CN114200994A - 一种低压差线性稳压器和激光测距电路 - Google Patents
一种低压差线性稳压器和激光测距电路 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种低压差线性稳压器和激光测距电路,包括电压产生模块和输出产生模块,电压产生模块的运算放大器同相输入端作为输入端,输出端与第一PMOS管栅极连接,反相输入端与第一PMOS管源极连接,公共端与第一电流源连接。输出产生模块的第二PMOS管漏极与第一NMOS管源极连接,第二PMOS管源极与第三PMOS管漏极连接,第三PMOS管的源极与第二电流源连接,第三PMOS管栅极与第二电流源连接,且公共端与第一NMOS管漏极连接,第一NMOS管栅极作为偏置电压输入端。输出产生模块和电压产生模块均形成稳定的回路,彼此稳定性互不影响,可改变输出产生模块数量调整输出电流,节约时间和人力成本。
Description
技术领域
本申请涉及电子领域,特别是涉及一种低压差线性稳压器和激光测距电路。
背景技术
近年来,芯片低功耗设计备受关注,芯片内部通常会被分为多个模块,这些模块需要独立供电,根据实际业务需求关闭其中的一个或多个模块的电源,从而达到省功耗的目的。当前,由于低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator,简称LDO)结构简单,成本较低,电源纹波抑制性能好,被广泛应用于各类芯片中,芯片中多模块独立供电的需求通过多个LDO实现。
图1为低压差线性稳压器电路的结构图,如图1所示,LDO由运算放大器U1,PMOS管PM和电流源Is构成,外部输入基准电压由运算放大器U1的同相输入端VREF1输入,运算放大器U1的输出端与PMOS管PM的栅极连接,反相输入端与PMOS管PM1的漏极连接,同时,反相输入端和PM漏极的公共端作为电压输出端VOUT1,此外,该公共端还与电流源Is的一端连接,电流源Is的另一端接地,PMOS管PM的源极与电源VDD连接。输入电压通过运算放大器U1的同相输入端VREF1输入,并驱动PMOS管PM以控制PM的栅极产生输出电压,同时,由PMOS管PM产生输出电流,由此,输出端VOUT1为负载电路提供电源。
运算放大器U1和PMOS管PM共同组成一个环路,对于不同的负载电路,需要不同的负载电流,因此对LDO中的所有电路要进行重新设计以改变其带载能力,例如,输出端VOUT1的电流增加到原来的2倍,则PMOS管PM的宽长比增加为原来的2倍,那运算放大器中的驱动也需要增加到原来的2倍,然而重新设计会增加了人力和成本。
由此可见,如何解决调整负载电路的电流大小就要对全部电路进行重新设计的问题,节约人力和成本,是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种低压差线性稳压器,输出产生模块通过三个MOS管和一个电流源形成了稳定的回路,电压产生模块通过运算放大器,一个MOS管以及一个电流源也形成了一个稳定的回路,则输出产生模块和电压产生模块的稳定性互补影响影响,由此,负载电路可以依据实际需求通过改变输出产生模块的数量调整输出的电流,避免了使用LDO时,对一部分电路进行调整需要重新设计整个电路,节约时间和人力成本。
为解决上述技术问题,本申请提供一种低压差线性稳压器,包括:电压产生模块和输出产生模块;
所述电压产生模块包括运算放大器,第一PMOS管,第一电流源和第一电阻,所述运算放大器的同相输入端作为所述电压产生模块的基准电压输入端,反相输入端与所述第一PMOS管的源极连接,且公共端与所述第一电流源的一端连接,所述第一电流源的另一端与电源连接,所述第一PMOS管的漏极与所述第一电阻的一端连接,所述第一电阻的另一端接地,所述运算放大器的输出端与所述第一PMOS管的栅极连接,且公共端作为所述电压产生模块的输出端;
