TWI604292B - 電壓調整器 - Google Patents

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Description

電壓調整器
本發明有關電壓調整器之調整不足改善。
於圖3表示以往之電壓調整器的電路圖。以往的電壓調整器是以誤差放大器110、PMOS電晶體120、201、204、NMOS電晶體202、203、205、電阻231、232、233、234、比較器210、換流器211、偏置電壓產生電路212、電源端子100、接地端子101、基準電壓端子102、以及輸出端子103所構成。
經由以誤差放大器110控制PMOS電晶體120的閘極的方式，輸出來自輸出端子103的輸出電壓Vout。輸出電壓Vout，為基準電壓端子102的電壓除以電阻231與電阻232的合計電阻值後的值，乘上了電阻232之電阻值之值。發生調整不足的話，比較器210係比較：把偏置電壓產生電路212的電壓Vo加到分壓電壓Vfb後的電壓、與基準電壓VREF，把偏置電壓Vo加到分壓電壓Vfb後的電壓比基準電壓Vref還要低的話，就輸出高位 (high)。接著，使NMOS電晶體203開啟。輸出電流IOUT比過電流IL還要少的話，控制成：NMOS電晶體202開啟，下拉(pull-down)PMOS電晶體120的閘極，輸出電壓Vout變高。因此，改善調整不足，電壓調整器的調整不足特性變好。(例如，參閱專利文獻1)
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2010-152451號專利公報
但是在以往的電壓調整器中，是有控制成從發生調整不足而全開了PMOS電晶體120的狀態輸出指定的輸出電壓Vout卻耗費時間之課題。而且，是有從發生調整不足而全開了PMOS電晶體的狀態到控制到指定的輸出電壓Vout之間輸出電流超過而輸出電壓Vout上升之課題。
本發明有鑑於上述課題，提供有防止將發生在輸出電壓Vout的調整不足後的輸出電壓Vout予以控制卻耗費時間、輸出電流超過而輸出電壓Vout上升之情事的電壓調整器。
為了解決以往的課題，本發明的電壓調整器構成如以下。
一種電壓調整器，係具備誤差放大器、與輸出電晶體；其特徵為：具備調整不足檢測電路，其感知根據電壓調整器的輸出電壓之電壓，並輸出對應到輸出電壓的調整不足量之電流；對應到該電流，使流動在輸出電晶體的電流增加。
根據本發明的電壓調整器，於輸出電壓發生調整不足後，可以快速控制輸出電壓到指定的電壓。
100‧‧‧電源端子
101‧‧‧接地端子
102‧‧‧基準電壓端子
103‧‧‧輸出端子
110‧‧‧誤差放大器
130‧‧‧調整不足檢測電路
135‧‧‧I-V變換電路
[圖1]為本實施方式的電壓調整器之方塊圖。
[圖2]為本實施方式的電壓調整器之電路圖。
[圖3]為以往之電壓調整器的電路圖。
[圖4]為表示本實施方式的電壓調整器的其他例之電路圖。
以下，關於本實施形態，參閱圖面說明之。
[實施例]
圖1為本實施方式的電壓調整器之方塊圖。本實施方式的電壓調整器是以誤差放大器110、PMOS電晶體120、電阻131、132、133、調整不足檢測電路130、I-V變換電路135、電源端子100、接地端子101、基準電壓端子102、以及輸出端子103所構成。PMOS電晶體120作為輸出電晶體而作動。圖2為本實施方式的電壓調整器之電路圖。調整不足檢測電路130以NMOS電晶體113、114所構成。I-V變換電路135以PMOS電晶體111、以及NMOS電晶體112所構成。
