 104, 105) 로 오차 증폭 회로를 구성하고 있다. PMOS 트랜지스터 (108) 와, 저항 (109, 110) 으로 출력 회로를 구성하고 있다.
전원 투입시에, 용량 (310) 의 양단의 전압이 거의 동일해져, NMOS 트랜지스터 (304) 의 게이트 전압이 전원 전압 (VDD) 으로 끌어 올려지고, NMOS 트랜지스터 (304) 가 온되어 PMOS 트랜지스터 (303) 의 게이트 전압이 그라운드 전압에까지 저하된다. 이 때문에, PMOS 트랜지스터 (303) 가 온되어 NMOS 트랜지스터 (103) 의 게이트 전압이 상승한다. 따라서, NMOS 트랜지스터 (103) 를 흐르는 전류가 커져, 오차 증폭 회로의 동작 속도가 일시적으로 고속화된다. 이렇게 하여, 오차 증폭 회로의 동작 속도가 느린 것에서 기인하고 있던 오버 슈트나 언더 슈트가 발생하지 않게 되어, 출력 단자 (102) 의 후단에 접속된 회로에 대한 악영향을 방지할 수 있다.
그리고, 용량 (310) 의 충전이 진행되면, NMOS 트랜지스터 (304) 의 게이트 전압은 저하된다. NMOS 트랜지스터 (304) 는, 게이트 전압이 임계값 (Vth) 이하로 저하되면 오프된다. 따라서, 제어 회로 전체는 동작을 정지한다. 이 때에는, 전원 전압 (VDD) 이 정상 상태이며, 볼티지 레귤레이터는 통상적인 동작을 실시한다.
이 후, 전원 전압 (VDD) 이 급변할 때에는, 먼저 그 전압이 저하될 때 용량 (310) 의 전하가 방전되고, 다음으로 그 전원 전압 (VDD) 이 상승할 때 상기와 동일한 동작에 의해 오차 증폭 회로의 동작 전류가 커지기 때문에, 상기와 동일하게 오버 슈트나 언더 슈트는 발생하지 않는다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 2001-22455호
그러나, 종래의 볼티지 레귤레이터는, 전원 전압 (VDD) 이 작게 변동된 경우라도, PMOS 트랜지스터 (303) 의 게이트 전압이 흔들린다. 그러면, 오차 증폭 회로의 테일 전류가 빈번하게 변화되고, 오차 증폭 회로의 동작점이 변화되기 때문에, 볼티지 레귤레이터의 동작이 불안정해진다는 과제가 있었다. 또, 전원 전압 (VDD) 이 크게 변동된 경우, PMOS 트랜지스터 (303) 의 전류 증대에 브레이크가 걸리지 않아 오차 증폭 회로의 테일 전류를 과잉으로 증대시켜, 볼티지 레귤레이터의 동작이 불안정해진다는 과제가 있었다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 전원 전압의 변동이 있어도 출력 전압의 변동을 억제하고, 안정적으로 동작하는 볼티지 레귤레이터를 제공한다.
종래의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 볼티지 레귤레이터는 이하와 같은 구성으로 하였다.
입력 단자가 출력 트랜지스터의 드레인에 접속되고, 출력 단자가 오차 증폭 회로에 접속되고, 출력 전압이 소정의 전압보다 크게 변동되었을 때에, 오차 증폭 회로에 부스트 전류를 흘리는 제어 회로를 구비하였다.
본 발명의 전원이 변동되어도 출력 전압의 변동을 억제할 수 있는 볼티지 레귤레이터는, 출력 전압의 변동을 오차 증폭 회로의 전류를 증가시킴으로써 억제할 수 있다. 또, 전원 전압 등의 작은 변동에 의해 발생하는 출력 전압의 작은 변동에는 반응하지 않고, 전원 전압 등의 큰 변동에 의해 발생하는 출력 전압의 큰 변동에서는 오차 증폭 회로에 과잉인 전류를 흘려 볼티지 레귤레이터의 동작을 불안정하게 하는 것을 방지할 수 있다.
