專利名稱：一種線性電壓調(diào)整器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導體集成電路，更具體地說涉及一種線性電壓調(diào)整器電路。
背景技術(shù)：
目前，交流/直流(AC/DC)轉(zhuǎn)換器中使用集成電路的情況越來越普遍，集成電 路可有效幫助轉(zhuǎn)換器提高效率、減小體積。而在轉(zhuǎn)換器中使用的集成電路，本身功耗很 小，所以使用能夠承受高壓的線性電壓調(diào)整器為芯片供電就成為了一個節(jié)省成本的可行方案。普通的線性電壓調(diào)整器包括誤差放大器(EA)、調(diào)整管和反饋網(wǎng)絡。如圖1所 示，VREF為基準電壓，輸出電壓通過電阻反饋網(wǎng)絡與VREF做比較，誤差放大器將誤差 信號放大后通過調(diào)整管Ml調(diào)制輸出電壓Vout。在電路中，輸入電壓Vin可高至400v，而且此線性電壓調(diào)整器的輸出是芯片的 正電源，因此調(diào)整管通常采用耗盡型NMOS或JFET，以此來確保線性電壓調(diào)整器上電啟 動。并且由于誤差放大器采用Vout做為供電電源，因此EA最大輸出擺幅為O Vout， 如果耗盡型NMOS的閾值電壓(Vth)或者JFET的夾斷電壓(Vpinch)的絕對值小于Vout， 此結(jié)構(gòu)可正常工作；如果Vth或Vpinch的絕對值大于Vout，電路設(shè)計的復雜度增大，此 時EA無法正確控制調(diào)整管。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述電路在耗盡型NMOS的閾值電壓(Vth)或者JFET的夾斷電壓 (Vpinch)的絕對值大于輸出電壓時，誤差放大器EA無法正確控制調(diào)整管的問題，本發(fā)明 提供了 一種可輸入高壓或超高壓的線性調(diào)整器電路。本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種線性電壓調(diào)整器電路，包括啟動、偏置及基準 源電路、誤差放大器、反饋網(wǎng)絡和調(diào)整管，所述的調(diào)整管為級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管，所述的級 聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管一端與輸入電壓Vin相連，所述的啟動、偏置及基準源電路與誤差放大器 相連，所述的誤差放大器與所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管和所述的反饋網(wǎng)絡相連接，所述的反 饋網(wǎng)絡與所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管相連接，所述的反饋網(wǎng)絡的一端與輸出電壓端Vout相連 接。所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管包括兩個調(diào)整管。所述的誤差放大器分別調(diào)制兩個調(diào)節(jié)管的柵極和源極。所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管的兩個調(diào)整管之間串聯(lián)有一個或多個限流電阻。所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管包括調(diào)整管J1、調(diào)整管MP7和限流電阻R5，所述的調(diào)整 管Jl的漏極與輸入電壓端Vin相連接，所述調(diào)整管Jl的柵極與向調(diào)整管Jl提供偏置的電 阻R4相連，所述的調(diào)整管Jl的源極與限流電阻R5的一端相連，所述的限流電阻R5的另 一端與調(diào)整管MP7的源極、所述的啟動、偏置及基準源電路和所述的誤差放大器相連， 所述的調(diào)整管MP7的柵極與所述的誤差放大器相連，所述的調(diào)整管MP7的漏極與所述的反饋網(wǎng)絡相連。所述的反饋網(wǎng)絡包括電阻R6和電阻R7，所述的電阻R6的一端與級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整 管中的調(diào)整管MP7的源極相連，所述的電阻R6的另一端與電阻R7和所述的誤差放大器 相連，所述的電阻R7的另一端接地。所述的誤差放大器包括第一級放大電路、第二級放大電路和補償電容MNC2， 所述的誤差放大器的第一級放大電路包括場效應管MN1、場效應管MN2、場效應管 MN5,場效應管MP4和場效應管MP5，所述的場效應管MNl的柵極與所述的啟動、偏 置及基準源電路相連，所述的場效應管MN2的柵極與所述的反饋網(wǎng)絡相連接，所述的場 效應管MNl和場效應管MN2的源極與所述的場效應管MN5的漏極相連接，所述的場效 應管MN5的源極接地，所述的場效應管MP4的源極和所述的場效應管MP5的源極與所 述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管相連接，所述場效應管MP4的柵極、所述的場效應管MP5的柵極、 場效應管MP5的漏極和所述的場效應管MN2的漏極相連接，所述的場效應管MP4的源 極與場效應管MNl的漏極相連接，所述的誤差放大器的第二級放大電路包括場效應管 M15,所述的場效應管M15的漏極與所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管相連，所述的場效應管M15 的柵極與場效應管MP4的漏極相連，所述的補償電容MNC2的一端與場效應管M15的柵 極相連，所述的補償電容MNC2的其他端接地。