[發明專利]電壓產生電路

有效

• 申請號: 201210282281.5
• 申請日: 2012-08-09
• 公開（公告）號: CN102955491A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 中島伸吾
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李蘭;孫志湧

相關申請交叉引用

本申請基于2011年8月11日提交的日本專利申請No.2011-175775，并且要求其優先權，其公開通過整體引用而合并于此。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路的電源電路，并且特別涉及調節器電路。

背景技術

在現有技術中，降壓調節器已用于降低半導體內部電路中的電流消耗并不將大于或等于內部電源電壓的額定值的電壓施加至內部電路。但是出現的問題是，當降低提供至調節器的電壓時，來自調節器的輸出電壓會降低，這會使內部電路的運行不穩定。因此，以下配置產生了一種穩定地提供內部電源電壓，同時又能降低功耗的技術。該配置是當外部電源電壓超過內部電源電壓的額定值時，通過調節器電路降低的電壓被提供作為內部電源電壓，而當外部電源電壓小于或等于內部電源電壓的額定值時，停用調節器電路且直接由外部電源線提供內部電源電壓。現有技術公開于日本未審專利申請公布No.2000-339042中。

日本未審專利申請公布No.2000-339042旨在降低半導體集成電路中的電流消耗并穩定地提供內部電源電壓，并且特征在于包括調節功能，該功能用于從作為向半導體集成電路供電的外部電源向內部電路提供穩定的電壓。具體而言，當內部電源電壓超過內部電源電壓的額定值時，通過調節器電路降低的電壓被提供作為內部電源電壓。當外部電源電壓小于或等于內部電源電壓的額定值時，停用調節器電路并且直接由外部電源線提供內部電源電壓。

圖8示出公開于日本未審專利申請公布No.2000-339042中的電壓產生電路的配置。電壓產生電路100p包括向其傳輸外部電源電壓VCE的外部電源線10p、用于將內部電源電壓Vcc提供至負載的內部電源線20p、將外部電源線10p作為內部端子并從輸出端子輸出作為內部電源電壓Vcc的額定值的3.3V的調節器電路30p，以及電壓開關晶體管50p，其根據節點Na的電壓電平來激活并連接外部電源線10p和內部電源線20p。

調節器電路30p還包括輸出控制端子CNT。當H電平信號輸入至輸出控制端子CNT時，停用調節器電路30p并且停止為輸出端子OUT產生輸出電壓（3.3V）。因此，根據節點Na的電壓電平來互補地激活調節器電路30p和電壓開關晶體管50p之一。

電壓產生電路100p還包括比較器40p，其用于根據外部電源電壓VCE來確定Na的電壓電平。比較器40p在外部電源電壓VCE大于參考電壓V1時將H電平輸出至節點Na。比較器40p由使用運算放大器的差分放大器電路等構成。參考電壓V1可以被設定為大于內部電源電壓Vcc的額定值并小于外部電源電壓的峰值的電壓。在圖6中，參考電壓例如被設定為3.9V。電壓產生電路100p還包括電容器Ci和Co，它們用于穩定外部電源線10p和內部電源線20p的電壓。

在電壓產生電路100p中，當外部電源電壓VCE是3.3V（≤V1：V1或更小）時，外部電源線10p和內部電源線20p通過導通電壓開關晶體管50p而連接在一起，同時停用調節器電路30p并停止由比較器40p通過將節點Na的電壓降至L電平而產生輸出電壓。然后，當外部電源電壓VCE是3.3V時，通過外部電源線10p直接將內部電源電壓提供給內部電源線20p。

另一方面，當外部電源電壓VCE是5V（≥V1：V1或更大）時，通過比較器40p將H電平輸出至節點Na。這就激活了調節器電路30p的運行，而截止電壓開關晶體管50p。因此，當外部電源電壓VCE是5V時，阻斷內部電源線20p以及外部電源線10p，并且將來自調節器電路30p的輸出電壓提供給內部電源線20p。

如上所述，以下配置能使電壓產生電路100p穩定地提供內部電源電壓，同時又能降低整個電路的功耗。該配置是在外部電源電壓超過內部電源電壓的額定值時，由調節器電路降低的電壓被提供作為內部電源電壓。當外部電源電壓是內部電源電壓的額定值時，停用調節器電路且直接從外部電源線提供內部電源電壓。

但是，日本未審專利申請公布No.2000-339042中公開的方法存在的問題在于來自調節器的輸出電壓很容易在降壓調節器和直接從外部電源線提供內部電源電壓的裝置之間進行切換時發生波動。換言之，存在問題是外部電源電壓中的波動會在調節器的輸出電壓中產生波動。原因在于例如，當外部電源電壓VCE小于參考電壓V1時，調節器電路30p和電壓開關晶體管50p根據節點Na的電壓電平而互補地激活，由于電壓開關晶體管50p截止直至調節器電路30p激活的過程中會產生時滯，并且因此使內部電源電壓Vcc波動。