一種基于dc-dc變換電路的誤差放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于DC-DC變換電路的誤差放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，DC-DC電路由于其工作狀態(tài)的不連續(xù)性，負(fù)載由輕突然轉(zhuǎn)重時(shí)，其輸出出現(xiàn)瞬間下降不可避免，但下降幅度越大，對(duì)就用的影響就越大，甚至?xí)拐麄€(gè)電路無(wú)法正常工作。
[0003]目前緩解決這個(gè)問(wèn)題的方法主要有兩種:一是增大輸出端電容，但隨著電容值的增大，使用成本也會(huì)大大增大；二是增大電路內(nèi)部誤差放大器的增益，增大帶寬，但這受限于系統(tǒng)環(huán)路，到一定極限就無(wú)法再提高，否則輸出將變得極不穩(wěn)定，而且考慮到外部應(yīng)用的各種可能性，以及集成電路工藝的離散性，實(shí)際設(shè)計(jì)的時(shí)候，還必須留有足夠的余量，不能用極限設(shè)計(jì)。
[0004]圖1是傳統(tǒng)的誤差放大器的典型原理圖，其一般由偏置電流、輸入差分管Ml、M2，電流放大管M3、M4、M5、M6、M7、M8，以及環(huán)路補(bǔ)償R、C組成，一般情況下，Ml和M2、M3和M4設(shè)計(jì)成完全匹配，M5和M6、M7和M8完全匹配或成比例鏡像，選取適當(dāng)?shù)钠秒娏鳎鱉OS管的長(zhǎng)寬比，以及R、C的參數(shù)值，可滿(mǎn)足環(huán)路的穩(wěn)定性，在正常工作時(shí)，如果不考慮系統(tǒng)失調(diào)，則反饋電壓與基準(zhǔn)電壓完全一致，就可以保持輸出電壓為穩(wěn)定值。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種基于DC-DC變換電路的誤差放大器。
[0006]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:一種基于DC-DC變換電路的誤差放大器，包括 P-MOS 管 Ml、P-MOS 管 M2、N-MOS 管 M3、N-MOS 管 M4、N-MOS 管 M5、N-MOS 管M6、P-MOS 管 M7、P-MOS 管 M8、N-MOS 管 M9、P-MOS 管 M10、N-MOS 管 Mll 以及 P-MOS 管 M12 ；所述P-MOS管Ml的源極和P-MOS管M2的源極與偏置電流連接，所述P-MOS管Ml的柵極與反饋電壓連接，所述P-MOS管M2的柵極與基準(zhǔn)電壓連接；所述P-MOS管Ml的漏極分別與N-MOS管M3的漏極，以及N-MOS管M5的柵極連接；所述P-MOS管M2的漏極分別與N-MOS管M4的漏極，N-MOS管M6的柵極，以及N-MOS管M9的柵極連接；所述N-MOS管M3的柵極與其漏極連接；所述N-MOS管M4的柵極與其漏極連接；所述N-MOS管M5的漏極分別與P-MOS管M7的漏極和柵極連接，所述N-MOS管M6的漏極與P-MOS管M8的漏極連接，所述N-MOS管M9的漏極分別與P-MOS管MlO的漏極，以及連接N-MOS管Mll的柵極連接；所述P-MOS管M7的源極分別與P-MOS管M8的源極、P-MOS管MlO的源極、以及P-MOS管M12的源極連接；；所述P-MOS管M7的柵極分別與P-MOS管M8的柵極、P-MOS管MlO的柵極、以及P-MOS管M12的柵極連接；所述N-MOS管Mll的漏極與P-MOS管M12的漏極連接；所述N-MOS管Mll的源極與電阻R和電容C之間的連接點(diǎn)J連接；所述電阻R的另一端與電路輸出端連接，所述電容C的另一端與電路接地端連接；所述N-MOS管M3的源極、N-MOS管M4的源極、N-MOS管M5的源極、N-MOS管M6的源極以及N-MOS管M9的源極與電路接地端連接；其中，所述N-MOS管M9與N-MOS管M5的長(zhǎng)寬比值大于所述P-MOS管MlO與P-MOS管M7的長(zhǎng)寬比值。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需在傳統(tǒng)的電路基礎(chǔ)上作出相應(yīng)的改進(jìn)，即可達(dá)到明顯的效果，無(wú)需額外的器件，也無(wú)需使用高成本的輸出大電容，就可以明顯地減緩輸出電壓的下降，又不會(huì)影響輸出的穩(wěn)定性。
[0008]另外，由于圖3的波形中B點(diǎn)和C點(diǎn)檢測(cè)電路直接采用了誤差放大器的M1、M2、M3、M4、M5、M7等器件，因此，檢測(cè)電路與誤差放大器有相同的系統(tǒng)失調(diào)，則C、D點(diǎn)電壓可以設(shè)計(jì)的非常接近A點(diǎn)電壓，而無(wú)需考慮由于工藝或其它方面的失調(diào)可能帶來(lái)誤差而必須的設(shè)計(jì)余量，這保證了工作的可靠性，也非常適合大批量化的生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為傳統(tǒng)的誤差放大器的典型原理圖。
