專利名稱:基準(zhǔn)電壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及基準(zhǔn)電壓電路,更具體涉及具有基準(zhǔn)電壓經(jīng)過既定時間逐漸上升的軟起動(soft start)功能的基準(zhǔn)電壓電路。
背景技術(shù):
一般,具有軟起動功能的基準(zhǔn)電壓電路中,將從恒流源對電容器進(jìn)行充電的充電期間設(shè)定為軟起動時間。當(dāng)被充電的電壓超過既定電壓時,開關(guān)被切換,進(jìn)行從軟起動電壓到既定的基準(zhǔn)電壓的變換(例如,參照專利文獻(xiàn)1)。對傳統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓電路進(jìn)行說明。圖2是傳統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓電路的電路圖?;鶞?zhǔn)電壓電路包括恒壓源101和軟起動電路。軟起動電路包括比較器103、延遲電路104、恒流源 102、電容C、電阻R和開關(guān)Sffl Sff3ο恒流源102和電容C的接點(diǎn),與基準(zhǔn)電壓電路的輸出端子Vref連接。比較器103 的非反相輸入端子與輸出端子Vref連接,而反相輸入端子經(jīng)由偏置電壓Vos而與恒壓源 101的輸出端子連接。比較器103的輸出端子與開關(guān)SW2、恒流源102、和延遲電路104連接。延遲電路104的輸出端子與開關(guān)SW3連接。電容C從恒流源102接受恒流Ic的電流而被充電。比較器103比較從恒壓源101 的輸出電壓Vbgr減去既定的偏置電壓Vos后的電壓與恒流源102和電容C的接點(diǎn)的電壓, 輸出與其比較結(jié)果對應(yīng)的輸出電壓。若恒流源102和電容C的接點(diǎn)的電壓高于從恒壓源 101的輸出電壓Vbgr減去期望的偏置電壓Vos的電壓,則開關(guān)SW2導(dǎo)通,且停止恒流源102 的電流供給,而延遲電路104開始動作。當(dāng)開關(guān)SW2導(dǎo)通時,從恒壓源101經(jīng)由電阻R而與 RC的時間常數(shù)匹配地向電容C充電。延遲電路104的輸出與開關(guān)SW3連接,自延遲電路104 開始動作起經(jīng)過既定時間后使開關(guān)SW3導(dǎo)通。如果開關(guān)SW3導(dǎo)通,恒壓源101的輸出電壓 Vbgr就直接與基準(zhǔn)電壓Vref連接。對傳統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓電路的動作進(jìn)行說明。在開關(guān)SWl導(dǎo)通的狀態(tài)下,基準(zhǔn)電壓電路停止動作,輸出端子Vref的基準(zhǔn)電壓成為0V。當(dāng)開關(guān)SWl截止時,基準(zhǔn)電壓電路就開始動作。從恒流源102接受恒流Ic的電流,開始對電容C的恒流充電。此時,基準(zhǔn)電壓Vref按照恒流Ic和電容C的電容值,直線上升。若被充電到電容C的電壓超過Vbgr-Vos,則比較器103的輸出信號反相,因此開關(guān) SW2導(dǎo)通,恒流源102停止電流供給,延遲電路104開始動作。由于恒流源102停止電流供給,能夠用恒流源101的輸出電壓Vbgr,經(jīng)由電阻R而進(jìn)行對電容C的充電。自延遲電路104開始動作起經(jīng)過既定時間之后,開關(guān)SW3會導(dǎo)通,從而恒流源101 的輸出電壓Vbgr直接成為基準(zhǔn)電壓Vref。專利文獻(xiàn)1 日本特開2000-56843號公報在傳統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓電路中,通過用開關(guān)進(jìn)行切換,設(shè)定軟起動期間和既定的Vref 電壓。