TWI639910B - 電壓調節器 - Google Patents
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Abstract
提供即使輸出端子發生過衝，也可防止輸入電
晶體的閘極被破壞的電壓調節器。
於輸入誤差放大電路的分壓電壓的輸入電
晶體，具備陰極連接於源極，陽極連接於閘極的二極體。
Description
本發明係關於輸出發生過衝時，可防止誤差放大電路的輸入電晶體被破壞的電壓調節器。
針對先前的電壓調節器進行說明。圖3係揭示先前的電壓調節器的電路圖。
先前的電壓調節器，係具備PMOS電晶體104、105、106、109、111、114、115、301、NMOS電晶體107、108、112、113、302、303、基準電壓電路110、定電流電路103、電阻116、117、接地端子100、輸出端子102、電源端子101。PMOS電晶體301係設為尺寸是PMOS電晶體105的0.2倍。
輸出端子102發生過衝時，PMOS電晶體111的閘極發生的電壓會大幅大於供給給PMOS電晶體106的閘極之基準電壓電路110的基準電壓Vref。輸出端子102發生較大的過衝時，通常，流通於PMOS電晶體109的電流會成為略等於PMOS電晶體105的電流。所以，流通於
PMOS電晶體111的電流，係接近0的極小值。此時，NMOS電晶體302因為只能流通極少量的電流，故PMOS電晶體301欲流通PMOS電晶體105的電流的0.2倍之大小的電流。
於是，流通於被串聯連接之PMOS電晶體301與NMOS電晶體302的電流成為極小值。然後，PMOS電晶體301的汲極源極間電壓變低，PMOS電晶體301與NMOS電晶體302的主電流路徑之共通連接點的電壓會變高。結果，NMOS電晶體303成為ON狀態。NMOS電晶體303成為ON狀態的話，電流透過NMOS電晶體303，從輸出端子102朝向接地端子100流通，發揮使輸出電壓降低的作用(例如，參照專利文獻1的圖2)。
[專利文獻1]日本特開2009-187430號公報
然而，先前的電壓調節器係在輸出端子102發生過衝時，PMOS電晶體111的閘極電壓也會上升，故有PMOS電晶體111的閘極被破壞的課題。
本發明係有鑑於前述課題所發明者，提供即使輸出端子發生過衝，也可防止輸入電晶體的閘極被破壞
的電壓調節器。
為了解決先前的課題，本發明的電壓調節器如以下的構造。
一種電壓調節器，係具備將對輸出電晶體所輸出之輸出電壓進行分壓的分壓電壓，與基準電壓電路所輸出之基準電壓的差，予以放大並輸出，控制輸出電晶體的閘極之誤差放大電路的電壓調節器，且於輸入誤差放大電路的分壓電壓的輸入電晶體，具備陰極連接於源極，陽極連接於閘極的二極體。
本發明的電壓調節器，係因為於輸入誤差放大電路的分壓電壓的輸入電晶體，具備陰極連接於源極，陽極連接於閘極的二極體，即使輸出端子發生過衝，也可防止輸入電晶體的閘極被破壞。又，即使電源電壓暫時降低，也可加速誤差放大電路整體的動作點的回復。
100‧‧‧接地端子
101‧‧‧電源端子
102‧‧‧輸出端子
103‧‧‧定電流電路
104‧‧‧PMOS電晶體
105‧‧‧PMOS電晶體
106‧‧‧PMOS電晶體
107‧‧‧NMOS電晶體
108‧‧‧NMOS電晶體
109‧‧‧PMOS電晶體
110‧‧‧基準電壓電路
111‧‧‧PMOS電晶體
112‧‧‧NMOS電晶體
113‧‧‧NMOS電晶體
114‧‧‧PMOS電晶體
115‧‧‧PMOS電晶體
116‧‧‧電阻
117‧‧‧電阻
121‧‧‧二極體
151‧‧‧誤差放大電路
201‧‧‧二極體
301‧‧‧PMOS電晶體
302‧‧‧NMOS電晶體
303‧‧‧NMOS電晶體
[圖1]揭示本實施形態的電壓調節器之構造的電路圖。
[圖2]揭示本實施形態的電壓調節器之構造的其他例
的電路圖。
[圖3]揭示先前的電壓調節器之構造的電路圖。
圖1係本實施形態的電壓調節器的電路圖。
本實施形態的電壓調節器，係具備PMOS電晶體104、105、106、109、111、114、115、NMOS電晶體107、108、112、113、基準電壓電路110、定電流電路103、電阻116、117、二極體121、接地端子100、輸出端子102、電源端子101。以PMOS電晶體105、106、109、111、114，與NMOS電晶體107、108、112、113構成誤差放大電路151。
接著，針對本實施形態的電壓調節器的連接進行說明。
定電流電路103係一方的端子連接於PMOS電晶體104的閘極與汲極，另一方的端子連接於接地端子100。PMOS電晶體104的源極連接於電源端子101。PMOS電晶體105係閘極連接於PMOS電晶體104的閘極與汲極，汲極連接於PMOS電晶體109的源極與PMOS電晶體111的源極，源極連接於電源端子101。PMOS電晶體109係閘極連接於基準電壓電路110的正極，汲極連接於NMOS電晶體108的閘極與汲極。基準電壓電路110的負極係連接於接地端子100。NMOS電晶體108的源極連接於接地端子100。NMOS電晶體107係閘極連接於
