電壓控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電壓控制裝置。該電壓控制裝置包括：參考電壓生成器，用于通過控制帶隙基準(zhǔn)電壓源生成參考電壓；主校準(zhǔn)器，主校準(zhǔn)器中的運(yùn)算放大器的正向輸入端與參考電壓生成器的參考電壓輸出端相連接；從校準(zhǔn)器，與主校準(zhǔn)器的輸出端相連接。通過本發(fā)明，解決了現(xiàn)有技術(shù)中器件的供電電壓不穩(wěn)定的問題。
【專利說明】電壓控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電壓控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在深度亞微型技術(shù)中，器件的性能受到溫度和參考電壓的影響。對(duì)于電路設(shè)計(jì)者來說，希望能在PVT中保持電路的頻帶寬度不變。
[0003]在模擬電路的設(shè)計(jì)中，一般來說，從電路外部引入的供電電壓隨著溫度的變化存在著一定的波動(dòng)，而模擬電路對(duì)電壓的穩(wěn)定性要求較高，由于溫度的變化，可能導(dǎo)致供電電壓不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致電路的頻帶寬度變化。
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中器件的供電電壓不穩(wěn)定的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于提供一種電壓控制裝置，以解決器件的供電電壓不穩(wěn)定的問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電壓控制裝置。根據(jù)本發(fā)明的電壓控制裝置包括:參考電壓生成器，用于通過控制帶隙基準(zhǔn)電壓源生成參考電壓；主校準(zhǔn)器，主校準(zhǔn)器中的運(yùn)算放大器的正向輸入端與參考電壓生成器的參考電壓輸出端相連接；從校準(zhǔn)器，與主校準(zhǔn)器的輸出端相連接。
[0007]進(jìn)一步地，參考電壓生成器包括:第一直流電壓源；帶隙基準(zhǔn)電壓源，帶隙基準(zhǔn)電壓源的第一端與第一直流電壓源相連接；第一參考電壓輸出端，與帶隙基準(zhǔn)電壓源的第二端相連接；第一支路，通過第一電阻連接在帶隙基準(zhǔn)電壓源第二端和地線之間；第二支路，通過依次串聯(lián)的第二電阻、PMOS 二極管、第一 NMOS 二極管和第三電阻連接在帶隙基準(zhǔn)電壓源第二端和地線之間，其中，帶隙基準(zhǔn)電壓源通過控制第一支路和第二支路的電流比率，控制輸出端輸出參考電壓。
[0008]進(jìn)一步地，第二支路包括:第二電阻，第二電阻的第一端與帶隙基準(zhǔn)電壓源的第二端相連接。
[0009]進(jìn)一步地，第二支路還包括:PM0S 二極管，PMOS 二極管的發(fā)射極與第二電阻的第二端相連接，PMOS 二極管的集電極與PMOS 二極管的基極相連接。
[0010]進(jìn)一步地，第二支路還包括:第一 NMOS 二極管，第一 NMOS 二極管的集電極與PMOS二極管的集電極相連接，第一 NMOS 二極管的集電極與NMOS 二極管的基極相連接，第一 NMOS二極管的基極與PMOS 二極管的基極相連接。
[0011]進(jìn)一步地，第二支路還包括:第三電阻，第三電阻的第一端與第一 NMOS 二極管的發(fā)射極相連接，第三電阻的第二端接地。
[0012]進(jìn)一步地，主校準(zhǔn)器包括:運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的正向輸入端與第一參考電壓輸出端相連接;第二 NMOS 二極管，第二 NMOS 二極管的基極與運(yùn)算放大器的輸出端與相連接，集電極與第二直流電壓源相連接；第四電阻，第四電阻的第一端與第二 NMOS 二極管的發(fā)射極相連接，第四電阻的第二端與運(yùn)算放大器的反向輸入端相連接；第五電阻，第五電阻的第一端與第四電阻的第二端相連接，第五電阻的第二端接地；以及第二參考電壓輸出端，與第二 NMOS 二極管的發(fā)射極相連接，其中，主校準(zhǔn)器形成負(fù)反饋電路，用于校準(zhǔn)輸出的參考電壓。