도 1 은 제 1 실시형태의 볼티지 레귤레이터의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 2 는 제 2 실시형태의 볼티지 레귤레이터의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 3 은 종래의 볼티지 레귤레이터의 구성을 나타내는 회로도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
＜제 1 실시형태＞
도 1 은, 제 1 실시형태의 볼티지 레귤레이터의 회로도이다.
제 1 실시형태의 볼티지 레귤레이터는, PMOS 트랜지스터 (106, 107, 108) 와, NMOS 트랜지스터 (103, 104, 105, 112, 113, 121, 122, 123) 와, 저항 (109, 110) 과, 용량 (126) 과, 기준 전압 회로 (111) 와, 정전류 회로 (114, 115, 127, 124) 와, 그라운드 단자 (100) 와, 전원 단자 (101) 와, 출력 단자 (102) 를 구비하고 있다.
PMOS 트랜지스터 (106, 107) 와, NMOS 트랜지스터 (103, 104, 105) 로 오차 증폭 회로를 구성하고 있다. 정전류 회로 (127) 와, 정전류 회로 (124) 와, 용량 (126) 과, NMOS 트랜지스터 (123, 122, 121) 로 제어 회로를 구성하고 있다.
다음으로, 제 1 실시형태의 볼티지 레귤레이터의 접속에 대해서 설명한다. 정전류 회로 (114) 는, 일방의 단자는 전원 단자 (101) 에 접속되고, 다른 일방의 단자는 NMOS 트랜지스터 (113) 의 게이트 및 드레인에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (113) 의 소스는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. 정전류 회로 (115) 는, 일방의 단자는 전원 단자 (101) 에 접속되고, 다른 일방의 단자는 NMOS 트랜지스터 (112) 의 게이트 및 드레인에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (112) 의 소스는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (103) 는, 게이트는 NMOS 트랜지스터 (113) 의 게이트 및 드레인에 접속되고, 드레인은 NMOS 트랜지스터 (104) 의 소스에 접속되고, 소스는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (121) 는, 게이트는 NMOS 트랜지스터 (112) 의 게이트 및 드레인에 접속되고, 드레인은 NMOS 트랜지스터 (104) 의 소스에 접속되고, 소스는 NMOS 트랜지스터 (122) 의 드레인에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (122) 는, 게이트는 NMOS 트랜지스터 (123) 의 게이트 및 드레인에 접속되고, 소스는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (123) 는, 드레인은 정전류 회로 (124) 의 일방의 단자에 접속되고, 소스는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. 정전류 회로 (124) 의 다른 일방의 단자는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. 기준 전압 회로 (111) 는, 정극은 NMOS 트랜지스터 (104) 의 게이트에 접속되고, 부극은 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (106) 는, 게이트는 PMOS 트랜지스터 (107) 의 게이트 및 드레인에 접속되고, 드레인은 NMOS 트랜지스터 (104) 의 드레인에 접속되고, 소스는 전원 단자 (101) 에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (107) 는, 소스는 전원 단자 (101) 에 접속되고, 드레인은 NMOS 트랜지스터 (105) 의 드레인에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (105) 는, 소스는 NMOS 트랜지스터 (104) 의 소스에 접속되고, 게이트는 저항 (109) 의 일방의 단자와 저항 (110) 의 일방의 단자의 접속점에 접속된다. 저항 (110) 의 다른 일방의 단자는 출력 단자 (102) 에 접속되고, 저항 (109) 의 다른 일방의 단자는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (108) 는, 게이트는 NMOS 트랜지스터 (104) 의 드레인에 접속되고, 드레인은 출력 단자 (102) 에 접속되고, 소스는 전원 단자 (101) 에 접속된다. 정전류 회로 (127) 는, 일방의 단자는 전원 단자 (101) 에 접속되고, 다른 일방의 단자는 NMOS 트랜지스터 (123) 의 드레인 및 게이트에 접속된다. 용량 (126) 은 출력 단자 (102) 와 NMOS 트랜지스터 (123) 의 드레인 및 게이트 사이에 접속된다.