所述的誤差放大器還包括場效應管MP6、場效應管MN6、晶體管Q3和晶體管 Q4、所述的場效應管MP6、場效應管MN6、晶體管Q3、晶體管Q4和場效應管M15組 成緩沖電路，所述的場效應管M15的源極與所述的場效應管MN6的漏極和晶體管Q3的 基極相連，所述的場效應管MN6的源極和所述的晶體管Q3的集電極相連并接地，所述 的晶體管Q3的發(fā)射極和晶體管Q4的基極和集電極相連，所述的晶體管Q4的發(fā)射極和所 述的場效應管MP6的漏極和所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管中的調(diào)整管MP7的柵極相連。本發(fā)明的有益效果在于第一、本發(fā)明提供的線性調(diào)整器電路可以確保在高壓 或者超高壓輸入時，可有效控制調(diào)整管，并確保輸出電壓的穩(wěn)定性。第二、本發(fā)明提供的線性調(diào)整電路，在誤差放大器中設(shè)計了緩沖電路，可以將 極點分離，這樣節(jié)點PSFl為低阻抗節(jié)點，可將極點推向高頻端而不影響環(huán)路穩(wěn)定。第三、本發(fā)明提供的線性調(diào)整電路，在級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管的兩個調(diào)整管中間串聯(lián) 了限流電阻，以防止上電瞬間有大電流燒毀調(diào)整管。第四、本發(fā)明提供的線性調(diào)整電路，在耐高壓的耗盡型NMOS的閾值電壓 (Vth)或JFET的夾斷電壓(Vpinch)的絕對值大于輸出電壓時，可有效控制調(diào)整管，并確 保輸出電壓穩(wěn)定性。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)電路圖。圖2是本發(fā)明的電路框圖。圖3是本發(fā)明啟動偏置及基準源電路和級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管的電路圖。圖4是本發(fā)明的級聯(lián)調(diào)整管、反饋網(wǎng)絡、誤差放大器的電路圖。圖5是本發(fā)明的電路圖。圖6是本發(fā)明的計算機仿真結(jié)果圖。
具體實施例方式實施例一結(jié)合圖2，為本發(fā)明的電路框圖，包括啟動、偏置及基準源電路3、誤差放大器 5、反饋網(wǎng)絡4和調(diào)整管，所述的調(diào)整管為級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管2，所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管2 — 端與輸入電壓Vin相連，所述的啟動、偏置及基準源電路3與誤差放大器5相連，所述的 誤差放大器5與所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管2和所述的反饋網(wǎng)絡4相連接，所述的反饋網(wǎng)絡4 與所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管2相連接，所述的反饋網(wǎng)絡4的一端與輸出電壓端Vout相連接。實施例二 結(jié)合圖3，為本發(fā)明啟動偏置及基準源電路和級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管的電路圖，所述的 級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管包括兩個調(diào)整管，調(diào)整管Jl和調(diào)整管MP7。所述的兩個調(diào)整管之間串聯(lián) 有一個限流電阻R5，所述的調(diào)整管Jl的漏極與輸入電壓端Vin相連接，所述調(diào)整管Jl的 柵極與向調(diào)整管Jl提供偏置的電阻R4相連，所述的調(diào)整管Jl的源極與限流電阻R5的一 端相連，所述的限流電阻R5的另一端與調(diào)整管MP7的源極和所述的啟動、偏置及基準源 電路3相連。結(jié)合圖4，為本發(fā)明的級聯(lián)調(diào)整管、反饋網(wǎng)絡、誤差放大器的電路圖，所述的反 饋網(wǎng)絡包括電阻R6和電阻R7，所述的電阻R6的一端與級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管中的調(diào)整管MP7 的漏極相連，所述的電阻R6的另一端與電阻R7和所述的誤差放大器5相連，所述的電 阻R7的另一端接地。