接著，說明有關本實施方式的電壓調整器的連接。有關誤差放大器110，其非反轉輸入端子被連接到基準電壓端子102，其反轉輸入端子被連接到電阻131與電阻132的連接點，其輸出端子被連接到NMOS電晶體112的閘極。電阻131之另其中一方的端子是被連接到輸出端子103與PMOS電晶體120的汲極。有關NMOS電晶體112，其汲極被連接到PMOS電晶體111的閘極及汲極，其源極被連接到接地端子101。PMOS電晶體111的源極，是被連接到電源端子100。有關PMOS電晶體120，其閘極被連接到PMOS電晶體111的閘極，其源極被連接到電源端子100。有關NMOS電晶體113，其閘極被連接到基準電壓端子102，其汲極被連接到PMOS電晶體111的閘極，其源極被連接到PMOS電晶體114的汲極，其背閘極被連接到接地端子101。有關PMOS電晶體 114，其閘極被連接到電阻132與電阻133的連接點，其源極被連接到接地端子101。電阻133之另一方的端子，是被連接到接地端子101。
說明有關動作。基準電壓端子102被連接到基準電壓電路，輸入基準電壓Vref。電阻131與電阻132、133，係把是為輸出端子103的電壓之輸出電壓Vout予以分壓，輸出分壓電壓Vfb。誤差放大器110，係比較基準電壓Vref與分壓電壓Vfb，控制NMOS電晶體112的閘極電壓使得輸出電壓Vout為一定。輸出電壓Vout比目標值高的話，分壓電壓Vfb變成比基準電壓Vref還高，誤差放大器110的輸出訊號(NMOS電晶體112的閘極電壓)變低。接著，使流動在NMOS電晶體112的電流減少。PMOS電晶體111與PMOS電晶體120構成電流鏡電路，減少流動在NMOS電晶體112的電流的話，也減少流動在PMOS電晶體120的電流。藉由流動在PMOS電晶體120的電流與電阻131、132、133的乘積來設定輸出電壓Vout的緣故，以減少流動在PMOS電晶體120的電流的方式降低輸出電壓Vout。
輸出電壓Vout比目標值低的話，分壓電壓Vfb變成比基準電壓Vref還低，誤差放大器110的輸出訊號(NMOS電晶體112的閘極電壓)變高。接著，使流動在NMOS電晶體112的電流增加，也使流動在PMOS電晶體120的電流增加。藉由流動在PMOS電晶體120的電流與電阻131、132、133的乘積來設定輸出電壓Vout的 緣故，以增加流動在PMOS電晶體120的電流的方式提高輸出電壓Vout。如此，輸出電壓Vout被控制成一定。
如此動作，I-V變換電路135係根據以誤差放大器110的輸出所控制的電流控制流動在輸出電晶體120的電流。
考慮於輸出端子103出現調整不足，輸出電壓Vout暫態地變小之情況。以電阻131、132與電阻133把輸出電壓Vout予以分壓過的電壓作為Vu。輸出電壓Vout暫態性變小的話，會比Vu還小，使PMOS電晶體114開啟流動電流。把NMOS電晶體113的閾值作為Vtn、PMOS電晶體114的閾值作為Vtp的話，Vref-(Vtn+|Vtp|)≧Vu時可以使PMOS電晶體114開啟。PMOS電晶體111朝NMOS電晶體112流動電流。更進一步PMOS電晶體111，係誤差放大器110的輸出沒有變化的緣故，以開啟PMOS電晶體114的方式，也對PMOS電晶體114流動電流的事變成有必要，流動在PMOS電晶體111的電流增加。使流動在PMOS電晶體111的電流增加的緣故，流動到PMOS電晶體120的電流也增加。如此，被控制成輸出電壓Vout不會下降到其以上，可以阻止輸出電壓Vout的調整不足的下降。
調整不足發生後，控制輸出電壓Vout變高的話，流動在PMOS電晶體114的電流徐徐地減少，PMOS電晶體111的電流也徐徐地減少。接著，回到通常的電流值，輸出電壓Vout被控制成一定。在該控制之間，PMOS 電晶體120不用全開，作動成持續控制輸出電壓Vout。為此，輸出電壓Vout不會輸出電流超過而上升，消解掉調整不足後也馬上可以安定地控制。