所述输出产生模块包括第二PMOS管,第三PMOS管,第二电流源,第一NMOS管和第二电阻,所述第二PMOS管的漏极与所述第一NMOS管的源极连接,且公共端与所述第二电阻的一端连接,所述第二电阻的另一端接地,所述第二PMOS管的源极与所述第三PMOS管的漏极连接,所述第三PMOS管的源极与所述第二电流源的一端连接,且公共端与电源连接,所述第三PMOS管的栅极与所述第二电流源的另一端连接,且公共端与所述第一NMOS管的漏极连接;
所述第一NMOS管的栅极作为偏置电压输入端,所述第二PMOS管的栅极作为所述输出产生模块的控制端,所述第二PMOS管的源极作为所述输出产生模块的输出端,所述电压产生模块的输出端与所述输出产生模块的控制端连接。
优选地,所述输出产生模块为多个,且各所述输出产生模块的输出端均与同一负载电路的电源端连接。
优选地,所述输出产生模块为多个,构成多组输出产生电路,每组所述输出产生电路的输出端与一个负载电路的电源端连接;其中,每组所述输出产生电路包括至少两个所述输出产生模块,且所述输出产生模块间并联。
优选地,其特征在于,还包括偏置电压产生模块;
所述偏置电压产生模块的第一偏置电压输出端与所述第一NMOS管的栅极连接。
优选地,所述第二电流源为第四PMOS管;
所述第四PMOS管的栅极与所述偏置电压产生模块的第二偏置电压输出端连接,所述第四PMOS管的源极与所述第三PMOS管的源极连接,所述第四PMOS管的漏极与所述第一NMOS管的漏极连接。
优选地,所述第一电流源为第五PMOS管,所述电压产生模块还包括第六PMOS管和第二NMOS管;
所述第五PMOS管的漏极与所述第一PMOS管的源极连接,所述第五PMOS管的源极与所述第六PMOS管的源极连接,且公共端与电源连接,所述第六PMOS管的栅极与所述第二偏置电压输出端连接,所述第五PMOS管的栅极与所述第六PMOS管的漏极连接,且公共端与所述第二NMOS管的漏极连接,所述第二NMOS管的源极与所述第一PMOS管的漏极连接。
优选地,所述第二PMOS管的宽长比为所述第一PMOS管的宽长比的N倍,所述第四PMOS管的宽长比为所述第六PMOS管的宽长比的N倍,所述第一NMOS管的宽长比为所述第二NMOS管的宽长比的N倍,所述第二电阻的阻值为所述第一电阻的阻值的1/N倍,其中N为正有理数。
优选地,所述偏置电压产生模块包括第七PMOS管,第八PMOS管,第九PMOS管,第三NMOS管,第四NMOS管,第五NMOS管,第六NMOS管,第三电阻,第四电阻和第三电流源;
所述第七PMOS管,所述第八PMOS管和所述第九PMOS管的源极两两连接,公共端与所述第三电流源的一端连接,且与电源连接,所述第三电流源的另一端与所述第三NMOS管的漏极连接,所述第七PMOS管的栅极和漏极与所述第八PMOS管的栅极连接,且公共端与所述第四NMOS管的漏极连接;
所述第九PMOS管的栅极与漏极连接,且公共端作为所述第二偏置电压输出端,并与所述第六NMOS管漏极连接,所述第五NMOS管的栅极与所述第六NMOS管的栅极连接,且公共端作为所述第一偏置电压输出端,并分别与所述第八PMOS管的漏极和所述第五NMOS管的漏极连接;
所述第三NMOS管的漏极与栅极连接,且公共端与所述第四NMOS管的栅极连接,所述第三NMOS管的源极接地,所述第四NMOS管的源极接地,所述第三电阻的一端与所述第五NMOS管的源极连接,另一端接地,所述第四电阻的一端与所述第六NMOS管的源极连接,另一端接地。
优选地,所述第九PMOS管的宽长比为所述第六PMOS管的宽长比的M倍,所述第五NMOS管的宽长比为所述第二NMOS管的宽长比的M倍,所述第三电阻的阻值和所述第四电阻的阻值相等,其中M为正有理数。
为了解决上述技术问题,本申请还提供了一种激光测距电路,包括如所述的低压差线性稳压器。