所述的誤差放大器5包括第一級放大電路、第二級放大電路和補償電容MNC2， 所述的誤差放大器5的第一級放大電路包括場效應管MN1、場效應管MN2、場效應管 MN5,場效應管MP4和場效應管MP5，所述的場效應管MNl的柵極與所述的啟動、偏 置及基準源電路3相連，所述的場效應管MN2的柵極與所述的反饋網(wǎng)絡4相連接，所述 的場效應管MNl和場效應管MN2的源極與所述的場效應管MN5的漏極相連接，所述的 場效應管MN5的源極接地，所述的場效應管MP4的源極和所述的場效應管MP5的源極 與所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管相連接，所述場效應管MP4的柵極、所述的場效應管MP5的柵 極、場效應管MP5的漏極和所述的場效應管MN2的漏極相連接，所述的場效應管MP4 的漏極與場效應管MNl的漏極相連接，所述的誤差放大器的第二級放大電路包括場效 應管M15，所述的場效應管M15的漏極與所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管相連，所述的場效應管 M15的柵極與場效應管MP4的漏極相連，所述的補償電容MNC2的一端與場效應管M15 的柵極相連，所述的補償電容MNC2的其他端接地。所述的誤差放大器5還包括場效應管MP6、場效應管MN6、晶體管Q3和晶體管 Q4、所述的場效應管MP6、場效應管MN6、晶體管Q3、晶體管Q4和場效應管M15組 成緩沖電路，所述的場效應管M15的源極與所述的場效應管MN6的漏極和晶體管Q3的 基極相連，所述的場效應管MN6的源極和所述的晶體管Q3的集電極相連并接地，所述 的晶體管Q3的發(fā)射極和晶體管Q4的基極和集電極相連，所述的晶體管Q4的發(fā)射極和所 述的場效應管MP6的漏極和所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管中的調(diào)整管MP7的柵極相連。結(jié)合圖5，為本發(fā)明的電路圖，通過級聯(lián)調(diào)整管2使誤差放大器5得到高于輸 出電壓的電源，并通過調(diào)制靠近輸入高壓電源端的調(diào)整管Jl的源極，以及調(diào)制靠近輸出端的調(diào)整管MP7的柵極實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。解決了受制程限制，耗盡型NMOS的閾值電壓 (Vth)或者JFET的夾斷電壓(Vpinch)的絕對值大于輸出電壓的問題，并能夠克服Vth或 Vpinch隨工藝偏差、溫度、輸入電壓變化的影響。結(jié)合圖6，為本發(fā)明的計算機仿真結(jié)果圖，以Jl為JFET為例，夾斷電壓 為-15v，輸入電壓為10 450v，輸出電壓7.5v。通過仿真可以看到輸出電壓小于JFET 夾斷電壓的絕對值，在整個輸入電壓范圍內(nèi)，輸出電壓都保持穩(wěn)定。雖然本發(fā)明的優(yōu)選實例被以作為例證的目的進行披露，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可 以理解各種修改、添加和替換是可能的，只要其不脫離所附權(quán)利要求中詳述的本發(fā)明的 精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種線性電壓調(diào)整器電路，包括啟動、偏置及基準源電路(3)、誤差放大器(5)反 饋網(wǎng)絡(4)和調(diào)整管，其特征在于所述的調(diào)整管為級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管(2)，所述的級聯(lián)結(jié) 構(gòu)調(diào)整管(2) —端與輸入電壓Vin相連，所述的啟動、偏置及基準源電路(3)與誤差放大 器(5)相連，所述的誤差放大器(5)與所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管(2)和所述的反饋網(wǎng)絡(4) 相連接，所述的反饋網(wǎng)絡(4)與所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管(2)相連接，所述的反饋網(wǎng)絡(4) 的一端與輸出電壓端Vout相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性電壓調(diào)整器電路，其特征在于所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整 管(2)包括兩個調(diào)整管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性電壓調(diào)整器電路，其特征在于所述的誤差放大器(5) 分別調(diào)制兩個調(diào)節(jié)管的柵極和源極。