這時,開關(guān)的切換信號,需要用于比較內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓和軟起動電壓的比較器和延遲電路,因此電路規(guī)模會變大。而且,存在的問題是由于用開關(guān)切換軟起動期間和基準(zhǔn)電壓輸出期間,所以直線上升的基準(zhǔn)電壓不連續(xù)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述課題而成,提供具有在基準(zhǔn)電壓不產(chǎn)生不連續(xù)的軟起動功能的基準(zhǔn)電壓電路。為了解決上述課題,本發(fā)明的基準(zhǔn)電壓電路為如下的構(gòu)成。一種基準(zhǔn)電壓電路,具備基準(zhǔn)電壓部和軟起動電路,該基準(zhǔn)電壓部包括耗盡型MOS 晶體管和第一增強(qiáng)型MOS晶體管,其特征在于,軟起動電路包括第二增強(qiáng)型MOS晶體管, 其柵極與所述第一增強(qiáng)型MOS晶體管的柵極及漏極連接,而漏極與基準(zhǔn)電壓電路的輸出端子連接;MOS開關(guān),其一個端子與基準(zhǔn)電壓部的輸出端子連接,另一端子與所述第二增強(qiáng)型 MOS晶體管的漏極連接;以及恒流源和電容,它們在電源與接地之間串聯(lián)連接,通過用恒流源的電流對電容進(jìn)行充電時的電壓,使MOS開關(guān)逐漸導(dǎo)通,從而使基準(zhǔn)電壓逐漸上升。(發(fā)明效果)依據(jù)上述那樣的本發(fā)明的基準(zhǔn)電壓電路,由于不需要用于生成開關(guān)SW的切換信號的比較器和延遲電路,能夠削減電路規(guī)模。通過減小芯片尺寸,得到能夠抑制制造成本而制作低價的制品的效果。而且,在從軟起動動作到穩(wěn)定動作為止的期間,得到基準(zhǔn)電壓的輸出連續(xù)。再者,在基準(zhǔn)電壓電路的輸出端子僅與MOS晶體管的柵極連接這樣的情況下,軟起動動作的基準(zhǔn)電壓的初始值也成為0V,因此能夠進(jìn)行穩(wěn)定的軟起動動作。
圖1是第一實(shí)施例的具有軟起動功能的基準(zhǔn)電壓電路的電路圖。圖2是傳統(tǒng)的具有軟起動功能的基準(zhǔn)電壓電路的電路圖。圖3是第一實(shí)施例的具有軟起動功能的基準(zhǔn)電壓電路的動作說明圖。圖4是表示另一例第一實(shí)施例的具有軟起動功能的基準(zhǔn)電壓電路的電路圖。圖5是第二實(shí)施例的具有軟起動功能的基準(zhǔn)電壓電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式以下,參照附圖,對第一實(shí)施例的基準(zhǔn)電壓電路進(jìn)行說明。實(shí)施例1圖1是本發(fā)明的具有軟起動功能的基準(zhǔn)電壓電路的電路圖。基準(zhǔn)電壓電路包括基準(zhǔn)電壓發(fā)生部和軟起動電路。基準(zhǔn)電壓發(fā)生部具備耗盡型 MOS晶體管20和第一增強(qiáng)型MOS晶體管21。軟起動電路具備恒流源10、電容11、M0S開關(guān) 12、和第二增強(qiáng)型MOS晶體管22。耗盡型MOS晶體管20,其漏極與電源連接,且柵極與源極連接。第一增強(qiáng)型MOS晶體管21,其柵極與漏極連接,且源極接地。耗盡型MOS晶體管20的柵極和源極,與第一增強(qiáng)型MOS晶體管21的柵極和漏極連接,該連接點(diǎn)成為基準(zhǔn)電壓發(fā)生部的輸出端子。