本发明所提供的低压差线性稳压器,包括:电压产生模块和输出产生模块,电压产生模块包括运算放大器,第一PMOS管,第一电流源和第一电阻,运算放大器的同相输入端作为电压产生模块的基准电压输入端,反相输入端与第一PMOS管的源极连接,且公共端与第一电流源的一端连接,第一电流源的另一端与电源连接,第一PMOS管的漏极与第一电阻的一端连接,第一电阻的另一端接地,运算放大器的输出端与第一PMOS管的栅极连接,且公共端作为电压产生模块的输出端,由此,电压产生模块中的运算放大器和第一PMOS管间形成独立且稳定的回路。输出产生模块包括第二PMOS管,第三PMOS管,第二电流源,第一NMOS管和第二电阻,第二PMOS管的漏极与第一NMOS管的源极连接,且公共端与第二电阻的一端连接,第二电阻的另一端接地,第二PMOS管的源极与第三PMOS管的漏极连接,第三PMOS管的源极与第二电流源的一端连接,且公共端与电源连接,第三PMOS管的栅极与第二电流源的另一端连接,且公共端与第一NMOS管的漏极连接,由此,输出产生模块的第二PMOS管,第三PMOS管,第二电流源,第一NMOS管间形成稳定且独立的回路。第一NMOS管的栅极作为偏置电压输入端,第二PMOS管的栅极作为输出产生模块的控制端,第二PMOS管的源极作为输出产生模块的输出端,电压产生模块的输出端与输出产生模块的控制端连接。由此可见,本发明提供的技术方案,输出产生模块中的三个MOS管和电流源间形成一个独立且稳定的反馈回路,即其稳定性不再受电压产生模块的影响,此外,电压产生模块也形成了一个稳定的回路,产生的输出电压对输出产生模块的输出电压进行钳位,进而保证输出产生模块的输出电压等于电压产生模块的基准输入电压,由此,可以根据负载的实际需求改变输出产生模块的数量来调整输出的电流,避免了重新设计整个电路,进而节约了时间成本和人力成本,提升用户体验感。
本申请还提供了一种激光测距电路,包括上述的低压差线性稳压器,效果同上。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例,下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为低压差线性稳压器电路的结构图;
图2为本发明实施例所提供的低压差线性稳压器的结构图;
图3为本发明另一实施例所提供的低压差线性稳压器的结构图;
图4为本发明实施例所提供的低压差线性稳压器中的偏置电路的结构图。
附图标记为:1为电压产生模块,2为输出产生模块,3为偏置电压。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下,所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护范围。
本申请的核心是提供一种低压差线性稳压器,包括电压产生模块和输出产生模块,输出产生模块形成稳定且独立的回路,电压产生模块形成稳定且独立的回路,依据实际需求通过调整输出产生模块的数量改变输出的电流,由此,对电压产生模块或输出产生模块进行调整,不会影响彼此电路的稳定性,进而无需对电压产生模块和输出产生模块都进行调整,避免了使用LDO时,需要对整个电路进行重新设计,节约了时间成本和人力成本。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。
目前,由于LDO的结构简单,成本较低,电源纹波抑制性能好,被广泛应用于各类芯片中,用于对芯片中多个模块进行独立供电。然而在实际的应用中,随着芯片中模块的不断增加,则需要LDO独立供电的需求也逐渐增加,因此造成了成本,面积以及功耗的很大代价。此外,如图1所示,LDO由一个运算放大器U1和一个PMOS管PM组成,运算放大器U1的同相输入端VREF1作为LDO的电压输入端,反向输入端与PMOS管PM的漏极连接,输出端与PMOS管PM的栅极连接,通过控制PMOS管PM的栅极电压产生输出电压,PMOS管PM的源极与电源连接,为输出端VOUT1提供输出电流,由此,LDO的输出端VOUT1为负载电路提供电源。可见,运算放大器U1和PMOS管PM形成了一个回路为负载电路提供电源,当负载电路需要调整负载电容或负载电流时,则需要对LDO中的所有电路进行重新设计,进而增加了人力成本和时间成本。
