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电压调节器

阅读：1025发布：2020-08-26

IPRDB可以提供电压调节器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种电压调节器。电压调节器的一实施例中，差动放大器接收参考电压以及反馈电压，以根据反馈电压与参考电压之间的电压差来产生控制信号。输出晶体管，其第一端耦接至电源电压，控制端耦接至所述差动放大器且用于接收控制信号，以及第二端耦接至输出端。电压反馈电路，耦接于输出端与接地电压之间，用于产生反馈电压。放电晶体管，其第一端耦接至接地电压，控制端耦接至第一控制信号，以及第二端透过所述电压反馈电路内的第一电阻耦接至输出端。本发明提供的电压调节器可维持良好的静电放电性能以及可实现快速关机。，下面是电压调节器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电压调节器，包含：

差动放大器，用于接收参考电压以及反馈电压，根据所述反馈电压与所述参考电压之间的电压差产生控制信号；

输出晶体管，具有耦接至电源电压的第一端，耦接至所述差动放大器且用于接收所述控制信号的控制端，以及耦接至输出端的第二端；

电压反馈电路，具有串接于所述输出端和第一节点之间的第一电阻和第二电阻，以及耦接于所述第一节点与接地电压之间的第三电阻，用于在所述第一节点产生所述反馈电压；以及放电晶体管，具有耦接至所述接地电压的第一端，耦接至第一控制信号的控制端，以及透过所述第一电阻耦接至所述输出端的第二端，其中，所述第一电阻作为所述放电晶体管的静电放电保护电阻。

2.如权利要求1所述之电压调节器，其特征在于，所述电压调节器是低压差调节器。

3.如权利要求1所述之电压调节器，其特征在于，所述输出晶体管是PMOS晶体管，以及所述放电晶体管是NMOS晶体管。

4.如权利要求1所述之电压调节器，其特征在于，在关机模式期间，根据所述第一控制信号所述放电晶体管被导通以将所述输出端的电压拉至所述接地电压。

5.如权利要求4所述之电压调节器，其特征在于，在所述关机模式期间，所述差动放大器被断开，使得所述输出晶体管被断开。

6.一种电压调节器，包含：

差动放大器，用于接收参考电压以及反馈电压，根据所述反馈电压与所述参考电压之间的电压差产生控制信号；

输出晶体管，具有耦接至电源电压的第一端，耦接至所述差动放大器且用于接收所述控制信号的控制端，以及耦接至输出端的第二端；

第一电阻，耦接于所述输出端与所述差动放大器之间；

第二电阻，耦接于接地电压与所述差动放大器之间；

第三电阻，具有耦接至所述输出端的第一端；以及

放电晶体管，耦接于所述第三电阻的第二端与所述接地电压之间，以及在关机模式期间根据第一控制信号将所述输出端的电压拉至所述接地电压，其中，所述第三电阻作为所述放电晶体管的静电放电保护电阻。

7.如权利要求6所述之电压调节器，其特征在于，所述差动放大器在所述关机模式期间被断开，使得所述输出晶体管相应地被断开。

8.如权利要求6所述之电压调节器，其特征在于，所述电压调节器是低压差调节器。

9.如权利要求6所述之电压调节器，其特征在于，所述输出晶体管是PMOS晶体管，以及所述放电晶体管是NMOS晶体管。

10.一种电压调节器，包含：

差动放大器，用于接收参考电压以及反馈电压，根据所述反馈电压与所述参考电压之间的电压差产生控制信号；

输出晶体管，具有耦接至电源电压的第一端，耦接至所述差动放大器且用于接收所述控制信号的控制端，以及耦接至输出端第二端；

第一电阻，具有耦接所述输出端的第一端与耦接所述差动放大器的第二端；

放电晶体管，具有耦接至所述接地电压的第一端，耦接至第一控制信号的控制端，以及耦接所述第一电阻的所述第二端的第二端，其中，所述第一电阻作为所述放电晶体管的静电放电保护电阻；以及第二电阻，具有直接连接所述输出端的第一端与耦接所述接地电压的第二端。

11.如权利要求10所述之电压调节器，其特征在于，在关机模式期间，所述放电晶体管根据所述第一控制信号将所述输出端的电压拉至所述接地电压，以及所述差动放大器被断开使得所述输出晶体管相应地被断开。