[0013]進(jìn)一步地，電壓控制裝置包括多個(gè)從校準(zhǔn)器，多個(gè)從校準(zhǔn)器與主校準(zhǔn)器的輸出端相連接。
[0014]通過本發(fā)明，采用生成參考電壓，并利用參考電壓校準(zhǔn)供電電壓的裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中器件的供電電壓不穩(wěn)定的問題，進(jìn)而達(dá)到了提供穩(wěn)定電壓的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0016]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電壓控制裝置的示意圖；
[0017]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的參考電壓生成器的電路圖；以及
[0018]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的主校準(zhǔn)器的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0020]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021 ] 本發(fā)明提供了 一種電壓控制裝置。
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電壓控制裝置的示意圖。如圖所述，該電壓控制裝置包括參考電壓生成器、主校準(zhǔn)器和從屬校準(zhǔn)器。
[0023]參考電壓生成器用于通過控制帶隙基準(zhǔn)電壓源生成參考電壓。參考電壓生成器用于生成參考電壓，該帶隙基準(zhǔn)電壓源受電阻的影響而變化，電阻越大，帶隙基準(zhǔn)電壓源提供的電壓越小，電阻越小，帶隙基準(zhǔn)電壓源提供的電壓越大。生成的參考電壓輸出給主校準(zhǔn)器，用來校準(zhǔn)需要生成的電壓，作為器件的供給電壓，使得供給電壓免受溫度的影響而導(dǎo)致的不穩(wěn)定。
[0024]主校準(zhǔn)器，主校準(zhǔn)器中的運(yùn)算放大器的正向輸入端與參考電壓生成器的參考電壓輸出端相連接。主校準(zhǔn)器包含負(fù)反饋電路，參考電壓由運(yùn)算放大器的正向輸入端輸入運(yùn)算放大器，在運(yùn)算放大器的輸出端經(jīng)由NMOS 二極管以及電阻輸入到運(yùn)算放大器的反向輸入端，經(jīng)過負(fù)反饋電路的校準(zhǔn)在NMOS 二極管的發(fā)射極輸出供給電壓給從屬校準(zhǔn)器。負(fù)反饋電路能夠使得輸出的供給電壓保持恒定。
[0025]從屬校準(zhǔn)器，與主校準(zhǔn)器的輸出端相連接。從屬校準(zhǔn)器接收主校準(zhǔn)器的電壓，從屬校準(zhǔn)器可以為一個(gè)NMOS 二極管，該NMOS 二極管的基極與主校準(zhǔn)器的電壓輸出端相連接，集電極與ImA的直流電源相連接，發(fā)射極輸出供給電壓。從屬校準(zhǔn)器可以為并聯(lián)的多個(gè)，分別提供供給電壓。
[0026]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的參考電壓生成器的電路圖。以下結(jié)合附圖2對(duì)該參考電壓生成器進(jìn)行說明，如圖所示，該參考電壓生成器包括:
[0027]第一直流電壓源。第一直流電壓源可以是1.8V的直流電壓源。
[0028]帶隙基準(zhǔn)電壓源，帶隙基準(zhǔn)電壓源的第一端與第一直流電壓源相連接。圖中示出的Idc是帶隙基準(zhǔn)電壓源，能夠根據(jù)連接電阻的變化而改變輸出的電壓。
[0029]第一參考電壓輸出端，與帶隙基準(zhǔn)電壓源的第二端相連接。該第一參考電壓輸出端用于輸出參考電壓生成器生成的參考電壓。
[0030]第一支路，通過第一電阻連接在帶隙基準(zhǔn)電壓源第二端和地線之間。第一支路連接于帶隙基準(zhǔn)電壓源的第二端，包括電阻R1。電阻Rl的第一端與帶隙基準(zhǔn)電壓源的第二端相連接，電阻Rl的第二端與地線相連接，從而形成第一支路。