因此,为了解决上述问题,本发明提供了一种低压差线性稳压器,图2为本发明实施例所提供的低压差线性稳压器的结构图,如图2所示,该电路包括电压产生模块1和输出产生模块2。电压产生模块1包括运算放大器U2,第一PMOS管PM1,第一电流源Is1和第一电阻R1,运算放大器U2的同相输入端作为电压产生模块1的基准电压输入端VREF2,反相输入端与第一PMOS管PM1的源极连接,且公共端与第一电流源Is1的一端连接,第一电流源Is1的另一端与电源VDD连接,第一PMOS管PM1的漏极与第一电阻R1的一端连接,第一电阻R1的另一端接地,运算放大器U2的输出端与第一PMOS管PM1的栅极连接,且公共端作为电压产生模块1的输出端。
输出产生模块2包括第二PMOS管PM2,第三PMOS管PM3,第二电流源Is2,第一NMOS管NM1和第二电阻R2,第二PMOS管PM2的漏极与第一NMOS管NM1的源极连接,且公共端与第二电阻R2的一端连接,第二电阻R2的另一端接地,第二PMOS管PM2的源极与第三PMOS管PM3的漏极连接,第三PMOS管PM3的源极与第二电流源Is2的一端连接,且公共端与电源VDD连接,第三PMOS管PM3的栅极与第二电流源Is2的另一端连接,且公共端与第一NMOS管NM1的漏极连接。
第一NMOS管NM1的栅极作为输出产生模块2的偏置电压输入端,第二PMOS管PM2的栅极作为输出产生模块2的控制端,第二PMOS管PM2的源极作为输出产生模块2的输出端VOUT2,电压产生模块1的输出端与输出产生模块2的控制端连接。
由图2可知,电压产生模块1产生一个控制电压传输至第二PMOS管PM2的栅极,第二PMOS管PM2作为一个源极跟随器,通过该控制电压对输出端VOUT2的输出电压进行钳位,使得输出电压等于输入端VREF2的基准输入电压。此外,输出产生模块2中的第二PMOS管PM2,第三PMOS管PM3,第一NMOS管NM1以及第二电流源Is2间形成了一个独立且稳定的回路Loop2,则输出产生模块2的稳定性不受电压产生模块1的影响,输出端VOUT2的输出电流由第三PMOS管PM3进行提供,所以,可以根据需求将多个输出产生模块2与电压产生模块1并联以控制输出的电流,无需对整个电路进行重新设计。
在具体实施中,电压产生模块1的运算放大器U2和第一PMOS管PM1也形成了一个独立且稳定的回路,因此,当需要对电压产生模块1进行修改时,无需对输出产生模块2进行修改,即电压产生模块1和输出产生模块2间的稳定性相互独立,对任何一个模块进行修改,都不会影响另一个模块的正常运行。
可以理解的是,由于电压产生模块1和输出产生模块2的稳定性互不影响,则对任意一个模块进行重新设计都不会影响彼此稳定性,由此,可以依据负载的实际需求对输出产生模块2的数量进行修改以改变输出的电流,所以,在实际应用中,可以一个输出产生模块2为一个负载电路进行供电,也可以是多个输出产生模块2并联为一个负载电路进行供电,当然,还可以是多个输出产生模块2构成多组输出产生电路,每个输出产生电路至少包括两个输出产生模块2,其每个输出产生电路为一个负载进行供电。
在具体实施中,为了保证输出端VOUT2的输出电压等于输入端VREF2的基准输入电压,设计更简单,本发明提供的低压差线性稳压器,采用了较多的电流镜结构,使各支路电流成比例。如图3所示,第一电流源Is1为第五PMOS管PM5,第二电流源Is2为第四PMOS管PM4,电压产生模块1还包括第六PMOS管PM6和第二NMOS管NM2。此外,第二PMOS管PM2的宽长比为第一PMOS管PM1的宽长比的N倍,第四PMOS管PM4的宽长比为第六PMOS管PM6的宽长比的N倍,第一NMOS管NM1的宽长比为第二NMOS管NM2宽长比的N倍,第二电阻R2的阻值为第一电阻R1的阻值的1/N倍,其中N为正有理数。
可以理解的是,第四PMOS管PM4,第六PMOS管PM6,第一NMOS管NM1和第二NMOS管NM2的栅极需要一个偏置电路为它们提供电压,但对偏置电路本发明不作限定。
本发明实施例所提供的低压差线性稳压器,输出产生模块中的三个MOS管和电流源间形成一个独立且稳定的反馈回路,即其稳定性不再受电压产生模块的影响,此外,电压产生模块也形成了一个稳定的回路,产生的输出电压对输出产生模块的输出电压进行钳位,进而保证输出产生模块的输出电压等于电压产生模块的基准输入电压,由此,可以根据负载的实际需求改变输出产生模块的数量来调整输出的电流,避免了重新设计整个电路,进而节约了时间成本和人力成本,提升用户体验感。
