[發明專利]可配置片上低壓差線性穩壓器

有效

• 申請號: 201410099580.4
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN104122920A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 朱樟明;張鵬;劉馬良;楊銀堂;陳新樂
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;安利霞

技術領域

本發明涉及集成穩壓器設計領域，特別涉及一種可配置片上低壓差線性穩壓器。

背景技術

穩壓器廣泛應與于各種各樣的手持設備和便攜設備。隨著設備種類的多樣化及功能的復雜化，對電源模塊的功耗與穩定性提出越來越苛刻的要求，低壓差線性穩壓器因其具有轉化率高、紋波抑制能力強、成本低、易集成等優勢受到了不斷研究。

低壓差線性穩壓器主要由基準產生電路、誤差放大器、功率管和反饋網絡四部分構成。基準產生電路產生一個與溫度和電源電壓無關的參考電壓，輸入誤差放大器同相輸入端，誤差放大器輸出接功率管柵極，功率管輸出端（也即穩壓器輸出端）接反饋網絡，反饋網絡一般由電阻構成，反饋網絡輸出接誤差放大器反相輸出端，形成負反饋，從而保證整個穩壓器輸出電壓的穩定。

傳統的低壓差線性穩壓器主要重視穩壓器對負載動態變化的瞬態響應速度及環路穩定性，而沒有考慮穩壓器因工藝失配而引起的失調甚至失效問題。對于模數轉換器（ADC）或片上系統芯片（SoC）等芯片，穩壓器只是其中一個很小的模塊，但穩壓器輸出電壓的精度直接影響到系統的性能。如果穩壓器輸出誤差太大，將有可能導致整個芯片不能正常工作，給企業或單位造成重大損失。另外，傳統穩壓器在片內基準電壓產生電路失效的情況下將會癱瘓，使穩壓器的成品率限制在基準成品率之下。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可配置片上低壓差線性穩壓器，解決了在片內基準電壓產生電路失效的情況下引起的芯片癱瘓的問題，提高系統芯片的流片成功率。

為了解決上述問題，本發明實施例提供一種可配置片上低壓差線性穩壓器，包括：基準選擇電路、與所述基準選擇電路連接的前置穩壓器以及與所述前置穩壓器連接的主穩壓器；其中，

所述基準選擇電路用于從多路輸入基準電壓中選擇一路輸入基準電壓，輸出給所述前置穩壓器；

所述前置穩壓器用于對所述基準電壓進行穩壓和修調，并輸出第一電壓給所述主穩壓器；

所述主穩壓器用于對所述第一電壓進行穩壓和修調，得到第二電壓并輸出。

其中，所述基準選擇電路包括：

用于產生參考電壓的參考電壓產生電路；

分別與所述參考電壓產生電路和一外部輸入基準電壓連接，用于將所述參考電壓與所述外部輸入基準電壓進行比較，并輸出控制信號的比較器；

分別與所述比較器、一外部輸入基準電壓和一內部輸入基準電壓連接，用于根據所述比較器輸出的控制信號選擇內部輸入基準電壓或外部輸入基準電壓并輸出給所述前置穩壓器的選擇器。

進一步的，所述參考電壓產生電路包括：第一電阻R1、第二電阻R2和第一MOS管M11；其中，

所述第一電阻R1和第二電阻R2串聯后連接所述第一MOS管M11的漏極，所述第一MOS管M11的源極接地，所述第一MOS管M11的柵極接第一使能控制信號EN，所述第一電阻R1和所述第二電阻R2的連接處輸出所述參考電壓COMP_REF。

進一步的，所述比較器包括：第二MOS管M12、第三MOS管M13、第四MOS管M14、第五MOS管M15、第六MOS管M16、第七MOS管M17、第八MOS管M18、第九MOS管M19、第十MOS管M110、第十一MOS管M111、第十二MOS管M112和第十三MOS管M113；其中，

所述參考電壓COMP_REF接所述第四MOS管M14的柵極，外部基準電壓EX_VREF接所述第五MOS管M15的柵極，所述第四MOS管M14和所述第五MOS管M15的漏極接由所述第二MOS管M12和所述第三MOS管M13構成的電流鏡負載，所述第四MOS管M14和所述第五MOS管M15的源極連接后與所述第六MOS管M16的漏極連接，所述第六MOS管M16的源極接地，所述第三MOS管M13和所述第五MOS管M15的漏極連接并輸出第一級比較電壓；

所述第一級比較電壓接所述第十MOS管M110的柵極，所述第十MOS管M110的漏極與所述第十一MOS管M111的漏極連接，并輸出給所述第十二MOS管M112和所述第十三MOS管M113的柵極，所述第十二MOS管M112和所述第十三MOS管M113的漏極相連輸出第一控制信號OUT_P，第一控制信號OUT_P連接一反相器輸出第二控制信號OUT_N；