低壓差穩(wěn)壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及穩(wěn)壓器領(lǐng)域，具體而言，涉及一種低壓差穩(wěn)壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]低壓差穩(wěn)壓器是一個能夠提供符合規(guī)定要求的穩(wěn)定直流電壓的器件，可以通過調(diào)節(jié)一個非常小的輸入輸出電壓差來實現(xiàn)穩(wěn)壓的目的。一般地，低壓差穩(wěn)壓器包括一個帶隙，放大器和一個功率場效應(yīng)晶體管FET' (N型場效應(yīng)管NMOS或P型場效應(yīng)管PM0S)。其中，功率場效應(yīng)管FET的柵極連接到放大器的輸出或放大器的緩沖區(qū)，而FET'的柵極電壓一般低于FET'的漏極電壓(NM0S管的VDD)，這將使低壓差穩(wěn)壓器難以通過調(diào)節(jié)FET'以提高輸出電壓的電壓值，因此難以滿足在低電源電壓下驅(qū)動大負(fù)載的要求。如果需要驅(qū)動大負(fù)載，則需要使用一個大尺寸的FETi。
[0003]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的低壓差穩(wěn)壓器的電路示意圖。如圖1所示，該低壓差穩(wěn)壓器包括一個帶隙Bandgap'，放大器和一個功率場效應(yīng)晶體管FET'，電阻Rl'和電阻R2'組成分壓器，從Rf和R2'之間采樣得到反饋電壓，并將反饋電壓輸出反饋到放大器的正輸入端，該放大器EA'的負(fù)輸入端接入帶隙Bandgap'產(chǎn)生的參考電壓Vref'，當(dāng)功率場效應(yīng)晶體管FET'為NMOS管時，輸出電壓VOUT'即為FET'的源極電壓。由于放大器輸出端輸出的電壓一般都不會高于電源S'電壓，由于電路中元器件存在閾值電壓，輸出電壓VOUT'通常會比電源電壓小一些，難以將輸出電壓VOUT'的電壓值提高到接近電源電壓值，從而難以驅(qū)動大負(fù)載。
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中在低電源電壓的情況下，低壓差穩(wěn)壓器的輸出電壓難以接近電源電壓值的問題，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低壓差穩(wěn)壓器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中在低電源電壓的情況下，低壓差穩(wěn)壓器的輸出電壓難以接近電源電壓值的問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種低壓差穩(wěn)壓器。根據(jù)本發(fā)明的低壓差穩(wěn)壓器包括:放大器，包括正輸入端、負(fù)輸入端和輸出端，正輸入端用于接收反饋電壓，負(fù)輸入端用于接收參考電壓，輸出端用于根據(jù)反饋電壓和參考電壓輸出第一電壓；升壓機構(gòu)，與放大器相連接，用于根據(jù)第一電壓得到第二電壓并輸出；以及調(diào)整管，與升壓機構(gòu)相連接，用于根據(jù)第二電壓觸發(fā)調(diào)整管本身的導(dǎo)通性得到輸出電壓。
[0007]進(jìn)一步地，調(diào)整管為場效應(yīng)管，柵極與升壓機構(gòu)相連接，漏極與電源的正極相連接，源極端的端電壓為輸出電壓，場效應(yīng)管的柵極用于接收第二電壓，并觸發(fā)場效應(yīng)管的漏極與源極之間的導(dǎo)通。
[0008]進(jìn)一步地，升壓機構(gòu)包括:壓控振蕩器，與放大器的輸出端相連接，用于根據(jù)第一電壓得到振蕩電壓；時鐘驅(qū)動器，包括輸入端和輸出端，時鐘驅(qū)動器的輸入端與壓控振蕩器相連接，用于接收振蕩電壓并輸出振蕩信號；以及電荷泵，連接在時鐘驅(qū)動器的輸出端和調(diào)整管之間，用于根據(jù)振蕩信號得到第二電壓。
[0009]進(jìn)一步地,時鐘驅(qū)動器的輸出端包括第一輸出端和第二輸出端，振蕩信號包括第一振蕩信號和第二振蕩信號，時鐘驅(qū)動器的第一輸出端輸出第一振蕩信號，第二輸出端輸出第二振蕩信號，第一振蕩信號和第二振蕩信號之間互不干擾。
[0010]進(jìn)一步地，電荷泵包括第一電荷泵和第二電荷泵，第一電荷泵和第二電荷泵均包括正接入端和反接入端，其中第一電荷泵的正接入端和第二電荷泵反接入端分別與時鐘驅(qū)動器的第一輸出端相連接，第一電荷泵的反接入端和第二電荷泵正接入端分別與時鐘驅(qū)動器的第二輸出端相連接。
[0011 ] 進(jìn)一步地，壓控振蕩器、時鐘驅(qū)動器和電荷泵均包括電源接入端，均與統(tǒng)一電源相連接。
[0012]進(jìn)一步地，第一電荷泵和第二電荷泵均用于進(jìn)行周期性充放電，通過第一電荷泵和第二電荷泵的充放電轉(zhuǎn)換得到第二電壓。
[0013]進(jìn)一步地，放大器為誤差放大器，反饋電壓為輸出電壓的采樣電壓。
[0014]進(jìn)一步地，放大器用于將反饋電壓和參考電壓的差壓進(jìn)行放大得到第一電壓。
[0015]進(jìn)一步地，低壓差穩(wěn)壓器還包括:第一電阻，包括第一接線端和第二接線端，第一接線端與場效應(yīng)管的源極相連接，其中第一接線端處的端電壓為輸出電壓；以及第二電阻，包括第三接線端和第四接線端，第三接線端與第二接線端和放大器的正輸入端分別相連接，第四接線端接地或者接電源的負(fù)極，其中第三接線端處的端電壓為反饋電壓。
[0016]通過本發(fā)明，采用低壓差穩(wěn)壓器包括:放大器，包括正輸入端、負(fù)輸入端和輸出端，輸出端輸出第一電壓；以及升壓機構(gòu)，與放大器相連接，用于根據(jù)第一電壓得到第二電壓并輸出，第二電壓用于觸發(fā)并放大輸出電壓以提高輸出電壓，從而使得在低電源電壓情況下輸出接近于電源的輸出電壓，解決了在低電源電壓的情況下，低壓差穩(wěn)壓器的輸出電壓難以接近電源電壓值的問題，進(jìn)而達(dá)到了在低電源電壓的情況下，提高低壓差穩(wěn)壓器的輸出電壓使之接近電源電壓的效果。