第二增強(qiáng)型MOS晶體管22,其柵極與第一增強(qiáng)型MOS晶體管21的柵極和漏極連接,且源極接地,而漏極與基準(zhǔn)電壓Vref的輸出端子連接。MOS開關(guān)12在基準(zhǔn)電壓發(fā)生部的輸出端子與第二增強(qiáng)型MOS晶體管22的漏極之間連接,是由節(jié)點(diǎn)m的電壓來控制導(dǎo)通 /截止的MOS開關(guān)。電容11將一側(cè)連接到恒流源10,并將另一方接地。恒流源10和電容11的連接點(diǎn),用于MOS開關(guān)12的控制信號。接著,對基準(zhǔn)電壓電路的動作進(jìn)行說明?;鶞?zhǔn)電壓電路在被施加電源電壓時,基準(zhǔn)電壓發(fā)生部和軟起動電路如下進(jìn)行動作。耗盡型MOS晶體管20中,電流從漏極流入源極。流入耗盡型MOS晶體管20的電流,從第一增強(qiáng)型MOS晶體管21的漏極流入接地。然后,在基準(zhǔn)電壓發(fā)生部的輸出端子產(chǎn)生的電壓Vrefl,由從第一增強(qiáng)型MOS晶體管21的漏極流入接地的電流來確定。恒流源10使恒流Ic流動,從而開始對電容11的充電。這時,節(jié)點(diǎn)m的電壓,由于電容11沒有被充分地充電而與接地電壓相等。因而,MOS開關(guān)12截止。第二增強(qiáng)型MOS 晶體管22中,柵極上被施加電壓Vrefl,但是,由于與漏極連接的MOS開關(guān)12截止,所以不會有漏極電流流過。因而,輸出到基準(zhǔn)電壓電路的輸出端子的基準(zhǔn)電壓Vref成為0V。其后,如果繼續(xù)電容11借助恒流Ic的充電且節(jié)點(diǎn)m的電壓上升,MOS開關(guān)12就會逐漸導(dǎo)通。因而,耗盡型MOS晶體管20的電流也開始在第二增強(qiáng)型MOS晶體管22中流過。由于在第二增強(qiáng)型MOS晶體管22中有電流開始逐漸流動,基準(zhǔn)電壓Vref逐漸上升,從而成為軟起動動作。其后,當(dāng)電容11用恒流Ic來被充分充電時,MOS開關(guān)12就會完全導(dǎo)通,導(dǎo)通電阻成為充分小的能忽略不計程度的值。在此,在使第一增強(qiáng)型MOS晶體管21和第二增強(qiáng)型MOS 晶體管22的尺寸相同的情況下,若MOS開關(guān)12完全導(dǎo)通,則在兩個增強(qiáng)型MOS晶體管中有相同的電流流過,電壓Vrefl和基準(zhǔn)電壓Vref就會大致相等。通過將在第一增強(qiáng)型MOS晶體管21及第二增強(qiáng)型MOS晶體管22中流過相同的電流時的電壓設(shè)為基準(zhǔn)電壓Vref,基準(zhǔn)電壓能夠從軟起動期間起維持連續(xù)性的狀態(tài)到達(dá)基準(zhǔn)電壓Vref。接著,參照圖3所示的動作說明圖,進(jìn)行動作的說明。在時間TO的定時被施加電源電壓。在耗盡型MOS晶體管20與第一增強(qiáng)型MOS晶體管21的連接點(diǎn)產(chǎn)生電壓Vrefl。直到時間Tl,節(jié)點(diǎn)附的電壓不會上升,因此MOS開關(guān)12 截止,從而電壓Vrefl不會輸出到基準(zhǔn)電壓電路的輸出端子。然后,第二增強(qiáng)型MOS晶體管 22導(dǎo)通,因此基準(zhǔn)電壓Vref成為0V。從時間Tl的定時起MOS開關(guān)12逐漸導(dǎo)通,開始有電流流入第二增強(qiáng)型MOS晶體管 22,基準(zhǔn)電壓Vref逐漸上升。由于流入第一增強(qiáng)型MOS晶體管21的電流減少,電壓Vrefl 下降。在時間T2的定時,流入第一增強(qiáng)型MOS晶體管21的電流和流入第二增強(qiáng)型MOS晶體管22的電流成為相同。但是,因?yàn)镸OS開關(guān)12的導(dǎo)通電阻的影響而電壓Vrefl成為比基準(zhǔn)電壓Vref大的電流值。然后,在時間T3的定時,MOS開關(guān)12的導(dǎo)通電阻成為充分小的能忽略不計程度的值,因此電壓Vrefl和基準(zhǔn)電壓Vref會大致相等。經(jīng)以上操作,節(jié)點(diǎn)m的電壓逐漸上升而MOS開關(guān)12的導(dǎo)通電阻下降,并且電壓 Vrefl逐漸下降,與之相反地,基準(zhǔn)電壓Vref逐漸上升,從而成為電壓有連續(xù)性的軟起動動作。 而且,在第二增強(qiáng)型MOS晶體管22的作用下,基準(zhǔn)電壓Vref的初始值成為0V,能夠進(jìn)行穩(wěn)定的軟起動動作。再者,通過改變電容11和恒流源10的設(shè)定,能夠任意地設(shè)定軟起動期間。