[實用新型]一種低成本、超低功耗穩壓器

有效

• 申請號: 201821780097.2
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN209560384U
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 劉華;盧昌鵬
• 申請（專利權）人: 上海海櫟創微電子有限公司
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 代理公司: 上海啟核知識產權代理有限公司 31339
• 代理人: 王仙子

本實用新型屬于集成電路技術領域，具體涉及一種低成本、超低功耗穩壓器。包括電壓基準電路和輸出緩沖級，所述電壓基準電路與啟動電路連接，所述輸出緩沖級連接在所述電壓基準電路的輸出端，所述輸出緩沖級輸出端接負載，所述電壓基準電路產生的基準電壓是正溫度系數電壓和負溫度系數電壓之和，所述輸出緩沖級包括兩個MOS管MNAT0和MNAT1；功耗與面積通常是模擬集成電路設計中的一對矛盾體，而本實用新型通過使用電壓基準電路和輸出緩沖級構成的穩壓器，取消傳統低功耗低壓差線性穩壓器結構中的誤差放大器、電阻反饋網絡電路及環路補償電路，降低了設計的復雜性，以超低的功耗、較小的芯片面積實現了適用于SoC休眠模式下供電的穩壓器。

技術領域

本實用新型屬于集成電路技術領域，具體涉及一種低成本、超低功耗穩壓器。

背景技術

隨著CMOS工藝技術的不斷進步，將微處理器、模擬IP核、數字IP核、存儲器及各種接口集成在單一芯片上的SoC，因其在性能、成本、功耗、可靠性等方面的優勢，取得了快速的發展。在實際應用中，運行不同的工作模式，SoC中的功能模塊對電源的要求有所不同，因此根據不同的工作要求實時動態地管理SoC芯片內部電源系統的供電狀態可以減少不必要的功耗，提高系統的能源利用率。

SoC系統進入休眠模式后可能只有微安級的電流消耗，這要求在休眠模式為SoC系統供電的穩壓器具有超低功耗，通常的方案為低功耗低壓差線性穩壓器，其由電壓基準電路、誤差放大器、串聯調整管及電阻反饋網絡構成。為了實現超低功耗，電路具有很低的偏置電流，這增加了實現穩壓器環路穩定的難度，而所需較大的補償電容又會增加芯片的面積、降低穩壓器的負載瞬態響應。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種低成本、超低功耗穩壓器，以解決上述背景技術中提出的傳統結構具有的較高的電路復雜性、較大的芯片面積及功耗等問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種低成本、超低功耗穩壓器，包括電壓基準電路和輸出緩沖級，所述電壓基準電路與啟動電路連接，所述輸出緩沖級連接在所述電壓基準電路的輸出端，所述輸出緩沖級輸出端接負載。

優選的，所述電壓基準電路產生的基準電壓是正溫度系數電壓和負溫度系數電壓之和。

優選的，所述負溫度系數電壓由兩個MOS管MN3和MN4提供，所述MOS管MN4的柵極和漏極相連，其源極連接在所述MOS管MN3的柵極和漏極上，所述MOS管MN3的源極接地。

優選的，基準電壓

其中V_PTAT為正溫度系數電壓，V_CTAT為負溫度系數電壓，m為MOS管MP5、MP6與MOS管MP1、MP3構成Cascode電流鏡的比例系數，即m＝(W/L)_MP5/(W/L)_MP1＝(W/L)_MP6/(W/L)_MP3,ΔV_GS為MOS管MN0的柵源電壓與MOS管MN1的柵源電壓的差值，即ΔV_GS＝V_GS，MN0-V_GS，MN1，R0、R1為電阻阻值，V_GS,MN3為MOS管MN3的柵源電壓，V_GS,MN4為MOS管MN4的柵源電壓。

優選的，所述負溫度系數電壓由兩個MOS管MP7和MN3提供，所述MOS管MP7的柵極和漏極與所述MOS管MN3的柵極和漏極連接在一起，所述MOS管MP7的源極與R1連接，所述MOS管MN3的源極接地。

優選的，基準電壓