電壓調節器的製作方法

2023-07-09 23:43:01

本發明涉及具有測試電路的電壓調節器。

背景技術：

電壓調節器的重要特性是不振蕩。

圖5是示出以往的電壓調節器的電路圖。

以往的電壓調節器600具有差動放大電路60、作為相位補償電路的電阻61和電容62、電流源63、分壓電阻電路64、pmos電晶體65、輸出電晶體66和基準電壓電路67。

相位補償電路通過使形成的零點在低頻處產生，響應性良好，且即使是較小的輸出電容也穩定進行動作(例如，參照專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2004-62374號公報

但是，以往的電壓調節器存在如下課題：在製造工序中實施的測試中，對於位於電路內部的相位補償電路等，難以直接測試氧化膜異常、觸點連接不良等元件單體的不良。

例如，如果對相位補償電路設置測試端子，則存在如下課題：因測試用焊盤而使晶片面積增大，並且由於測試用焊盤的寄生電容成分，導致相位補償電路的性能受損。

技術實現要素：

本發明鑑於上述課題，其目的在於提供一種能夠在不新設置測試用焊盤的情況下對相位補償電路進行測試的電壓調節器。

為了解決以往的課題，本發明的電壓調節器設為如下結構。

構成為具有：第一輸出端子和第二輸出端子，且具有：分壓電路，其設置於第二輸出端子，輸出基於輸出電壓的反饋電壓；差動放大器，其對基準電壓和反饋電壓進行比較；輸出電晶體，該輸出電晶體的漏極與第一輸出端子連接，根據基於輸入到源極的電源電壓和輸入到柵極的差動放大器的輸出電壓的電壓，輸出輸出電壓；相位補償電路和相位補償電容測試電路，它們設置於差動放大器的輸出端子；以及負電壓檢測電路，其設置於第二輸出端子，負電壓檢測電路在檢測到所述第二輸出端子成為了負電壓時，輸出檢測信號，相位補償電容測試電路接收負電壓檢測電路的檢測信號並將充入到相位補償電容的電荷釋放到接地端子。

根據本發明的電壓調節器，由於在相位補償電路處具有相位補償電容測試電路，在外部輸出電壓調整端子處具有負電壓檢測電路，所以能夠不損害作為調節器的穩定性地進行相位補償電容的測試，且無需追加測試用焊盤，因此晶片面積不增加。

附圖說明

圖1是示出本發明第一實施方式的電壓調節器的一例的電路圖。

圖2是示出本發明第一實施方式的電壓調節器的另一例的電路圖。

圖3是示出本發明第二實施方式的電壓調節器的一例的電路圖。

圖4是示出本發明的二級放大的電壓調節器的一例的電路圖。

圖5是示出以往的電壓調節器的電路圖。

標號說明

104：外部輸出電壓調整端子；105：導通/截止端子；17：基準電壓電路；10：差動放大電路；13、23、31：恆流電路；14：分壓電路；20、40：相位補償電容測試電路；30：負電壓檢測電路。

具體實施方式

[第一實施方式]

圖1是示出第一實施方式的電壓調節器的一例的電路圖。

第一實施方式的電壓調節器100具有基準電壓電路17、差動放大電路10、形成放大級的pmos電晶體15和恆流電路13、分壓電路14、作為相位補償電路的相位補償電阻11和相位補償電容12、輸出電晶體16、相位補償電容測試電路20、負電壓檢測電路30、地端子101、電源端子102、輸出端子103和外部輸出電壓調整端子104。

差動放大電路10的同相輸入端子與基準電壓電路17連接，反相輸入端子與分壓電路14的輸出端子連接，輸出端子與pmos電晶體15的柵極連接。相位補償電路和相位補償電容測試電路20連接在差動放大電路10的輸出端子和pmos電晶體15的漏極之間。pmos電晶體15和恆流電路13串聯連接在電源端子102和地端子101之間。輸出電晶體16的柵極與pmos電晶體15的漏極連接，源極與電源端子102連接，漏極與輸出端子103連接。分壓電路14連接在外部輸出電壓調整端子104和地端子101之間。負電壓檢測電路30連接在外部輸出電壓調整端子104和相位補償電容測試電路20之間。