【附圖說明】
[0017]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0018]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的低壓差穩(wěn)壓器的電路示意圖；
[0019]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的低壓差穩(wěn)壓器的電路示意圖；
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種優(yōu)選的低壓差穩(wěn)壓器的電路示意圖；
[0021]圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的低壓差穩(wěn)壓器的第一電壓Vl的波形圖；
[0022]圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的低壓差穩(wěn)壓器的振蕩電壓V2的波形圖；
[0023]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的低壓差穩(wěn)壓器的第二電壓V3的波形圖；以及
[0024]圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的低壓差穩(wěn)壓器的輸出電壓VOUT的波形圖。
【具體實施方式】
[0025]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0026]根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種低壓差穩(wěn)壓器。
[0027]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的低壓差穩(wěn)壓器的電路示意圖。如圖2所示，該低壓差穩(wěn)壓器包括放大器EA，升壓機構(gòu)VA和調(diào)整管F。放大器EA包括正輸入端、負(fù)輸入端和輸出端，用于輸出第一電壓，該第一電壓為放大器EA將輸入端的參考電壓Vref和反饋電壓進(jìn)行比較并放大后輸出的電壓。升壓機構(gòu)VA，與放大器EA相連接，用于根據(jù)第一電壓得到第二電壓并輸出，第二電壓是根據(jù)第一電壓進(jìn)行放大后的電壓，可以是由第一電壓直接升壓得到的電壓，也可以是將第一電壓作為控制電壓以產(chǎn)生控制信號，通過該控制信號將其他電壓進(jìn)行升壓得到的第二電壓。例如直流升壓作用中，通過DC/DC轉(zhuǎn)換將第一電壓進(jìn)行升壓的到第二電壓；或者將用第一電壓作為基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生一個震蕩電壓，如使用通過時鐘驅(qū)動器和電荷泵等將電源電壓進(jìn)行升壓得到第二電壓。調(diào)整管F與升壓機構(gòu)VA相連接，該調(diào)整管F用于根據(jù)第二電壓觸發(fā)調(diào)整管本身的導(dǎo)通性得到輸出電壓V0UT。該調(diào)整管F與升壓機構(gòu)VA相連接，用于根據(jù)第二電壓觸發(fā)調(diào)整管F本身的耦合以對輸出電壓VOUT進(jìn)行放大。該調(diào)整管F中，當(dāng)觸發(fā)電壓升高時，調(diào)整管F對應(yīng)的輸出電壓也升高。在本實施例中，第二電壓為升高后的電壓，因此輸出電壓VOUT也相應(yīng)地增大。
[0028]由于第二電壓為升壓后的電壓，其電壓值大于電源電壓，甚至可以為電源電壓的幾倍，從而補償了由調(diào)整管F閾值電壓所導(dǎo)致的壓降，提高了輸出電壓V0UT，使得輸出電壓VOUT非常接近電源電壓。
[0029]本實施例的低壓差穩(wěn)壓器，在電源電壓為低電壓(如IV)時，通過采用升壓機構(gòu)VA根據(jù)比較器EA輸出端的第一電壓升高第二電壓,根據(jù)第二電壓與輸出電壓VOUT之間的關(guān)系，當(dāng)?shù)诙妷涸酱?，輸出電壓VOUT越接近電源電壓，從而達(dá)到了提高輸出電壓V0UT，使得輸出電壓VOUT接近電源電壓的效果。
[0030]優(yōu)選地，調(diào)整管F為場效應(yīng)管FET，柵極與升壓機構(gòu)VA相連接，漏極與電源的正極相連接，源極端的端電壓為輸出電壓，場效應(yīng)管FET的柵極用于接收第二電壓，并觸發(fā)場效應(yīng)管FET的漏極與源極之間導(dǎo)通。通過第二電壓的觸發(fā)，場效應(yīng)管FET的漏極和源極之間的導(dǎo)通，由于場效應(yīng)管FET的漏極和源極之間的溝道電阻的大小與柵極所加電壓有關(guān)，當(dāng)柵極電壓越大，漏極和源極之間的溝道電阻越小，漏極和源極之間的壓降越小。因此，當(dāng)場效應(yīng)管FET接收的第二電壓為經(jīng)過放大后的電壓，則場效應(yīng)管FET的漏極和源極之間的壓降減小，源極端的端電壓增大，輸出電壓VOUT增大，使得低壓差穩(wěn)壓器能夠驅(qū)動大負(fù)載，而不用更換大型號的場效應(yīng)管FET。圖2中S為電源，Vref為參考電壓，由帶隙電路Bandgap產(chǎn)生。電阻Rl和電阻R2組成分壓電路，用于采集輸出電壓的反饋電壓。
[0031]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種優(yōu)選的低壓差穩(wěn)壓器的電路示意圖。
[0032]如圖3所示，升壓機構(gòu)VA包括:壓控振蕩器VC0，時鐘驅(qū)動器⑶(clock driver)和電