如此動作，I-V變換電路135也根據來自調整不足檢測電路130的電流，控制流動在輸出電晶體120的電流。
圖4為表示本實施方式的電壓調整器的其他例之電路圖。I-V變換電路135係構成為與圖2的電路相異。亦即，於I-V變換電路135追加乃是疊接電晶體之PMOS電晶體402。
有關PMOS電晶體402，其源極被連接到PMOS電晶體111的汲極與NMOS電晶體113的汲極，其汲極被連接到PMOS電晶體111的閘極與PMOS電晶體120的閘極與NMOS電晶體112的汲極。
被輸入到PMOS電晶體402的閘極之疊接電壓Vcas，係把PMOS電晶體111的汲極電壓設定成可以飽和作動PMOS電晶體111的電壓，為盡可能高的電壓般的電壓。這樣的構成的話，NMOS電晶體113的汲極電壓，比較到圖2的電路，可以比PMOS電晶體111的閾值的絕對值份高。從而，可以作動調整不足檢測電路130的電源電壓，係可以下降PMOS電晶體111的閾值的絕對值份。
如以上說明般，具有所謂可以使圖4的電壓調整器作動在比圖2的電路還要低的電源電壓之效果。
尚且，使用圖2說明作為調整不足檢測電路 130的構成，但並不限定於該構成，只要是感知調整不足並因應對應到調整不足量的電流，使流動到輸出電晶體120的電流增加之構成的話，為哪種構成皆可。
如以上說明般，本實施方式的電壓調整器可以阻止發生在輸出電壓Vout的調整不足的下降，在阻止了調整不足的下降後，輸出電壓Vout不會過度上升可以安定地控制。
100‧‧‧電源端子
101‧‧‧接地端子
102‧‧‧基準電壓端子
103‧‧‧輸出端子
110‧‧‧誤差放大器
120‧‧‧PMOS電晶體
130‧‧‧調整不足檢測電路
131、132、133‧‧‧電阻
135‧‧‧I-V變換電路
Vout‧‧‧輸出電壓
Vref‧‧‧基準電壓

Claims (6)

  1. 一種電壓調整器，係具備誤差放大器、與輸出電晶體；其特徵為：具備：I-V變換電路，其係具備以前述誤差放大器的輸出所控制之第一電晶體；以及調整不足檢測電路，其係感知根據前述電壓調整器的輸出電壓之電壓，並輸出對應到前述輸出電壓的調整不足量之電流；前述I-V變換電路，係以前述誤差放大器的輸出所控制之第一電晶體流動的電流、與流動自前述調整不足檢測電路的電流，控制在前述輸出電晶體所流動的電流；對應到流動自前述調整不足檢測電路的前述電流，使流動在前述輸出電晶體的電流增加。
  2. 如請求項1之電壓調整器，其中，前述I-V變換電路具備：第二電晶體，係被接續前述第一電晶體，把根據在前述第一電晶體所流動的電流、或來自前述調整不足檢測電路所流動的電流所成的電流，流動到前述輸出電晶體。
  3. 如請求項1之電壓調整器，其中，前述第一電晶體，係：閘極被連接到前述誤差放大器的輸出，汲極被連接到前述輸出電晶體的閘極。
  4. 如請求項2之電壓調整器，其中，前述第二電晶體，係：閘極及汲極被連接到前述輸出電晶體的閘極與前述第一電晶體的閘極。
  5. 如請求項1至4中任一項之電壓調整器，其中，前述調整不足檢測電路具備：第三電晶體，係於閘極施加基於輸出電壓的電壓；以及第四電晶體，係閘極被連接到前述誤差放大器的非反向輸入端子，源極被連接到前述第三電晶體的源極，汲極被連接到前述I-V變換電路。
  6. 如請求項2之電壓調整器，其中，前述I-V變換電路，係：在前述第一電晶體與第二電晶體之間具備疊接電晶體。
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