다음으로, 제 1 실시형태의 볼티지 레귤레이터의 동작에 대해서 설명한다. 전원 단자 (101) 에 전원 전압 (VDD) 이 입력되면, 볼티지 레귤레이터는, 출력 단자 (102) 로부터 출력 전압 (Vout) 을 출력한다. 저항 (109 와 110) 은, 출력 전압 (Vout) 을 분압하고, 분압 전압 (Vfb) 을 출력한다. 오차 증폭 회로는, 기준 전압 회로 (111) 의 기준 전압 (Vref) 과 분압 전압 (Vfb) 을 비교하고, 출력 전압 (Vout) 이 일정해지도록 PMOS 트랜지스터 (108) (출력 트랜지스터) 의 게이트 전압을 제어한다. 정전류 회로 (114, 115, 127, 124) 에 흐르는 전류를 각각 I1, I2, I3, I4 로 한다. 정상 상태에서는, I3 ＜ I4 의 관계로 전류값이 설정되어 있기 때문에, NMOS 트랜지스터 (122) 는, 게이트 전압이 그라운드 전압에 클램프되고, 전류는 흐르지 않는다.
출력 전압 (Vout) 이 소정 전압보다 높으면, 분압 전압 (Vfb) 이 기준 전압 (Vref) 보다 높아진다. 따라서, 오차 증폭 회로의 출력 신호가 높아지고, PMOS 트랜지스터 (108) 가 오프되어 가기 때문에, 출력 전압 (Vout) 은 낮아진다. 또, 출력 전압 (Vout) 이 소정 전압보다 낮으면, 상기와 반대의 동작을 하여, 출력 전압 (Vout) 은 높아진다. 이와 같이 하여, 볼티지 레귤레이터는, 출력 전압 (Vout) 이 일정해지도록 동작한다.
여기서, 전원 전압 (VDD) 이 변동된 경우를 생각한다. NMOS 트랜지스터 (123) 의 게이트를 노드 (N1) 로 한다. 용량 (126) 과 정전류 회로 (127) 의 접속점으로부터 NMOS 트랜지스터 (123) 의 드레인과 정전류 회로 (124) 의 접속점까지 흐르는 전류를 I5 로 한다. NMOS 트랜지스터 (122) 에 흐르는 전류를 I6, NMOS 트랜지스터 (121) 에 흐르는 전류를 I7 로 한다.
전원 전압 (VDD) 이 크게 상승하면, 출력 전압 (Vout) 에 오버 슈트가 발생한다. 그리고, 출력 단자 (102) 로부터 용량 (126) 을 개재하여 전류 (IC1) 가 흐른다. 전류 (I5) 는, I5 ＝ I3 ＋ IC1 의 관계를 가지며, 전류 (IC1) 가 증가하여 I5 ＞ I4 가 되면, 노드 (N1) 의 전압이 상승하고 NMOS 트랜지스터 (122) 에 부스트 전류 (I6) 가 흐른다. 이렇게 하여, 오차 증폭 회로의 전류가 증가하여 과도 응답성이 향상되고, 출력 전압 (Vout) 에 발생한 오버 슈트가 억제된다.
부스트 전류 (I6) 는, IC1 ＞ I4 － I3 이 될 때까지 흐르지 않기 때문에, 전원 전압 (VDD) 의 작은 변동에 의해 발생하는 출력 전압 (Vout) 의 작은 변동에는 반응하지 않고, 볼티지 레귤레이터를 안정 동작시키는 것이 가능하다. 또, 부스트 전류 (I6) 의 최대값은, 전류 (I7) 에 의해 제한된다. 따라서, 출력 전압 (Vout) 이 크게 변동되어도, 전류 (I7) 보다 큰 부스트 전류 (I6) 가 흐르지는 않고, 즉 오차 증폭 회로의 테일 전류를 지나치게 증가시키는 경우가 없기 때문에, 볼티지 레귤레이터는 안정적으로 동작할 수 있다.