[0031]第二支路，通過依次串聯(lián)的第二電阻、PMOS 二極管、第一 NMOS 二極管和第三電阻連接在帶隙基準(zhǔn)電壓源第二端和地線之間，其中，帶隙基準(zhǔn)電壓源通過控制第一支路和第二支路的電流比率，控制輸出端輸出參考電壓。
[0032]第二支路的電阻R2與帶隙基準(zhǔn)電壓源的第二端相連接，PMOS 二極管Mp和第一NMOS 二極管Mn串聯(lián)連接在第二支路上，形成源極兼并結(jié)構(gòu)，可以降低輸出參考電壓對(duì)溫度的靈敏度。靈敏度用于衡量參考電壓源的穩(wěn)壓特性，靈敏度越低參考電壓源的穩(wěn)壓特性越好。由于MOS 二極管的穩(wěn)定性能較好，因此，第二支路采用NMOS 二極管Mn和PMOS 二極管Mp相連接的結(jié)果，能夠使得輸出的參考電壓更加穩(wěn)定，受溫度的影響更小。
[0033]通過上述電路中的MOS 二極管，可以使得生成的參考電壓對(duì)溫度的靈敏度降低，并且，生成的參考電壓經(jīng)過反饋電路能夠使得輸出的電影與參考電壓基本維持恒定，從而保證供給電壓的穩(wěn)定性。
[0034]具體地，在第二支路中，第二電阻R2的第一端與帶隙基準(zhǔn)電壓源的第二端相連接。
[0035]進(jìn)一步地，在第二支路中，PMOS 二極管Mp的發(fā)射極與第二電阻的第二端相連接，PMOS 二極管Mp的集電極與PMOS 二極管Mp的基極相連接。
[0036]進(jìn)一步地，在第二支路中，第一 NMOS 二極管Mn的集電極與PMOS 二極管Mp的集電極相連接，PMOS 二極管Mp的集電極與PMOS 二極管Mp的基極相連接。
[0037]進(jìn)一步地，在第二支路中，第三電阻R3的第一端與第一 NMOS 二極管Mn的發(fā)射極相連接，第三電阻R3的第二端接地。
[0038]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的主校準(zhǔn)器的示意圖。如圖所示，該主校準(zhǔn)器包括:
[0039]運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的正向輸入端與第一參考電壓輸出端相連接。參考電壓生成器生成的參考電壓輸入至運(yùn)算放大器的正向輸入端。
[0040]第二 NMOS 二極管，第二 NMOS 二極管的基極與運(yùn)算放大器的輸出端與相連接，集電極與第二直流電壓源相連接。第二直流電壓源可以是5v直流電壓源。
[0041]第四電阻，第四電阻的第一端與第二 NMOS 二極管的發(fā)射極相連接，第四電阻的第二端與運(yùn)算放大器的反向輸入端相連接。即，運(yùn)算放大器的輸出電壓經(jīng)過NMOS 二極管的發(fā)射極和第四電阻R4引回至運(yùn)算放大器的反向輸入端。[0042]第五電阻，第五電阻的第一端與第四電阻的第二端相連接，第五電阻的第二端接地。
[0043]第二參考電壓輸出端，與第二 NMOS 二極管的發(fā)射極相連接。第二參考電壓輸出端輸出的電壓輸出給從屬校準(zhǔn)器，通過從屬校準(zhǔn)器的NMOS 二極管為集成電路提供供給電壓。
[0044]主校準(zhǔn)器由運(yùn)算放大器組成反饋電路，無論反饋信號(hào)以何種方式引回到運(yùn)算放大器的輸入端，實(shí)際上都是利用輸出電壓本身通過反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)放大電路起到調(diào)整作用，從而使得輸出電壓基本維持恒定。
[0045]進(jìn)一步地，電壓控制裝置包括多個(gè)從屬校準(zhǔn)器，多個(gè)從屬校準(zhǔn)器與主校準(zhǔn)器的輸出端相連接。多個(gè)從屬校準(zhǔn)器可以為多個(gè)器件提供供給電壓，且由于從屬校準(zhǔn)器的電壓來自主校準(zhǔn)器，主校準(zhǔn)器的電壓由參考電壓生成器控制，因此，從屬校準(zhǔn)器輸出的電壓也受參考電壓生成器的控制，因此，只需要控制參考電壓生成器生成的參考電壓即可控制輸出的供給電壓。
[0046]綜上可知，由于通過參考電壓生成器、主校準(zhǔn)器和從屬校準(zhǔn)器使得供給電壓保持穩(wěn)定，因此在電路設(shè)計(jì)過程中，能夠降低電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，并且可以得到期望的所有電路工作在安全的供給電壓下的狀態(tài)，滿足所有集成電路系統(tǒng)的可靠性的要求。