在具体实施中,如图2所示,在稳定状态下,当负载需要大电流时,即输出产生模块2的输出端VOUT2为大电流,此时,电压产生模块1输出产生一个控制电压至第二PMOS管PM2的栅极,对输出端VOUT2的电压进行钳位,即输出端VOUT2的电压等于电压产生模块1输入端VREF2的基准电压。通过第三PMOS管PM3的电流为IPM3=IPM2+Iout,当输出端Iout突然增大到I’out时,VOUT2会下降,通过第二PMOS管PM2栅极电压不变,则通过第二PMOS管PM2的电流IPM2减小,此时,通过第二电阻R2的电流也减小,则第一NMOS管NM1源极的电压降低,NM1的栅源电压变大,导致NM1的电流增大,此时,第三PMOS管PM3的栅极电压被拉低,由此,PM3的电流I’PM3增大,使得I’PM3=IPM2+I’out,由此,输出产生模块2重新回到稳定状态。
所以,输出产生模块2的稳定性与电压产生模块1的稳定性互不干扰,可以通过调整输出产生模块2中第二PMOS管PM2的尺寸大小或输出产生模块2的数量来满足不同负载的实际需求。事实上,在实际应用中,当负载需要的电流较小时,可以通过调整第二PMOS管PM2的尺寸大小进行满足,当负载所需的电流较大时,可以通过改变输出产生模块2的数量进行调整。
在具体实施中,可以是一个输出产生模块2为一个负载提供电流,也可以是多个输出产生模块2并联为一个负载提供电流,当然,还可以是多个输出产生模块2构成多组输出产生电路,每个输出产生电路为一个负载提供电源,其中每个输出产生电路中至少包括两个输出产生模块2,且输出产生模块2并联。
图3为本发明另一实施例所提供的低压差线性稳压器的结构图,在实施中,为了保证输出端VOUT2的电压等于电压产生模块输入端VREF2的基准电压,如图3所示,第一电流源Is1设置为第五PMOS管PM5,第二电流源Is2设置为第四PMOS管PM4,此外,电压产生模块还包括第六PMOS管PM6和第二NMOS管NM2。第五PMOS管PM5的漏极与第一PMOS管PM1的源极连接,且公共端与运算放大器U2的反相输入端,第五PMOS管PM5的源极与第六PMOS管PM6的源极连接,且公共端与电源VDD连接,第二NMOS管NM2的漏极与第六PMOS管PM6的漏极连接,且公共端与第五PMOS管PM5的栅极连接,第六PMOS管PM6的栅极与第二NMOS管NM2的栅极均作为电压产生模块的偏置电压输入端。第四PMOS管PM4的源极与第三PMOS管PM3的源极连接,且公共端与电源VDD连接,第四PMOS管PM4的漏极与第一NMOS管NM1的漏极连接,第四PMOS管PM4的漏极的栅极作为输出产生模块的第二个偏置电压输入端。
需要说明的是,第二PMOS管PM2的宽长比为第一PMOS管PM1的宽长比的N倍,第四PMOS管PM4的宽长比为第六PMOS管PM6的宽长比的N倍,第一NMOS管NM1的宽长比为第二NMOS管NM2的宽长比的N倍,第二电阻R2的阻值为第一电阻R1的阻值的1/N倍,其中N为正有理数。由此,进一步保证电压产生模块输出的控制电压对输出产生模块输出端VOUT2的电压进行钳位,即进一步保证输出端VOUT2的电压等于电压产生模块输入端VREF2的基准电压。
输出产生模块2由第二PMOS管PM2,第三PMOS管PM3,第四PMOS管PM4和第一NMOS管NM1,以及第二电阻R2构成,第二PMOS管PM2的漏极与第一NMOS管的源极连接,且公共端与第二电阻R2的一端,第二电阻R2的另一端接地,第二PMOS管PM2的源极与第三PMOS管PM3的漏极连接,且公共端作为输出产生模块2的输出端VOUT2,第四PMOS管PM4的源极与第三PMOS管PM3的源极连接,且公共端与电源VDD连接,第四PMOS管PM4的漏极和第一NMOS管NM1的漏极连接,且公共端与第三PMOS管PM3的栅极连接,第四PMOS管PM4的栅极与偏置电路3的第一偏置电压输出端Vbisap连接,第一NMOS管NM1的栅极与偏置电路3的第二偏置电压输出端Vbisan连接,对于偏置电路3的结构,参见下文详细描述。
