CN109062308A - 电压调整电路 - Google Patents

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    • G05F1/10—Regulating voltage or current
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Abstract

本发明公开了一种电压调整电路，包括：七个PMOS晶体管，八个NMOS晶体管、两个电阻和两个电容；正常工作时，输出OUT>节点NGATE电压，则节点DET为低电平，第七PMOS晶体管打开；当输出端OUT的电压向下跳变时，OUT<NGATE，则节点DET为高电平，第七PMOS晶体管闭合，切断第二电容，加速充电。本发明在负载快速跳变时，能加速输出电压的稳定。

Description

电压调整电路
技术领域
本发明涉及涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种电压调整电路。
背景技术
电压调整器/线性稳压器在集成电路中被广泛应用。图1所示是一种现有的传统线性稳压器，由四个PMOS晶体管MP1～MP4，六个NMOS晶体管MN1～MN6，一个电容C1，两个电阻R1、R2组成。其中VB1～VB4是相应MOS晶体管栅极偏置电压，来自其它电路。
在实际应用中负载电流有可能发生突变造成输出电压抖动，这种传统的电压调整器，当负载电流突然变大时，将使输出电压迅速下降，并且恢复较慢。图1中，NGATE端的电压由于电容C1较大，充电电流小。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电压调整电路，在负载快速跳变时，能加速输出电压的稳定。
为解决上述技术问题，本发明的电压调整电路，包括：七个PMOS晶体管，八个NMOS晶体管、两个电阻和两个电容；
第一PMOS晶体管、第三PMOS晶体管和第三NMOS晶体管、第一NMOS晶体管依次串接，第二PMOS晶体管、第四PMOS晶体管和第四NMOS晶体管、第二NMOS晶体管依次串接；第一PMOS晶体管的源极和第二PMOS晶体管的源极与电源电压端VDD相连接；第四PMOS晶体管的漏极和第四NMOS晶体管的漏极连接的节点记为NGATE，第一PMOS晶体管的栅极和第二PMOS晶体管的栅极与第三PMOS晶体管的漏极和第三NMOS晶体管的漏极相连接，并输入第四偏置电压；第三PMOS晶体管的栅极和第四PMOS晶体管的栅极相连接，并输入第三偏置电压VB3；第三NMOS晶体管的栅极和第四NMOS晶体管的栅极相连接，并输入第二偏置电压；
第一NMOS晶体管的源极与第二NMOS晶体管的源极和第五NMOS晶体管的漏极相连接，第五NMOS晶体管的源极接地，其栅极输入第一偏置电压；第一NMOS晶体管的栅极作为电压输入端VREF；
第六NMOS晶体管的漏极与电源电压端VDD相连接，第一电阻、第二电阻串联在第六NMOS晶体管的源极与地之间，第六NMOS晶体管的源极与第一电阻的连接端作为电路的输出端OUT，其栅极与节点NGATE端相连接；
第二NMOS晶体管的栅极与第一电阻、第二电阻的串联节点相连接；
第一电容连接在节点NGATE端与地之间；
第六PMOS晶体管的源极与输出端OUT相连接，第五PMOS晶体管的源极、第七PMOS晶体管的源极与节点NGATE端相连接；
第六PMOS晶体管的栅极和漏极与第五PMOS晶体管的栅极和第七NMOS晶体管的漏极相连接，第七NMOS晶体管的源极接地；
第五PMOS晶体管的漏极与第七PMOS晶体管的栅极和第八NMOS晶体管MN8的漏极相连接，其连接的节点记为DET；
第八NMOS晶体管的源极接地，第七NMOS晶体管的栅极和第八NMOS晶体管的栅极相连接，并输入第一偏置电压；
第二电容连接在第七PMOS晶体管的漏极与地之间。
采用本发明的电压调整电路，在负载快速跳变时，能加速输出电压的稳定。
根据仿真结果，当输出负载电流由100μA突变到10mA，输出电压恢复到终值5％所需的时间：现有的线性稳压器为8μS(参见图3中上面的仿真结果)，而本发明改进后的电压调整器为4.26μS(参见图3中下面的仿真结果)。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是现有的传统线性稳压器原理图；
图2是改进后的电压调整器一实施例原理图。
具体实施方式
结合图2所示，改进后的电压调整器是一种能快速反应的电压调整器。在下面的实施例中，所述电压调整器，包括：七个PMOS晶体管MP1～MP7，八个NMOS晶体管MN1～MN8、两个电阻R1、R2和两个电容C1、C2。
PMOS晶体管MP1、MP3和NMOS晶体管MN3、MN1依次串接，PMOS晶体管MP2、MP4和NMOS晶体管MN4、MN2依次串接；PMOS晶体管MP1的源极和PMOS晶体管MP2的源极与电源电压端VDD相连接。PMOS晶体管MP4的漏极和NMOS晶体管MN4的漏极连接的节点记为NGATE，PMOS晶体管MP1的栅极和PMOS晶体管MP2的栅极与PMOS晶体管MP3的漏极和NMOS晶体管MN3的漏极相连接，并输入偏置电压VB4。