[0047]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電壓控制裝置，其特征在于，包括: 參考電壓生成器，用于通過控制帶隙基準(zhǔn)電壓源生成參考電壓； 主校準(zhǔn)器，所述主校準(zhǔn)器中的運(yùn)算放大器的正向輸入端與所述參考電壓生成器的參考電壓輸出端相連接；以及 從校準(zhǔn)器，與所述主校準(zhǔn)器的輸出端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓控制裝置，其特征在于，所述參考電壓生成器包括: 第一直流電壓源； 帶隙基準(zhǔn)電壓源，所述帶隙基準(zhǔn)電壓源的第一端與所述第一直流電壓源相連接； 第一參考電壓輸出端，與所述帶隙基準(zhǔn)電壓源的第二端相連接； 第一支路，通過第一電阻連接在所述帶隙基準(zhǔn)電壓源第二端和地線之間；以及第二支路，通過依次串聯(lián)的第二電阻、PMOS 二極管、第一 NMOS 二極管和第三電阻連接在所述帶隙基準(zhǔn)電壓源第二端和所述地線之間， 其中，所述帶隙基準(zhǔn)電壓源通過控制所述第一支路和所述第二支路的電流比率，控制所述輸出端輸出參考電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓控制裝置，其特征在于，所述第二支路包括: 第二電阻，所述第二電阻的第一端與所述帶隙基準(zhǔn)電壓源的第二端相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓控制裝置，其特征在于，所述第二支路還包括: PMOS 二極管，所述PMOS 二極管的發(fā)射極與所述第二電阻的第二端相連接，所述PMOS 二極管的集電極與所述PMOS 二極管的基極相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電壓控制裝置，其特征在于，所述第二支路還包括: 第一 NMOS 二極管，所述第一 NMOS 二極管的集電極與所述PMOS 二極管的集電極相連接，所述第一 NMOS 二極管的集電極與所述NMOS 二極管的基極相連接，所述第一 NMOS 二極管的基極與所述PMOS 二極管的基極相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓控制裝置，其特征在于，所述第二支路還包括: 第三電阻，所述第三電阻的第一端與所述第一 NMOS 二極管的發(fā)射極相連接，所述第三電阻的第二端接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓控制裝置，其特征在于，所述主校準(zhǔn)器包括: 運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的正向輸入端與所述第一參考電壓輸出端相連接； 第二 NMOS 二極管，所述第二 NMOS 二極管的基極與所述運(yùn)算放大器的輸出端與相連接，集電極與第二直流電壓源相連接； 第四電阻，所述第四電阻的第一端與所述第二 NMOS 二極管的發(fā)射極相連接，所述第四電阻的第二端與所述運(yùn)算放大器的反向輸入端相連接； 第五電阻，所述第五電阻的第一端與所述第四電阻的第二端相連接，所述第五電阻的第二端接地；以及 第二參考電壓輸出端，與所述第二 NMOS 二極管的發(fā)射極相連接， 其中，所述主校準(zhǔn)器形成負(fù)反饋電路，用于校準(zhǔn)輸出的參考電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓控制裝置，其特征在于，所述電壓控制裝置包括多個(gè)所述從校準(zhǔn)器，所述多個(gè)從校準(zhǔn)器與所述主校準(zhǔn)器的輸出端相連接。
【文檔編號(hào)】G05F1/56GK103699165SQ201310596692
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】侯中原 申請(qǐng)人:硅谷數(shù)模半導(dǎo)體（北京）有限公司, 硅谷數(shù)模國(guó)際有限公司