此外,參照圖1的電路,說明了本發(fā)明的基準(zhǔn)電壓電路的實(shí)施方式,但是如圖4的電路那樣,根據(jù)導(dǎo)通/截止(ONOFF)控制信號,也可以進(jìn)行軟起動動作。在圖4的電路中, 開關(guān)SW13、開關(guān)SW14、開關(guān)SW15受導(dǎo)通/截止控制信號的控制。即,當(dāng)導(dǎo)通/截止控制信號從導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r,與圖1的電路同樣地進(jìn)行軟起動動作。實(shí)施例2圖5是本發(fā)明的具有軟起動功能的基準(zhǔn)電壓電路的第二實(shí)施方式的電路圖。與圖 1不同之處是耗盡型MOS晶體管20和第一增強(qiáng)型MOS晶體管21被變更為耗盡型MOS晶體管501和增強(qiáng)型PMOS晶體管502、503和增強(qiáng)型MOS晶體管504這一點(diǎn)。耗盡型MOS晶體管501中,柵極及源極被接地,而漏極與增強(qiáng)型PMOS晶體管502 的漏極及柵極連接。增強(qiáng)型PMOS晶體管502中,源極與電源端子連接。增強(qiáng)型PMOS晶體管503中,柵極與增強(qiáng)型PMOS晶體管502的柵極連接,且漏極與增強(qiáng)型MOS晶體管504的漏極及柵極連接,而源極與電源端子連接。增強(qiáng)型MOS晶體管504中,柵極及漏極與MOS開關(guān)12及第二增強(qiáng)型MOS晶體管22的柵極連接,且源極被接地。接著,對第二實(shí)施方式的基準(zhǔn)電壓電路的動作進(jìn)行說明。若被施加電源電壓,則有電流流入耗盡型MOS晶體管501,經(jīng)由增強(qiáng)型PMOS晶體管502、503的電流鏡而有電流流入增強(qiáng)型MOS晶體管504。然后,由于有電流流入增強(qiáng)型MOS晶體管504,所以在柵極和源極間產(chǎn)生電壓Vref 1,并且輸入到MOS開關(guān)12及第二增強(qiáng)型MOS晶體管22的柵極。恒流源10使恒流Ic流過而開始對電容11進(jìn)行充電。此時,由于電容11沒有被充分充電,所以節(jié)點(diǎn)W的電壓與接地電壓相等。因而,MOS開關(guān)12截止。第二增強(qiáng)型MOS 晶體管22中,柵極上被施加電壓Vrefl,但是,由于與漏極連接的MOS開關(guān)12截止,所以沒有漏極電流流動。因而,輸出到基準(zhǔn)電壓電路的輸出端子的基準(zhǔn)電壓Vref成為0V。其后,如果繼續(xù)電容11借助恒流Ic的充電且節(jié)點(diǎn)m的電壓上升,則MOS開關(guān)12 就會逐漸導(dǎo)通。因而,增強(qiáng)型PMOS晶體管503的電流也開始在第二增強(qiáng)型MOS晶體管22 流動。由于在第二增強(qiáng)型MOS晶體管22中有電流開始逐漸流動,所以基準(zhǔn)電壓Vref逐漸上升,從而成為軟起動動作。其后,當(dāng)電容11借助恒流Ic而被充分充電時,MOS開關(guān)12就會完全導(dǎo)通,導(dǎo)通電阻成為充分小的能夠忽略不計程度的值。在此,在使增強(qiáng)型MOS晶體管504和第二增強(qiáng)型 MOS晶體管22做成相同尺寸的情況下,若MOS開關(guān)12完全導(dǎo)通,則在兩個增強(qiáng)型MOS晶體管中會流過相同的電流,電壓Vrefl和基準(zhǔn)電壓Vref成為大致相等。通過將在增強(qiáng)型MOS 晶體管504及第二增加型MOS晶體管22中流過相同電流時的電壓成為基準(zhǔn)電壓Vref,能夠從軟起動期間起基準(zhǔn)電壓維持連續(xù)性的狀態(tài)達(dá)到基準(zhǔn)電壓Vref。經(jīng)以上的操作,節(jié)點(diǎn)m的電壓逐漸上升而MOS開關(guān)12的導(dǎo)通電阻下降,且電壓 Vrefl逐漸下降,與之相反地,基準(zhǔn)電壓Vref逐漸上升,從而成為電壓具有連續(xù)性的軟起動動作。而且,在第二增強(qiáng)型MOS晶體管22的作用下,基準(zhǔn)電壓Vref的初始值成為0V,能夠進(jìn)行穩(wěn)定的軟起動動作。再者,通過改變電容11和恒流源10的設(shè)定,能夠任意地設(shè)定軟起動期間。附圖標(biāo)記說明10恒流源11電容12MOS 開關(guān)20、501 耗盡型MOS晶體管