在具体实施中,电压产生模块1不直接驱动第三PMOS管PM3的栅极,而是产生一个控制电压传输至第二PMOS管PM2的栅极,第二PMOS管PM2作为一个源极跟随器,通过电压产生模块1传输的控制电压对输出端VOUT2的输出电压进行钳位,是的输出产生模块2输出端VOUT2的输出电压等于电压产生模块1输入端VREF2的基准电压,由于电压产生模块1不直接驱动第三PMOS管PM3的栅极,因此电输出端VOUT2的输出电流大小不受控制电压的影响。电压产生模块1的稳定性取决于自身产生的稳定回路Loop1,输出产生模块2的稳定性也取决于自身的稳定回路Loop2,由此,制电路只需要产生控制电压,并利用该控制电压对输出电压进行钳位,不需要提供输出的电流,所以本发明所提供的低压差线性稳压器的电压产生模块1大小,数量及面积没有LDO的大,由此,可以依据负载的实际需求对输出产生模块2的数量进行修改以改变输出的电流。
本发明实施例所提供的低压差线性稳压器,将电压产生模块中的第一电流源设置为PMOS管,且增加设置一个PMOS管和一个NMOS管,此外,将输出产生模块中的第二电流源也设置为一个PMOS管,同时,通过设置电压产生模块与输出产生模块中部分MOS管的尺寸比例关系实现输出产生模块输出端VOUT2的输出电压等于输入端VREF2的基准电压,进而在确保输出产生模块输出端VOUT2的输出电压的情况下,通过改变输出产生模块的数量对或输出产生模块中MOS管的尺寸以调整输出产生模块的输出电流,避免了传统LDO中对一部分电路进行调整需重新设计整个电路,进而节约时间和人力成本。
在具体实施例中,第四PMOS管PM4,第六PMOS管PM6,第一NMOS管NM1和第二NMOS管NM2的栅极均输入一个偏置电压,对于提供偏置电压的电路本发明不作限定。如图3所示,第四PMOS管PM4和第六PMOS管PM6的栅极均与偏置电路3的第一偏置电压输出端Vbisap连接,第一NMOS管NM1和第二NMOS管NM2的栅极与偏置电路3的第二偏置电压输出端Vbisan连接。
图4为本发明实施例所提供的低压差线性稳压器中的偏置电路3的结构图偏置电路3,如图4所示,偏置电压的结构可以为第三电流源Is3,第七PMOS管PM7,第八PMOS管PM8,第九PMOS管PM9,第三NMOS管NM3,第四NMOS管NM4,第五NMOS管NM5,第六NMOS管NM6,第三电阻R3和第四电阻R4组成。
其中,第七PMOS管PM7,第八PMOS管PM8和第九PMOS管PM9的源极两两连接,且公共端与电源VDD及第三电流源Is3的一端连接,第三电流源Is3的另一端与第三NMOS管NM3的漏极连接,第七PMOS管PM7的栅极和第八PMOS管PM8的栅极连接,且公共端与第四NMOS管NM4的漏极连接,第七PMOS管PM7漏极与第四NMOS管NM4的漏极连接,第九PMOS管PM9的栅极与漏极连接,且公共端作为第一偏置电压输出端Vbisap,并与第六NMOS管NM6漏极连接,第五NMOS管NM5的栅极与第六NMOS管NM6的栅极连接,且公共端作为第二偏置电压输出端Vbisan,并分别第八PMOS管PM8的漏极和第五NMOS管NM5的漏极连接,第三NMOS管NM3的漏极与栅极连接,且公共端与第四NMOS管NM4的栅极连接,第三NMOS管NM3的源极接地,第四NMOS管NM4的源极接地,第三电阻R3的一端与第五NMOS管NM5的源极连接,另一端接地,第四电阻R4的一端与第六NMOS管NM6的源极连接,另一端接地。
需要说明的是,为了更好地保证输出端VOUT2的电压等于电压产生模块1输入端VREF2的基准电压,且简化设计,偏置电压中第九PMOS管PM9的宽长比为第六PMOS管PM5的宽长比的M倍,第五NMOS管NM5的宽长比为第二NMOS管NM1的宽长比的M倍,第三电阻R3的阻值和第四电阻R4的阻值相等,其中M为正有理数。