相位補償電容測試電路20具有恆流電路23、及開關電晶體21和22。開關電晶體21設置於相位補償電阻11和相位補償電容12之間。串聯連接的開關電晶體22和恆流電路23設置於相位補償電容12和地端子101之間。開關電晶體21和22的柵極與相位補償電容測試電路20的輸入端子連接。設相位補償電容12與相位補償電容測試電路20的連接點為節點va。

負電壓檢測電路30具有恆流電路31、耗盡型nmos電晶體32和形成信號的反相器電路33、34。耗盡型nmos電晶體32的柵極與外部輸出電壓調整端子104連接，漏極經由恆流電路31與電源端子102連接，源極與地端子101連接。串聯連接的反相器電路33和34設置於耗盡型nmos電晶體32的漏極和相位補償電容測試電路20的輸入端子之間。

接著，對第一實施方式的電壓調節器100的動作進行說明。

電壓調節器100除負電壓檢測電路30和相位補償電容測試電路20以外，是通常的電壓三級放大的電壓調節器，因此省略詳細的說明。

負電壓檢測電路30檢測外部輸出電壓調整端子104的電壓。在對外部輸出電壓調整端子104施加正電壓時，耗盡型nmos電晶體32的電流比恆流電路31的電流大，所以負電壓檢測電路30將低電平信號輸出到輸出端子。在對外部輸出電壓調整端子104施加負電壓時，耗盡型nmos電晶體32的電流比恆流電路31的電流小，所以負電壓檢測電路30將高電平信號輸出到輸出端子。

在通常動作時，輸出端子103和外部輸出電壓調整端子104是相連接的。由於外部輸出電壓調整端子104被施加了輸出端子103的正電壓，所以負電壓檢測電路30將低電平信號輸出到輸出端子。相位補償電容測試電路20在接收到低電平信號時，開關電晶體21成為導通狀態，開關電晶體22成為截止狀態。因此，由於相位補償電阻11和相位補償電容12相連接，所以電壓調節器100能夠確保通常的動作。

接著，對相位補償電路的測試進行說明。

外部輸出電壓調整端子104與輸出端子103斷開，從外部連接電壓源。首先，從電壓源對外部輸出電壓調整端子104施加正電壓，例如施加電壓調節器100所設定的輸出電壓，使電壓調節器100為通常的工作狀態。

然後，將電壓源的電壓變更為0v。由於柵極被施加了0v的電壓的耗盡型nmos電晶體32的電流比恆流電路31的電流大，所以負電壓檢測電路30輸出低電平信號，相位補償電容測試電路20不進行動作。這裡，由於分壓電路14的輸出為0v，所以差動放大電路10輸出高電平信號(≒vdd)，pmos電晶體15成為截止狀態。因此，節點va的電壓為高電平(≒vdd)，所以相位補償電容12被充電。

在對相位補償電容12進行充分充電後，將電壓源的電壓變更為負電壓。由於耗盡型nmos電晶體32成為截止狀態，所以負電壓檢測電路30輸出高電平信號。由於開關電晶體21截止，開關電晶體22導通，所以相位補償電容測試電路20成為測試狀態。由於在測試狀態下，節點va與恆流電路23連接，所以相位補償電容12通過恆流電路23而放出放電電流，直到節點va的電壓成為0v為止。在設相位補償電容12的電容值為c、在恆流電路23中流過的電流為ic、電源端子102的電壓為vdd時，電流流過的時間tt通過以下的式子表示。