또한, 전원 전압 (VDD) 이 변동되었을 때의 출력 전압 (Vout) 의 변동에 대해서 설명했지만, 이 경우에 한정되지 않고 부하 변동 등에 의해 출력 전압 (Vout) 이 변동되었을 때에도 제어 회로로 출력 전압 (Vout) 의 변동을 억제할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제 1 실시형태의 볼티지 레귤레이터는, 출력 전압 (Vout) 의 오버 슈트를 오차 증폭 회로의 전류를 증가시킴으로써 억제할 수 있다. 또, 전원 전압 등의 작은 변동에 의해 발생하는 출력 전압 (Vout) 의 작은 변동에는 반응하지 않고, 전원 전압 등의 큰 변동에 의해 발생하는 출력 전압 (Vout) 의 큰 변동에서는, 오차 증폭 회로에 과잉인 테일 전류를 흘리지 않고, 볼티지 레귤레이터를 안정적으로 동작할 수 있다.
＜제 2 실시형태＞
도 2 는, 제 2 실시형태의 볼티지 레귤레이터의 회로도이다.
제 2 실시형태의 볼티지 레귤레이터는, PMOS 트랜지스터 (205, 206, 207, 210, 212, 213, 214, 215, 216, 219, 220) 와, NMOS 트랜지스터 (203, 204, 211, 218) 와, 저항 (208, 209) 과, 용량 (226) 과, 기준 전압 회로 (225) 와, 정전류 회로 (221, 222, 223, 224) 와, 그라운드 단자 (100) 와, 전원 단자 (101) 와, 출력 단자 (102) 를 구비하고 있다. PMOS 트랜지스터 (205, 206, 212, 213, 214) 와, NMOS 트랜지스터 (203, 204, 211, 218) 로 오차 증폭 회로를 구성하고 있다. 정전류 회로 (224) 와, 정전류 회로 (223) 와, 용량 (226) 과, PMOS 트랜지스터 (210, 215, 216) 로 제어 회로를 구성하고 있다.
다음으로, 제 2 실시형태의 볼티지 레귤레이터의 접속에 대해서 설명한다. 정전류 회로 (221) 는, 일방의 단자는 PMOS 트랜지스터 (219) 의 게이트와 드레인에 접속되고, 다른 일방의 단자는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (219) 는, 소스는 전원 단자 (101) 에 접속되고, 게이트는 PMOS 트랜지스터 (214) 의 게이트에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (214) 는, 소스는 전원 단자 (101) 에 접속되고, 드레인은 PMOS 트랜지스터 (205) 의 소스에 접속된다. 정전류 회로 (222) 는, 일방의 단자는 PMOS 트랜지스터 (220) 의 게이트와 드레인에 접속되고, 다른 일방의 단자는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (220) 는, 소스는 전원 단자 (101) 에 접속되고, 게이트는 PMOS 트랜지스터 (210) 의 게이트에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (210) 는, 소스는 PMOS 트랜지스터 (215) 의 드레인에 접속되고, 드레인은 PMOS 트랜지스터 (205) 의 소스에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (215) 는, 게이트는 PMOS 트랜지스터 (216) 의 게이트 및 드레인에 접속되고, 소스는 전원 단자 (101) 에 접속된다. 기준 전압 회로 (225) 는, 정극은 PMOS 트랜지스터 (205) 의 게이트에 접속되고, 부극은 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (203) 는, 게이트 및 드레인은 PMOS 트랜지스터 (205) 의 드레인에 접속되고, 소스는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (211) 는, 게이트는 NMOS 트랜지스터 (203) 의 게이트 및 드레인에 접속되고, 드레인은 PMOS 트랜지스터 (212) 의 게이트 및 드레인에 접속되고, 소스는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (212) 는, 