[0010]圖2為本實(shí)用新型的誤差放大器的原理圖。
[0011]圖3是傳統(tǒng)誤差放大器和本實(shí)用新型誤差放大器的兩種波形的對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]圖2所示，為一種基于DC-DC變換電路的誤差放大器，包括P-MOS管Ml、P-MOS管M2、N-MOS 管 M3、N-MOS 管 M4、N-MOS 管 M5、N-MOS 管 M6、P-MOS 管 M7、P-MOS 管 M8、N-MOS 管M9、P-MOS 管 M10、N-MOS 管 Mll 以及 P-MOS 管 M12 ;所述 P-MOS 管 Ml 的源極和 P-MOS 管 M2的源極與偏置電流連接，所述P-MOS管Ml的柵極與反饋電壓連接，所述P-MOS管M2的柵極與基準(zhǔn)電壓連接；所述P-MOS管Ml的漏極分別與N-MOS管M3的漏極，以及N-MOS管M5的柵極連接；所述P-MOS管M2的漏極分別與N-MOS管M4的漏極，N-MOS管M6的柵極，以及N-MOS管M9的柵極連接；所述N-MOS管M3的柵極與其漏極連接；所述N-M0S管M4的柵極與其漏極連接；所述N-MOS管M5的漏極分別與P-MOS管M7的漏極和柵極連接，所述N-MOS管M6的漏極與P-MOS管M8的漏極連接，所述N-MOS管M9的漏極分別與P-MOS管MlO的漏極，以及連接N-MOS管Mll的柵極連接；所述P-MOS管M7的源極分別與P-MOS管M8的源極、P-MOS管MlO的源極、以及P-MOS管M12的源極連接；；所述P-MOS管M7的柵極分別與P-MOS管M8的柵極、P-MOS管MlO的柵極、以及P-MOS管M12的柵極連接；所述N-MOS管Mll的漏極與P-MOS管M12的漏極連接；所述N-MOS管Ml I的源極與電阻R和電容C之間的連接點(diǎn)J連接；所述電阻R的另一端與電路輸出端連接，所述電容C的另一端與電路接地端連接；所述N-MOS管M3的源極、N-MOS管M4的源極、N-MOS管M5的源極、N-MOS管M6的源極以及N-MOS管M9的源極與電路接地端連接；其中，所述N-MOS管M9與N-MOS管M5的長(zhǎng)寬比值大于所述P-MOS管MlO與P-MOS管M7的長(zhǎng)寬比值。
[0013]其主要工作原理為:
[0014]當(dāng)正常工作時(shí)，由于N-MOS管M9與N-MOS管M5的長(zhǎng)寬比值大于P-MOS管MlO與P-MOS管M7的長(zhǎng)寬比值，在穩(wěn)定工作狀態(tài)，即反饋電壓與基準(zhǔn)電壓基本一致時(shí)，即圖中A點(diǎn)處于低電位，使N-MOS管Mll工作在截止?fàn)顟B(tài)，這樣N-MOS管Mll與P-MOS管Ml2對(duì)R、C和輸出均無(wú)影響，使該誤差放大器工作部分跟圖1所示完全一樣，對(duì)增益和環(huán)路穩(wěn)定性均無(wú)影響，可以保證DC-DC系統(tǒng)正常穩(wěn)定地工作。
[0015]當(dāng)由于負(fù)載突然變重，電路輸出電壓下降，從而圖中反饋電壓變低時(shí)，如果幅度不大，則對(duì)A點(diǎn)的影響不明顯，電路輸出端電壓主要靠N-MOS管M6和P-MOS管M8，即正常工作環(huán)路自身調(diào)節(jié)，輸出點(diǎn)緩慢提升，以調(diào)節(jié)輸出端電壓恢復(fù)穩(wěn)定。如果下降幅度比較大，則A點(diǎn)電壓就會(huì)上升的較高，當(dāng)高于N-MOS管Mll的開(kāi)啟電壓時(shí)，則P-MOS管M12加入環(huán)路工作，這時(shí)該誤差放大器進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)，由于P-MOS管M12的加入，使電流能力大大增強(qiáng)，輸出點(diǎn)快速提升，以阻止輸出端電壓繼續(xù)下降，并快速回升。在這個(gè)過(guò)程中，環(huán)路穩(wěn)定性可能已被破壞，也就是說(shuō)，在這個(gè)狀態(tài)輸出是不保證穩(wěn)定的。
[0016]電路輸出端電壓回升，反饋電壓也同步回升，從而又使A點(diǎn)電壓下降，以使N-MOS管Mll截止，從而該誤差放大器又回到正常工作狀態(tài)，以確保輸出能恢復(fù)穩(wěn)定而不致于因環(huán)路穩(wěn)定性被破壞而處于振蕩狀態(tài)。