21,22,504 增強(qiáng)型MOS晶體管101恒壓源102恒流源103比較器104延遲電路502,503 增強(qiáng)型PMOS晶體管
權(quán)利要求
1.一種基準(zhǔn)電壓電路,具備基準(zhǔn)電壓部和軟起動電路,該基準(zhǔn)電壓部包括耗盡型MOS 晶體管和第一增強(qiáng)型MOS晶體管,其特征在于,所述軟起動電路包括第二增強(qiáng)型MOS晶體管,其柵極與所述第一增強(qiáng)型MOS晶體管的柵極及漏極連接,且漏極與所述基準(zhǔn)電壓電路的輸出端子連接;MOS開關(guān),其一個端子與所述基準(zhǔn)電壓部的輸出端子連接,且另一端子與所述第二增強(qiáng)型MOS晶體管的漏極連接;以及恒流源和電容,它們在電源與接地間串聯(lián)連接,利用由所述恒流源的電流來對所述電容進(jìn)行充電時的電壓,使所述MOS開關(guān)逐漸導(dǎo)通,從而使基準(zhǔn)電壓逐漸上升。
2.一種基準(zhǔn)電壓電路,具備基準(zhǔn)電壓部和軟起動電路,該基準(zhǔn)電壓部包括耗盡型MOS 晶體管,其柵極及源極接地;第一增強(qiáng)型PMOS晶體管,其源極與電源端子連接,且柵極及漏極與所述耗盡型MOS晶體管的漏極連接;第二增強(qiáng)型PMOS晶體管,其柵極與所述第一增強(qiáng)型PMOS晶體管的柵極連接,且源極與電源端子連接;以及第一增強(qiáng)型NMOS晶體管,其柵極及漏極與所述第二增強(qiáng)型PMOS晶體管的漏極連接,其特征在于,所述軟起動電路包括第二增強(qiáng)型NMOS晶體管,其柵極與所述第一增強(qiáng)型NMOS晶體管的柵極及漏極連接,且漏極與所述基準(zhǔn)電壓電路的輸出端子連接;MOS開關(guān),其一個端子與所述基準(zhǔn)電壓部的輸出端子連接,且另一端子與所述第二增強(qiáng)型NMOS晶體管的漏極連接;以及恒流源和電容,它們在電源與接地間串聯(lián)連接,利用由所述恒流源的電流來對所述電容進(jìn)行充電時的電壓,使所述MOS開關(guān)逐漸導(dǎo)通,從而使基準(zhǔn)電壓逐漸上升。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基準(zhǔn)電壓電路,其特征在于,具備與所述恒流源和所述電容的連接部連接的第一起動開關(guān)。
4.如權(quán)利要求3所述的基準(zhǔn)電壓電路,其特征在于,具備與所述基準(zhǔn)電壓電路的輸出端子連接的第二起動開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提供電路規(guī)模小且具有電壓有連續(xù)性的軟起動功能的基準(zhǔn)電壓電路。一種基準(zhǔn)電壓電路,其中包括基準(zhǔn)電壓部和軟起動電路,該基準(zhǔn)電壓部包括耗盡型MOS晶體管和第一增強(qiáng)型MOS晶體管,該軟起動電路包括第二增強(qiáng)型MOS晶體管,其柵極與第一增強(qiáng)型MOS晶體管的柵極及漏極連接,且漏極與基準(zhǔn)電壓電路的輸出端子連接;MOS開關(guān),其一個端子與基準(zhǔn)電壓部的輸出端子連接,且另一端子與第二增強(qiáng)型MOS晶體管的漏極連接;以及恒流源和電容,它們在電源與接地間串聯(lián)連接。
文檔編號G05F3/30GK102200797SQ20111008023
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者鈴木照夫 申請人:精工電子有限公司