NMOS電晶體108的閘極與汲極，汲極連接於PMOS電晶體106的閘極與汲極，源極連接於接地端子100。PMOS電晶體106的源極連接於電源端子101。PMOS電晶體114係閘極連接於PMOS電晶體106的閘極與汲極，汲極連接於PMOS電晶體115的源極，源極連接於電源端子101。NMOS電晶體113係閘極連接於NMOS電晶體112的閘極與汲極，汲極連接於PMOS電晶體115的閘極，源極連接於接地端子100。NMOS電晶體112係源極連接於接地端子100。PMOS電晶體111係汲極連接於NMOS電晶體112的閘極與汲極，閘極連接於電阻116的一方的端子與電阻117的一方的端子。電阻117的另一方端子連接於接地端子100，電阻116的另一方端子連接於輸出端子102。二極體121係陰極連接於PMOS電晶體111的源極，陽極連接於PMOS電晶體111的閘極。PMOS電晶體115係汲極連接於輸出端子102，源極連接於電源端子101。
接著，針對本實施形態的電壓調節器的動作進行說明。
對電源端子101輸入電源電壓VDD時，電壓調節器係從輸出端子102輸出輸出電壓Vout。電阻116與117係對輸出電壓Vout進行分壓，輸出分壓電壓Vfb。誤差放大電路151係比較被輸入至作為輸入電晶體而動作之PMOS電晶體109的閘極之基準電壓電路110的基準電壓Vref，與被輸入至作為輸入電晶體而動作之PMOS電晶體
111的閘極之分壓電壓Vfb，以輸出電壓Vout成為一定之方式控制作為輸出電晶體而動作之PMOS電晶體115的閘極電壓。
輸出電壓Vout比所定電壓還高時，分壓電壓Vfb也比基準電壓Vref還高。所以，誤差放大電路151的輸出訊號(PMOS電晶體115的閘極電壓)會變高，PMOS電晶體115成為OFF，所以，輸出電壓Vout變低。又，輸出電壓Vout比所定電壓還低的話，則進行與前述相反的動作，輸出電壓Vout變高。如此一來，電壓調節器係以輸出電壓Vout成為一定之方式動作。
在輸出端子102發生過衝時，伴隨輸出電壓Vout的上升，分壓電壓Vfb也會上升，電流以二極體121、PMOS電晶體109、NMOS電晶體108、接地端子100的路徑流通。所以，分壓電壓Vfb係被限制為Vfb=Vref+|Vtp|+Vf以下的電壓。在此，將PMOS電晶體109、111的臨限值設為Vtp，NMOS電晶體112的臨限值設為Vtn，二極體121的順向電壓設為Vf。
此時，PMOS電晶體111的閘極源極間電壓，係因為與二極體121的順向電壓Vf相等，所以，可防止PMOS電晶體111的閘極被破壞。又，PMOS電晶體111的閘極汲極間電壓，係成為Vfb-Vtn=Vref+|Vtp|+Vf-Vtn。利用將該閘極汲極間電壓設為比PMOS電晶體111的閘極氧化膜耐壓還低的電壓，可防止PMOS電晶體111的閘極被破壞。
再者，因為僅在PMOS電晶體111的閘極源極間設置二極體121，面積較小亦可。又，從二極體121到電阻117，漏電流較少，所以，對分壓電壓Vfb的電壓值的影響也較小。進而，電源電壓VDD暫時降低，PMOS電晶體111的源極電壓降低時，二極體121流通順向電流，阻止PMOS電晶體111的源極電壓的降低，故可加速誤差放大電路151整體的動作點的回復。
圖2係揭示本實施形態的電壓調節器之構造的其他例的電路圖。與圖1的電壓調節器的不同，係追加了陰極連接於PMOS電晶體111的閘極，陽極連接於接地端子100的二極體201之處。其他電路與圖1的電壓調節器相同。
二極體201係因為與二極體121相同構造，漏電流相等。二極體121發生漏電流時，該漏電流係流至二極體201，不會流至電阻117。所以，與圖1的電壓調節器相較，可更減少對分壓電壓Vfb的電壓值的影響。
如以上所說明般，本實施形態的電壓調節器，係因為在PMOS電晶體111的閘極源極間設置二極體121，所以，即使輸出端子102發生過衝，也不會超過PMOS電晶體111的閘極氧化膜耐壓，可防止PMOS電晶體111的閘極被破壞。
又，電源電壓VDD暫時降低時，也可加速誤差放大電路151整體的動作點的回復。
Claims (1)
- 一種電壓調節器，係具備將對輸出電晶體所輸出之輸出電壓進行分壓的分壓電壓，與基準電壓電路所輸出之基準電壓的差，予以放大並輸出，控制前述輸出電晶體的閘極之誤差放大電路的電壓調節器，其特徵為：前述誤差放大電路，係具備：輸入電晶體，係於閘極輸入前述分壓電壓；及第一二極體，係陰極連接於前述輸入電晶體的源極，陽極連接於前述輸入電晶體的閘極；前述誤差放大電路，係具備陰極連接於前述輸入電晶體的閘極，陽極連接於接地端子的第二二極體；前述第二二極體，係藉由流通前述第一二極體的漏電流，降低對前述分壓電壓之前述第一二極體的漏電流的影響。
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