게이트는 PMOS 트랜지스터 (213) 의 게이트에 접속되고, 소스는 전원 단자 (101) 에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (213) 는, 드레인은 NMOS 트랜지스터 (218) 의 드레인에 접속되고, 소스는 전원 단자 (101) 에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (218) 는, 게이트는 NMOS 트랜지스터 (204) 의 게이트 및 드레인에 접속되고, 소스는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (206) 는, 드레인은 NMOS 트랜지스터 (204) 의 게이트 및 드레인에 접속되고, 게이트는 저항 (208 과 209) 의 접속점에 접속되고, 소스는 PMOS 트랜지스터 (205) 의 소스에 접속된다. 저항 (209) 의 다른 일방의 단자는 출력 단자 (102) 에 접속되고, 저항 (208) 의 다른 일방의 단자는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (204) 의 소스는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (207) 는, 게이트는 PMOS 트랜지스터 (213) 의 드레인에 접속되고, 드레인은 출력 단자 (102) 에 접속되고, 소스는 전원 단자 (101) 에 접속된다. 정전류 회로 (224) 는, 일방의 단자는 전원 단자 (101) 에 접속되고, 다른 일방의 단자는 PMOS 트랜지스터 (216) 의 게이트 및 드레인에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (216) 의 소스는, 전원 단자 (101) 에 접속된다. 정전류 회로 (223) 는, 일방의 단자는 PMOS 트랜지스터 (216) 의 게이트 및 드레인에 접속되고, 다른 일방의 단자는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. 용량 (226) 은 출력 단자 (102) 와 정전류 회로 (223) 와 정전류 회로 (224) 의 접속점에 접속된다.
다음으로, 제 2 실시형태의 볼티지 레귤레이터의 동작에 대해서 설명한다. 전원 단자 (101) 에 전원 전압 (VDD) 이 입력되면, 볼티지 레귤레이터는, 출력 단자 (102) 로부터 출력 전압 (Vout) 을 출력한다. 저항 (208 과 209) 은, 출력 전압 (Vout) 을 분압하고, 분압 전압 (Vfb) 을 출력한다. 오차 증폭 회로는, 기준 전압 회로 (225) 의 기준 전압 (Vref) 과 분압 전압 (Vfb) 을 비교하고, 출력 전압 (Vout) 이 일정해지도록 출력 트랜지스터로서 동작하는 PMOS 트랜지스터 (207) 의 게이트 전압을 제어한다. 정전류 회로 (221, 222, 223, 224) 에 흐르는 전류를 I1, I2, I3, I4 로 하면, 정상 상태에서는 I3 ＜ I4 의 관계로 전류값이 설정된다. 이 때문에, PMOS 트랜지스터 (215) 의 게이트 전압은 전원 전압 (VDD) 에 클램프되고 PMOS 트랜지스터 (215) 에 전류는 흐르지 않는다.
출력 전압 (Vout) 이 소정 전압보다 높으면, 분압 전압 (Vfb) 이 기준 전압 (Vref) 보다 높아진다. 따라서, 오차 증폭 회로의 출력 신호가 높아지고, PMOS 트랜지스터 (207) 가 오프되어 가기 때문에 출력 전압 (Vout) 은 낮아진다. 또, 출력 전압 (Vout) 이 소정 전압보다 낮으면, 상기와 반대의 동작을 하여, 출력 전압 (Vout) 은 높아진다. 이와 같이 하여, 볼티지 레귤레이터는, 출력 전압 (Vout) 이 일정해지도록 동작한다.
여기서, 전원 전압 (VDD) 이 변동된 경우를 생각한다. PMOS 트랜지스터 (216) 의 게이트를 노드 (N2) 로 한다. PMOS 트랜지스터 (216) 의 드레인과 정전류 회로 (224) 의 접속점으로부터 용량 (226) 과 정전류 회로 (223) 의 접속점에까지 흐르는 전류를 I5 로 한다. PMOS 트랜지스터 (215) 에 흐르는 전류를 I6, PMOS 트랜지스터 (210) 에 흐르는 전류를 I7 로 한다.