[0017]另外，圖2所示的可變?cè)鲆嬲`差放大器，只有兩個(gè)狀態(tài):正常工作狀態(tài)和高增益非穩(wěn)定狀態(tài)。更復(fù)雜的可變?cè)鲆嬲`差放大器，也可以實(shí)現(xiàn)更多的狀態(tài)，甚至是連續(xù)的無(wú)窮多狀態(tài)，但需要更復(fù)雜的配套電路。另外，如果不改變誤差放大器增益，改變圖2中R、C的值也可以達(dá)到類(lèi)似的效果。其設(shè)計(jì)思路總是兩點(diǎn):在穩(wěn)定輸出時(shí)，切換到穩(wěn)定工作環(huán)路狀態(tài)，而輸出失去穩(wěn)定時(shí)，切換到能使輸出更快恢復(fù)的環(huán)路狀態(tài)。
[0018]圖3是兩種波形的對(duì)比圖，圖中的實(shí)線(xiàn)為傳統(tǒng)的電路的輸出波形，而虛線(xiàn)是本實(shí)用新型方案的輸出波形。在時(shí)刻B點(diǎn)，負(fù)載突然加重，導(dǎo)致輸出下降，正常的情況下，波形沿實(shí)線(xiàn)所示下降，直到反饋電緩慢提升，并重終恢復(fù)。而在本實(shí)用新型的電路中，當(dāng)輸出波形下降到C點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)誤差放大器轉(zhuǎn)入不穩(wěn)定的高增益狀態(tài)，迅速阻止輸出下降，并抬升輸出，當(dāng)輸出升高到高于D點(diǎn)時(shí)，誤差放大器恢復(fù)穩(wěn)定工作狀態(tài)，以保證輸出最終能恢復(fù)穩(wěn)定輸出。D點(diǎn)的電壓等于或略高于C點(diǎn)，但均低于A點(diǎn)電壓。
[0019]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于DC-DC變換電路的誤差放大器，其特征在于，包括P-MOS管MUP-MOS管M2、N-MOS 管 M3、N-MOS 管 M4、N_M0S 管 M5、N_M0S 管 M6、P_M0S 管 M7、P_M0S 管 M8、N_M0S 管 M9、P-MOS管M10、N-M0S管Mll以及P-MOS管M12 ;所述P-MOS管Ml的源極和P-MOS管M2的源極與偏置電流連接，所述P-MOS管Ml的柵極與反饋電壓連接，所述P-MOS管M2的柵極與基準(zhǔn)電壓連接；所述P-MOS管Ml的漏極分別與N-MOS管M3的漏極，以及N-MOS管M5的柵極連接；所述P-MOS管M2的漏極分別與N-MOS管M4的漏極，N-MOS管M6的柵極，以及N-MOS管M9的柵極連接；所述N-MOS管M3的柵極與其漏極連接；所述N-MOS管M4的柵極與其漏極連接；所述N-MOS管M5的漏極分別與P-MOS管M7的漏極和柵極連接，所述N-MOS管M6的漏極與P-MOS管M8的漏極連接，所述N-MOS管M9的漏極分別與P-MOS管MlO的漏極，以及連接N-MOS管Mll的柵極連接；所述P-MOS管M7的源極分別與P-MOS管M8的源極、P-MOS管MlO的源極、以及P-MOS管M12的源極連接；；所述P-MOS管M7的柵極分別與P-MOS管M8的柵極、P-MOS管MlO的柵極、以及P-MOS管M12的柵極連接；所述N-MOS管Mll的漏極與P-MOS管M12的漏極連接；所述N-MOS管Mll的源極與電阻R和電容C之間的連接點(diǎn)J連接；所述電阻R的另一端與電路輸出端連接，所述電容C的另一端與電路接地端連接；所述N-MOS管M3的源極、N-MOS管M4的源極、N-MOS管M5的源極、N-MOS管M6的源極以及N-MOS管M9的源極與電路接地端連接；其中，所述N-MOS管M9與N-MOS管M5的長(zhǎng)寬比值大于所述P-MOS管MlO與P-MOS管M7的長(zhǎng)寬比值。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公布了一種基于DC-DC變換電路的誤差放大器，包括P-MOS管M1、P-MOS管M2、N-MOS管M3、N-MOS管M4、N-MOS管M5、N-MOS管M6、P-MOS管M7、P-MOS管M8、N-MOS管M9、P-MOS管M10、N-MOS管M11以及P-MOS管M12。本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需在傳統(tǒng)的電路基礎(chǔ)上作出相應(yīng)的改進(jìn)，即可達(dá)到明顯的效果，無(wú)需額外的器件，也無(wú)需使用高成本的輸出大電容，就可以明顯地減緩輸出電壓的下降，又不會(huì)影響輸出的穩(wěn)定性。
【IPC分類(lèi)】H03F3-45
【公開(kāi)號(hào)】CN204425282
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520073971
【發(fā)明人】吳翔宇, 陳芳, 蘇夢(mèng)云
【申請(qǐng)人】無(wú)錫松朗微電子有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年2月2日