本申请实施例所提供的低压差线性稳压器,在电压产生模块和输出产生模块中设置偏置电路,且偏置电路由七个MOS组成,并且偏置电路中部分MOS管与电压产生模块以及输出产生模块中的MOS管成比例,进一步保证了输出产生模块的输出电压等于电压产生模块的基准输入电压,提升了电路的整体性能。
本发明还提供一种激光测距电路,该激光测距电路包括上述实施例提到的低压差线性稳压器,由于上文对于低压差线性稳压器进行了详细描述,故本实施例不再赘述。
本发明所提供的激光测距电路,包括上述实施例提到的低压差线性稳压器,其中,低压差线性稳压器包括电压产生模块和输出产生模块,电压产生模块包括运算放大器,第一PMOS管,第一电流源和第一电阻,运算放大器的同相输入端作为电压产生模块的基准电压输入端,反相输入端与第一PMOS管的源极连接,且公共端与第一电流源的一端连接,第一电流源的另一端与电源连接,第一PMOS管的漏极与第一电阻的一端连接,第一电阻的另一端接地,运算放大器的输出端与第一PMOS管的栅极连接,且公共端作为电压产生模块的输出端,由此,电压产生模块中的运算放大器和第一PMOS管间形成独立且稳定的回路。输出产生模块包括第二PMOS管,第三PMOS管,第二电流源,第一NMOS管和第二电阻,第二PMOS管的漏极与第一NMOS管的源极连接,且公共端与第二电阻的一端连接,第二电阻的另一端接地,第二PMOS管的源极与第三PMOS管的漏极连接,第三PMOS管的源极与第二电流源的一端连接,且公共端与电源连接,第三PMOS管的栅极与第二电流源的另一端连接,且公共端与第一NMOS管的漏极连接,由此,输出产生模块的第二PMOS管,第三PMOS管,第二电流源,第一NMOS管间形成稳定且独立的回路。第一NMOS管的栅极作为偏置电压输入端,第二PMOS管的栅极作为输出产生模块的控制端,第二PMOS管的源极作为输出产生模块的输出端,电压产生模块的输出端与输出产生模块的控制端连接。由此可见,本发明提供的技术方案,输出产生模块中的三个MOS管和电流源间形成一个独立且稳定的反馈回路,即其稳定性不再受电压产生模块的影响,此外,电压产生模块也形成了一个稳定的回路,产生的输出电压对输出产生模块的输出电压进行钳位,进而保证输出产生模块的输出电压等于电压产生模块的基准输入电压,由此,可以根据负载的实际需求改变输出产生模块的数量来调整输出的电流,避免了LDO中对一部分电路进行调整需重新设计整个电路,进而节约了时间成本和人力成本。
以上对本申请所提供的一种低压差线性稳压器和激光测距电路进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (10)
1.一种低压差线性稳压器,其特征在于,包括:电压产生模块和输出产生模块;
所述电压产生模块包括运算放大器,第一PMOS管,第一电流源和第一电阻,所述运算放大器的同相输入端作为所述电压产生模块的基准电压输入端,反相输入端与所述第一PMOS管的源极连接,且公共端与所述第一电流源的一端连接,所述第一电流源的另一端与电源连接,所述第一PMOS管的漏极与所述第一电阻的一端连接,所述第一电阻的另一端接地,所述运算放大器的输出端与所述第一PMOS管的栅极连接,且公共端作为所述电压产生模块的输出端;
所述输出产生模块包括第二PMOS管,第三PMOS管,第二电流源,第一NMOS管和第二电阻,所述第二PMOS管的漏极与所述第一NMOS管的源极连接,且公共端与所述第二电阻的一端连接,所述第二电阻的另一端接地,所述第二PMOS管的源极与所述第三PMOS管的漏极连接,所述第三PMOS管的源极与所述第二电流源的一端连接,且公共端与电源连接,所述第三PMOS管的栅极与所述第二电流源的另一端连接,且公共端与所述第一NMOS管的漏极连接;
所述第一NMOS管的栅极作为偏置电压输入端,所述第二PMOS管的栅极作为所述输出产生模块的控制端,所述第二PMOS管的源极作为所述输出产生模块的输出端,所述电压产生模块的输出端与所述输出产生模块的控制端连接。