전원 전압 (VDD) 이 크게 저하되면, 출력 전압 (Vout) 에 언더 슈트가 발생한다. 그리고, 용량 (226) 으로부터 출력 단자 (102) 에 전류 (IC1) 가 흐른다. 전류 (I5) 는, I5 ＝ I3 ＋ IC1 의 관계를 가지며, IC1 이 증가하여 I5 ＞ I4 가 되면 노드 (N2) 의 전압이 하강하고, PMOS 트랜지스터 (216) 에 부스트 전류 (I6) 가 흐른다. 이렇게 하여, 오차 증폭 회로의 과도 응답성이 향상되고, 출력 전압 (Vout) 에 발생한 언더 슈트가 억제된다.
부스트 전류 (I6) 는, IC1 ＞ I4 － I3 이 될 때까지 흐르지 않기 때문에, 전원 전압 (VDD) 의 작은 변동에 의해 발생하는 출력 전압 (Vout) 의 작은 변동에는 반응하지 않고, 볼티지 레귤레이터를 안정 동작시키는 것이 가능하다. 또, 부스트 전류 (I6) 의 최대값은, 전류 (I7) 에 의해 제한되기 때문에, 출력 전압 (Vout) 이 크게 변동되어도 전류 (I7) 보다 큰 부스트 전류 (I6) 가 흐르는 경우는 없다. 따라서, 오차 증폭 회로에 과잉인 테일 전류를 흘리지 않고, 볼티지 레귤레이터를 안정적으로 동작할 수 있다.
또한, 전원 전압 (VDD) 이 변동되었을 때의 출력 전압 (Vout) 의 변동에 대해서 설명했지만, 이 경우에 한정되지 않고 부하 변동 등에 의해 출력 전압 (Vout) 이 변동되었을 때에도 제어 회로로 출력 전압 (Vout) 의 변동을 억제할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제 2 실시형태의 볼티지 레귤레이터는, 출력 전압 (Vout) 의 언더 슈트를 오차 증폭 회로의 테일 전류를 증가시킴으로써 억제할 수 있다. 또, 전원 전압 등의 작은 변동에 의해 발생하는 출력 전압 (Vout) 의 작은 변동에는 반응하지 않고, 전원 전압 등의 큰 변동에 의해 발생하는 출력 전압 (Vout) 의 큰 변동에서는 오차 증폭 회로에 과잉인 테일 전류를 흘리지 않고, 볼티지 레귤레이터를 안정적으로 동작할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태의 볼티지 레귤레이터는 제어 회로가 출력 전압 (Vout) 의 오버 슈트를 억제하는 구성으로 설명하고, 제 2 실시형태의 볼티지 레귤레이터는 제어 회로가 출력 전압 (Vout) 의 언더 슈트를 억제하는 구성으로 설명했지만, 양방의 기능을 구비하도록 구성해도 된다. 그 경우에는, 보다 출력 전압 (Vout) 이 안정적인 볼티지 레귤레이터를 얻을 수 있다.