PMOS晶体管MP3的栅极和PMOS晶体管MP4的栅极相连接，并输入偏置电压VB3。
NMOS晶体管MN3的栅极和NMOS晶体管MN4的栅极相连接，并输入偏置电压VB2。
NMOS晶体管MN1的源极与NMOS晶体管MN2的源极和NMOS晶体管MN5的漏极相连接，NMOS晶体管MN5的源极接地，其栅极输入偏置电压VB1。
NMOS晶体管MN1的栅极作为电压输入端VREF。
NMOS晶体管MN6的漏极与电源电压端VDD相连接，电阻R1、R2串联在NMOS晶体管MN6的源极与地之间，NMOS晶体管MN6的源极与电阻R1的连接端作为电路的输出端OUT，其栅极与节点NGATE端相连接。
NMOS晶体管MN2的栅极与电阻R1、R2的串联节点相连接，其连接的节点记为VFB。
电容C1连接在节点NGATE端与地之间。
PMOS晶体管MP6的源极与输出端OUT相连接，PMOS晶体管MP5的源极、MP7的源极与节点NGATE端相连接。
PMOS晶体管MP6的栅极和漏极与PMOS晶体管MP5的栅极和NMOS晶体管MN7的漏极相连接，NMOS晶体管MN7的源极接地。
PMOS晶体管MP5的漏极与PMOS晶体管MP7的栅极和NMOS晶体管MN8的漏极相连接，其连接的节点记为DET。
NMOS晶体管MN8的源极接地。NMOS晶体管MN7的栅极和NMOS晶体管MN8的栅极相连接，并输入偏置电压VB1。
电容C2连接在PMOS晶体管MP7的漏极与地之间。
改进后的电压调整器将图1所示的线性稳压器中电容C1变成新的电容C1+C2，总的容量不变；NMOS晶体管MN6为本征晶体管。
正常工作时，OUT&gt;NGATE，则节点DET为低电平，PMOS晶体管MP7打开，总电容不变。
当输出端OUT的电压向下跳变时，OUT&lt;NGATE，则节点DET为高电平，PMOS晶体管MP7闭合，切断电容C2，加速充电。
以上通过具体实施方式对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种电压调整器，其特征在于，包括：七个PMOS晶体管，八个NMOS晶体管、两个电阻和两个电容；
第一PMOS晶体管、第三PMOS晶体管和第三NMOS晶体管、第一NMOS晶体管依次串接，第二PMOS晶体管、第四PMOS晶体管和第四NMOS晶体管、第二NMOS晶体管依次串接；第一PMOS晶体管的源极和第二PMOS晶体管的源极与电源电压端VDD相连接；第四PMOS晶体管的漏极和第四NMOS晶体管的漏极连接的节点记为NGATE，第一PMOS晶体管的栅极和第二PMOS晶体管的栅极与第三PMOS晶体管的漏极和第三NMOS晶体管的漏极相连接，并输入第四偏置电压；第三PMOS晶体管的栅极和第四PMOS晶体管的栅极相连接，并输入第三偏置电压VB3；第三NMOS晶体管的栅极和第四NMOS晶体管的栅极相连接，并输入第二偏置电压；
第一NMOS晶体管的源极与第二NMOS晶体管的源极和第五NMOS晶体管的漏极相连接，第五NMOS晶体管的源极接地，其栅极输入第一偏置电压；第一NMOS晶体管的栅极作为电压输入端VREF；
第六NMOS晶体管的漏极与电源电压端VDD相连接，第一电阻、第二电阻串联在第六NMOS晶体管的源极与地之间，第六NMOS晶体管的源极与第一电阻的连接端作为电路的输出端OUT，其栅极与节点NGATE端相连接；
第二NMOS晶体管的栅极与第一电阻、第二电阻的串联节点相连接；
第一电容连接在节点NGATE端与地之间；
第六PMOS晶体管的源极与输出端OUT相连接，第五PMOS晶体管的源极、第七PMOS晶体管的源极与节点NGATE端相连接；
第六PMOS晶体管的栅极和漏极与第五PMOS晶体管的栅极和第七NMOS晶体管的漏极相连接，第七NMOS晶体管的源极接地；
第五PMOS晶体管的漏极与第七PMOS晶体管的栅极和第八NMOS晶体管MN8的漏极相连接，其连接的节点记为DET；
第八NMOS晶体管的源极接地，第七NMOS晶体管的栅极和第八NMOS晶体管的栅极相连接，并输入第一偏置电压；
第二电容连接在第七PMOS晶体管的漏极与地之间。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于：正常工作时，OUT&gt;NGATE，则节点DET为低电平，第七PMOS晶体管打开。
3.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于：当输出端OUT的电压向下跳变时，OUT&lt;NGATE，则节点DET为高电平，第七PMOS晶体管闭合，切断第二电容，加速充电。
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