2.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述输出产生模块为多个,且各所述输出产生模块的输出端均与同一负载电路的电源端连接。
3.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述输出产生模块为多个,构成多组输出产生电路,每组所述输出产生电路的输出端与一个负载电路的电源端连接;其中,每组所述输出产生电路包括至少两个所述输出产生模块,且所述输出产生模块间并联。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的低压差线性稳压器,其特征在于,还包括偏置电压产生模块;
所述偏置电压产生模块的第一偏置电压输出端与所述第一NMOS管的栅极连接。
5.根据权利要求4所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述第二电流源为第四PMOS管;
所述第四PMOS管的栅极与所述偏置电压产生模块的第二偏置电压输出端连接,所述第四PMOS管的源极与所述第三PMOS管的源极连接,所述第四PMOS管的漏极与所述第一NMOS管的漏极连接。
6.根据权利要求5所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述第一电流源为第五PMOS管,所述电压产生模块还包括第六PMOS管和第二NMOS管;
所述第五PMOS管的漏极与所述第一PMOS管的源极连接,所述第五PMOS管的源极与所述第六PMOS管的源极连接,且公共端与电源连接,所述第六PMOS管的栅极与所述第二偏置电压输出端连接,所述第五PMOS管的栅极与所述第六PMOS管的漏极连接,且公共端与所述第二NMOS管的漏极连接,所述第二NMOS管的源极与所述第一PMOS管的漏极连接。
7.根据权利要求6所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述第二PMOS管的宽长比为所述第一PMOS管的宽长比的N倍,所述第四PMOS管的宽长比为所述第六PMOS管的宽长比的N倍,所述第一NMOS管的宽长比为所述第二NMOS管的宽长比的N倍,所述第二电阻的阻值为所述第一电阻的阻值的1/N倍,其中N为正有理数。
8.根据权利要求4所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述偏置电压产生模块包括第七PMOS管,第八PMOS管,第九PMOS管,第三NMOS管,第四NMOS管,第五NMOS管,第六NMOS管,第三电阻,第四电阻和第三电流源;
所述第七PMOS管,所述第八PMOS管和所述第九PMOS管的源极两两连接,公共端与所述第三电流源的一端连接,且与电源连接,所述第三电流源的另一端与所述第三NMOS管的漏极连接,所述第七PMOS管的栅极和漏极与所述第八PMOS管的栅极连接,且公共端与所述第四NMOS管的漏极连接;
所述第九PMOS管的栅极与漏极连接,且公共端作为所述第二偏置电压输出端,并与所述第六NMOS管漏极连接,所述第五NMOS管的栅极与所述第六NMOS管的栅极连接,且公共端作为所述第一偏置电压输出端,并分别与所述第八PMOS管的漏极和所述第五NMOS管的漏极连接;
所述第三NMOS管的漏极与栅极连接,且公共端与所述第四NMOS管的栅极连接,所述第三NMOS管的源极接地,所述第四NMOS管的源极接地,所述第三电阻的一端与所述第五NMOS管的源极连接,另一端接地,所述第四电阻的一端与所述第六NMOS管的源极连接,另一端接地。
9.根据权利要求8所述的低压差线性稳压器,其特征在于,所述第九PMOS管的宽长比为所述第六PMOS管的宽长比的M倍,所述第五NMOS管的宽长比为所述第二NMOS管的宽长比的M倍,所述第三电阻的阻值和所述第四电阻的阻值相等,其中M为正有理数。
10.一种激光测距电路,其特征在于,包括如权利要求1至9任意一项所述的低压差线性稳压器。
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