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性電壓調(diào)整器電路，其特征在于所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整 管(2)的兩個調(diào)整管之間串聯(lián)有一個或多個限流電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線性電壓調(diào)整器電路，其特征在于所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整 管(2)包括調(diào)整管J1、調(diào)整管MP7和限流電阻R5，所述的調(diào)整管Jl的漏極與輸入電壓 端Vin相連接，所述調(diào)整管Jl的柵極與向調(diào)整管Jl提供偏置的電阻R4相連，所述的調(diào)整 管Jl的源極與限流電阻R5的一端相連，所述的限流電阻R5的另一端與調(diào)整管MP7的源 極、所述的啟動、偏置及基準源電路(3)和誤差放大器(5)相連，所述的調(diào)整管MP7的 柵極與所述的誤差放大器(5)相連，所述的調(diào)整管MP7的漏極與所述的反饋網(wǎng)絡(4)相 連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的線性電壓調(diào)整器電路，其特征在于所述的反饋網(wǎng)絡包括 電阻R6和電阻R7，所述的電阻R6的一端與級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管(2)中的調(diào)整管MP7的源極 相連，所述的電阻R6的另一端與電阻R7和所述的誤差放大器(5)相連，所述的電阻R7 的另一端接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線性電壓調(diào)整器電路，其特征在于所述的誤差放大器(5) 包括第一級放大電路、第二級放大電路和補償電容MNC2，所述的誤差放大器(5)的第 一級放大電路包括場效應管MNl、場效應管MN2、場效應管MN5，場效應管MP4和場 效應管MP5，所述的場效應管MNl的柵極與所述的啟動、偏置及基準源電路(3)相連， 所述的場效應管MN2的柵極與所述的反饋網(wǎng)絡(4)相連接，所述的場效應管MNl和場 效應管MN2的源極與所述的場效應管MN5的漏極相連接，所述的場效應管MN5的源極 接地，所述的場效應管MP4的源極和所述的場效應管MP5的源極與所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整 管⑵相連接，所述場效應管MP4的柵極、所述的場效應管MP5的柵極和場效應管MP5 的漏極和所述的場效應管MN2的漏極相連接，所述的場效應管MP4的源極與場效應管 MNl的漏極相連接，所述的誤差放大器(5)的第二級放大電路包括場效應管M15，所述 的場效應管M15的漏極與所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管(2)相連，所述的場效應管M15的柵極 與場效應管MP4的漏極相連，所述的補償電容MNC2的一端與場效應管M15的柵極相 連，所述的補償電容MNC2的其他端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線性電壓調(diào)整器電路，其特征在于所述的誤差放大器(5) 還包括場效應管MP6、場效應管MN6、晶體管Q3和晶體管Q4、所述的場效應管MP6、 場效應管MN6、晶體管Q3、晶體管Q4和場效應管M15組成緩沖電路，所述的場效應管M15的源極與所述的場效應管MN6的漏極和晶體管Q3的基極相連，所述的場效應管 MN6的源極和所述的晶體管Q3的集電極相連并接地，所述的晶體管Q3的發(fā)射極和晶體 管Q4的基極和集電極相連，所述的晶體管Q4的發(fā)射極和所述的場效應 管MP6的漏極和 所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管(2)中的場效應管MP7的柵極相連。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種線性電壓調(diào)整器電路，屬于半導體集成電路領(lǐng)域，對于現(xiàn)有技術(shù)中的輸入電壓過高，輸出電壓不穩(wěn)定的問題，本發(fā)明提供一種線性電壓調(diào)整器電路，包括啟動、偏置及基準源電路、誤差放大器、反饋網(wǎng)絡和調(diào)整管，所述的調(diào)整管為級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管，所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管一端與輸入電壓Vin相連，所述的啟動、偏置及基準源電路與誤差放大器串聯(lián)，所述的誤差放大器與所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管和所述的反饋網(wǎng)絡相連接，所述的反饋網(wǎng)絡與所述的級聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整管相連接，所述的反饋網(wǎng)絡的一端與輸出電壓端Vout相連接，應用于高壓或超高壓輸入的調(diào)整器中。
文檔編號G05F1/625GK102023668SQ20101052847
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者董鑫 申請人:深圳市富滿電子有限公司南山分公司