一種低功耗電源電路的製作方法

2023-05-14 07:15:36

本發明屬於集成電路設計領域，關於一種電源電路，特別地涉及到一種低功耗電源電路。

背景技術：

在模擬集成電路中，電源電路是最基本的模塊之一，為晶片不同模塊提供穩定、大小合適的電源。在近些年中可攜式電子設備發展極其迅猛，對晶片低功耗的需求極大。本發明提供一種低功耗電源電路結構，其靜態功耗極低，同時具有集成度高、實現面積小的優勢。

技術實現要素：

鑑於對低功耗、小型化的電源電路的應用需要，本發明提供了一種低功耗電源電路。

本發明的上述目的，將通過以下技術方案得以實現：

一種低功耗電源電路包括電壓比較器、電壓調節電路、功率管和反饋網絡。電壓比較器的反相輸入端連接參考電壓Vref，同相輸入端連接對輸出電壓VOUT分壓的反饋網絡輸出Vfb，電壓比較器的輸出端與電壓調節電壓電路的反向器輸入端連接；比較器的輸出經過電壓調節電路輸出到功率管M3的柵極；功率管M3的漏極連接由MOS構成的反饋網絡。

進一步地，所述電壓調節電路，其特徵在於，所述電壓調節電路包括反相器INV、NMOS管M1、NMOS管M2；所述反相器INV的輸入與比較器Comp的輸出連接，反相器INV的高電壓端接電源，反相器INV的輸出與功率管M3的柵極連接，反相器INV的低電壓端連接NMOS管M1的漏極，NMOS管M1的源極接NMOS管M2的漏極，NMOS管M2的源極接地，NMOS管M1的柵極和NMOS管M2的柵極均連接到偏置電壓Vbias。

進一步地，所述的功率管NMOS管M3的柵極與電壓調節電路的輸出端連接，功率管M3的漏極與電源相接，功率管M3的源極與反饋網絡的NMOS管M4的漏極相連接。

進一步地，所述反饋網絡，其特徵在於，所述NMOS管M4的漏極和柵極與功率管M3的源極相連接，NMOS管M4的源極與NMOS管M5的漏極連接這，NMOS管M5的柵極與NMOS管M4的柵極連接，NMOS管M5的源極與NMOS管M6的漏極連接，NMOS管M6的源極與NMOS管M7的漏極連接，NMOS管M7的源極接地，NMOS管M6的柵極、NMOS管M7的柵極連接均連接到NMOS管M6的漏極，電壓比較器的正相輸入端與NMOS管M5的源極、NMOS管M6的漏極連接。

本發明的提供的技術方案有益效果在於：本發明所提供的一種低功耗的電源電路，結構簡單採用了MOS管級連的反饋網絡，使用電壓比較器為功率管提供一個控制信號，並加入電壓調節電路，最終使電源電路輸出電壓穩定；此電路結構有效的控制了晶片面積的開銷，同時能很好控制整個電路的功耗，特別適合應用在低功耗、極低功耗的要求環境下。

以下便結合實施例附圖，對本發明提供的技術方案的具體實施方式作進一步的說明，以便使得本發明更容易理解、實施。

附圖說明

圖1 本發明提出的低功耗電源電路結構。

具體實施方式

具體實施方式將進一步對本發明的精神進行說明，在此本發明的示意性實施例及說明用於解釋本發明，但是不能認為是對本發明的限定。

如圖1所示，低功耗電源電路包括電壓比較器、電壓調節電路、功率管和反饋網絡。電壓比較器的反相輸入端連接參考電壓Vref，同相輸入端連接對輸出電壓VOUT分壓的反饋網絡輸出Vfb，電壓比較器的輸出端與電壓調節電壓電路的反向器輸入端連接；比較器的輸出經過電壓調節電路輸出到功率管M3的柵極；功率管M3的漏極連接由MOS構成的反饋網絡。

所述電壓調節電路，其特徵在於，所述電壓調節電路包括反相器INV、NMOS管M1、NMOS管M2；所述反相器INV的輸入與比較器Comp的輸出連接，反相器INV的高電壓端接電源，反相器INV的輸出與功率管M3的柵極連接，反相器INV的低電壓端連接NMOS管M1的漏極，NMOS管M1的源極接NMOS管M2的漏極，NMOS管M2的源極接地，NMOS管M1的柵極和NMOS管M2的柵極均連接到偏置電壓Vbias。

所述的功率管NMOS管M3的柵極與電壓調節電路的輸出端連接，功率管M3的漏極與電源相接，功率管M3的源極與反饋網絡的NMOS管M4的漏極相連接。

所述反饋網絡，其特徵在於，所述NMOS管M4的漏極和柵極與功率管M3的源極相連接，NMOS管M4的源極與NMOS管M5的漏極連接這，NMOS管M5的柵極與NMOS管M4的柵極連接，NMOS管M5的源極與NMOS管M6的漏極連接，NMOS管M6的源極與NMOS管M7的漏極連接，NMOS管M7的源極接地，NMOS管M6的柵極、NMOS管M7的柵極連接均連接到NMOS管M6的漏極，電壓比較器的正相輸入端與NMOS管M5的源極、NMOS管M6的漏極連接。

工作原理：本發明設計的低功耗電源電路，電壓比較器的同相輸入端連接輸出電壓VOUT經MOS管分壓的反饋電壓，比較器反相輸入器連接參考電壓，當反饋電壓高於或低於參考電壓時，比較器輸出電源電壓或地電平；在電壓調節電路中反相器的高電壓端接電源，低電壓端連接由NMOS管M1、M2串聯的偏置電路，這樣比較器輸出的電壓經過電壓調節電路後跳變波動範圍有減小，並通過合理的偏置電流大小控制最小輸出電壓，能保證功率管NMOS管M3能快速響應；當輸出電壓較高時，比較器輸出高電平，經電壓調節電路輸出低電平，控制NMOS管M3導通能力減弱甚至關閉，這樣VOUT結點電壓會隨之下降，當輸出電壓較低時，比較器輸出低電平，經電壓調節電路輸出高電平，控制NMOS管M3導通，這樣VOUT結點電壓會隨之升高，達到一個反饋的調節目的，從而保證輸出電壓穩定。

對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出各種具體變形和組合，這些變形和組合也應視為本發明的保護範圍。