100 : 그라운드 단자
101 : 전원 단자
102 : 출력 단자
111, 225 : 기준 전압 회로
114, 115, 127, 124, 221, 222, 224, 226 : 정전류 회로

Claims (4)

  1. 전원 단자로부터 입력된 전원 전압을 안정화하여 출력하는 볼티지 레귤레이터로서,
    출력 트랜지스터가 출력하는 출력 전압을 분압한 분압 전압과 기준 전압의 차이를 증폭하여 출력하고, 상기 출력 트랜지스터의 게이트를 제어하는 오차 증폭 회로와,
    입력 단자가 상기 출력 트랜지스터의 드레인에 접속되고, 출력 단자가 상기 오차 증폭 회로에 접속되고, 상기 출력 전압이 소정의 전압보다 크게 변동되었을 때에, 상기 오차 증폭 회로에 부스트 전류를 흘리는 제어 회로
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 볼티지 레귤레이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    일방의 단자가 상기 볼티지 레귤레이터의 출력 단자에 접속되고, 상기 출력 전압의 변동을 검출하는 용량과,
    상기 오차 증폭 회로에 상기 부스트 전류를 흘리는 제 1 트랜지스터와,
    게이트와 드레인이 상기 제 1 트랜지스터의 게이트와 상기 용량의 타방의 단자에 접속되는 제 2 트랜지스터와,
    상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 클램프하는 제 1 정전류 회로와,
    상기 용량의 타방의 단자와 상기 제 2 트랜지스터의 게이트 및 드레인에 접속되는 제 2 정전류 회로
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 볼티지 레귤레이터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 정전류 회로가 흘리는 전류가 상기 제 2 정전류 회로가 흘리는 전류보다 큰 것을 특징으로 하는 볼티지 레귤레이터.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 회로는, 추가로,
    상기 오차 증폭 회로와 상기 제 1 트랜지스터 사이에 접속되고, 상기 부스트 전류를 소정의 전류 이하로 제한하는 제 ３ 트랜지스터
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 볼티지 레귤레이터.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9851732B2 (en) * 2015-01-20 2017-12-26 Peregrine Semiconductor Corporation Split power supply bias with kill switch
KR20170019672A (ko) * 2015-08-12 2017-02-22 에스케이하이닉스 주식회사 반도체 장치
JP2017126285A (ja) * 2016-01-15 2017-07-20 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 ボルテージレギュレータ
CN106484020A (zh) * 2016-12-06 2017-03-08 珠海全志科技股份有限公司 低压差线性稳压电路
JP7174152B2 (ja) * 2019-06-12 2022-11-17 日清紡マイクロデバイス株式会社 定電圧回路及び電子機器
JP2021047674A (ja) 2019-09-19 2021-03-25 セイコーエプソン株式会社 ボルテージレギュレーター
KR20220131063A (ko) * 2021-03-19 2022-09-27 에스케이하이닉스 주식회사 저전압 강하 레귤레이터
CN113342111B (zh) * 2021-06-21 2022-09-20 南京微盟电子有限公司 一种应用于低功耗ldo的快速响应电路
JP7542506B2 (ja) 2021-09-22 2024-08-30 株式会社東芝 定電圧回路

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001022455A (ja) 1999-07-09 2001-01-26 New Japan Radio Co Ltd レギュレータ回路
JP2007310521A (ja) * 2006-05-17 2007-11-29 Ricoh Co Ltd 定電圧回路および該定電圧回路を内蔵した電子機器

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6320363B1 (en) * 1999-12-17 2001-11-20 Motorola, Inc. Voltage regulator with improved transient response
DE10248498A1 (de) * 2002-10-17 2004-05-06 Infineon Technologies Ag Schaltungsanordnung zur Spannungsregelung
JP2007128292A (ja) * 2005-11-04 2007-05-24 Ricoh Co Ltd ボルテージレギュレータ
US7502719B2 (en) * 2007-01-25 2009-03-10 Monolithic Power Systems, Inc. Method and apparatus for overshoot and undershoot errors correction in analog low dropout regulators
US8710813B2 (en) * 2008-04-11 2014-04-29 System General Corp. Low drop-out regulator providing constant current and maximum voltage limit
JP5580608B2 (ja) * 2009-02-23 2014-08-27 セイコーインスツル株式会社 ボルテージレギュレータ
JP5828206B2 (ja) * 2011-01-24 2015-12-02 凸版印刷株式会社 定電圧回路
JP5833938B2 (ja) * 2012-01-18 2015-12-16 セイコーインスツル株式会社 ボルテージレギュレータ
CN102609025B (zh) * 2012-03-16 2013-12-11 电子科技大学 一种动态电流倍增电路及集成该电路的线性稳压器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001022455A (ja) 1999-07-09 2001-01-26 New Japan Radio Co Ltd レギュレータ回路
JP2007310521A (ja) * 2006-05-17 2007-11-29 Ricoh Co Ltd 定電圧回路および該定電圧回路を内蔵した電子機器

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Publication number Publication date
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KR102225712B1 (ko) 2021-03-09

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