tt＝c×(vdd)/ic

因此，根據電路整體的消耗電流來測量電流ic流過的時間tt，由此能夠進行相位補償電容12的連接不良的測試。

例如，如上述那樣切換外部的電壓源的電壓，在切換為負電壓的前後測量消耗電流，能夠根據消耗電流增加恆流電路23的電流ic的期間是期望的時間tt，進行合格品的判斷。

此外例如，在將外部的電壓源的電壓切換為負電壓的前後測量出的消耗電流沒有差異的情況下，能夠檢測相位補償電容12的觸點的連接不良。

如以上所說明那樣，第一實施方式的電壓調節器100能夠在不損害作為調節器的穩定性的情況下進行相位補償電容12的測試，且無需追加測試用焊盤，所以晶片面積不增加。並且，由於使用外部輸出電壓調整端子104，所以在組裝到封裝後的出廠檢查中也能夠進行測試。

圖2是示出本發明第一實施方式的電壓調節器的另一例的電路圖。

如圖2的電壓調節器200所示，負電壓檢測電路30的恆流電路31可以不與電源端子102連接，而是與輸出端子103連接。

在這樣構成時，具有如下效果：在負電壓檢測電路30檢測出負電壓時，恆流電路31的電流不會影響到消耗電流。並且，通過將恆流電路31與輸出端子103連接，能夠獲得如下效果：在通常動作時發揮輸出負載的作用，在無負載時使輸出電壓穩定。此外，還具有如下效果：能夠在高溫時抑制由輸出電晶體16的漏電流引起的輸出電壓的上升。

[第二實施方式]

圖3是示出本發明第二實施方式的電壓調節器的一例的電路圖。第二實施方式的電壓調節器300相比圖1的電壓調節器100，將相位補償電容測試電路20變更為相位補償電容測試電路40，並追加了導通/截止端子105、or電路41、nmos電晶體42和反相器電路43。

相位補償電容測試電路40將開關電晶體22與恆流電路23的連接點作為輸出端子。反相器電路43的輸入端子與導通/截止端子105連接。or電路41的輸入端子連接有反相器電路43的輸出端子和相位補償電容測試電路40的輸出端子，輸出端子與nmos電晶體42的柵極連接。nmos電晶體42的漏極與輸出端子103連接，源極與地端子101連接。

在通常動作時，導通/截止端子105輸入高電平信號，反相器電路43輸出低電平信號。相位補償電容測試電路40從輸出端子輸出低電平信號。因此，or電路41輸出低電平信號，nmos電晶體42截止。

此外，在嚮導通/截止端子105輸入了低電平信號時，or電路41輸出高電平信號而使nmos電晶體42導通，釋放外裝的輸出電容的電荷。

在相位補償電路的測試時，開關電晶體22導通，所以相位補償電容測試電路40的輸出端子輸出的信號根據相位補償電容12的狀態而發生變化。

在相位補償電容12的狀態正常時，節點va的電壓為高電平，所以相位補償電容測試電路40從輸出端子輸出高電平信號。or電路41輸出高電平信號，使nmos電晶體42為導通狀態。這時，電流從輸出端子103流向nmos電晶體42，所以消耗電流增加。

在相位補償電容12為連接不良時，相位補償電容測試電路40從輸出端子輸出低電平信號，nmos電晶體42維持截止狀態，因此消耗電流不增加。

因此，電壓調節器300根據消耗電流的大小來判定相位補償電容12的合格與否，所以能夠容易地進行測試。

如以上所說明那樣，本發明的電壓調節器在相位補償電路處具有相位補償電容測試電路，在外部輸出電壓調整端子處具有負電壓檢測電路，因此能夠不損害作為調節器的穩定性地進行相位補償電容的測試，且無需追加測試用焊盤，因此晶片面積不增加。並且，由於使用外部輸出電壓調整端子，所以在組裝到封裝以後的出廠檢查中也能夠進行測試。

另外，本發明的電壓調節器不限於上述電路圖，可以在不脫離本發明主旨的範圍內進行各種變更。

例如，在以上實施方式中以電壓三級放大的電壓調節器為例，但也可以是電壓二級放大的電壓調節器。圖4示出電壓調節器400的電路圖，作為在二級放大的電壓調節器中應用了本發明的例子。