12.如权利要求10所述之电压调节器，其特征在于，所述电压调节器是低压差调节器。

13.如权利要求10所述之电压调节器，其特征在于，所述输出晶体管是PMOS晶体管，以及所述放电晶体管是NMOS晶体管。

说明书全文

电压调节器

技术领域

[0001] 本发明涉及电压参考电路，尤其是涉及能够快速关机(shutdown)的电压调节器。

背景技术

[0002] 精密电压参考电路是各种装置、系统以及设备的主要元件，各种装置、系统以及设备例如是便携式装置、仪器与测试设备、数据获取系统、医疗设备、伺服系统及其类似装置。电压参考电路是用于供应稳定与可靠的参考电压给其它电路或系统。类似地，低压差(low drop-out voltage，以下简称为LDO)调节器也同样被用于以精确与可靠的方式提供调节电压。一般而言，为了保证电源电压快速关机而不对装置、系统或设备产生负影响，需要快速关机装置以进行快速关机。然而，对于现有的LDO调节器而言，需要具有大面积的静电放电(electrostatic discharge，以下简称为ESD)装置来保护快速关机装置。此外，快速关机装置将成为ESD性能的瓶颈。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明提供一种可快速关机的电压调节器。

[0004] 依据本发明一实施例，电压调节器包含：差动放大器，用于接收参考电压以及反馈电压，根据反馈电压与参考电压之间的电压差产生控制信号；输出晶体管，具有耦接至电源电压的第一端，耦接至差动放大器且用于接收控制信号的控制端，以及耦接至输出端的第二端；电压反馈电路，具有串接于所述输出端和第一节点之间的第一电阻和第二电阻，以及耦接于所述第一节点与接地电压之间的第三电阻，用于在所述第一节点产生反馈电压；放电晶体管，具有耦接至接地电压的第一端，耦接至第一控制信号的控制端，以及透过第一电阻耦接至输出端的第二端，其中，所述第一电阻作为所述放电晶体管的静电放电保护电阻。

[0005] 依据本发明另一实施例，电压调节器包含：差动放大器，用于接收参考电压以及反馈电压，根据反馈电压与参考电压之间的电压差产生控制信号；输出晶体管，具有耦接至电源电压的第一端，耦接至差动放大器且用于接收控制信号的控制端，以及耦接至输出端的第二端；第一电阻，耦接于所述输出端与差动放大器之间；第二电阻，耦接于接地电压与差动放大器之间；第三电阻，具有耦接至输出端的第一端；以及放电晶体管，耦接于第三电阻的第二端与接地电压之间，以及在关机模式期间根据第一控制信号将输出端的电压拉至接地电压，其中，所述第三电阻作为所述放电晶体管的静电放电保护电阻。

[0006] 依据本发明另一实施例，电压调节器包含：差动放大器，用于接收参考电压以及反馈电压，根据反馈电压与参考电压之间的电压差产生控制信号；输出晶体管，具有耦接至电源电压的第一端，耦接至差动放大器且用于接收控制信号的控制端，以及耦接至输出端的第二端；第一电阻，具有耦接所述输出端的第一端与耦接所述差动放大器的第二端；以及放电晶体管，具有耦接至接地电压的第一端，耦接至第一控制信号的控制端，以及耦接第一电阻的第二端的第二端，其中，第二电阻作为放电晶体管的静电放电保护电阻；以及第二电阻，具有直接连接输出端的第一端与耦接接地电压的第二端。

[0007] 本发明提供的电压调节器包含透过电阻耦接至输出端的放电晶体管，并且放电晶体管耦接至接地电压，从而电压调节器可维持良好的静电放电性能以及实现快速关机。

附图说明

[0008] 图1显示根据本发明电压调节器的一实施例的示意图。

[0009] 图2显示根据本发明电压调节器的另一实施例的示意图。

[0010] 图3显示根据本发明电压调节器的又一实施例的示意图。

[0011] 图4显示根据本发明电压调节器的又一实施例的示意图。

具体实施方式

[0012] 在本说明书以及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件，本领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件，本说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则，在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含有”是开放式的用语，故应解释成“包含有但不限定于”，此外，“耦合”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段，因此，若文中描述第一装置耦合于第二装置，则代表第一装置可以直接电气连接于第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。

[0013] 阅读了下文对于附图所示实施例的详细描述之后，本发明对所属技术领域的技术人员而言将显而易见。

[0014] 图1显示根据本发明电压调节器的一实施例的示意图。如图所示，电压调节器100A包含差动放大器10，输出晶体管20，关机控制单元30，放电晶体管40，以及电压反馈电路(如包含电阻R1与R2的电阻串)。电压调节器100A是用于透过其输出端15提供稳定与可靠的输出电压VOUT至另一电路或系统(图未示)。差动放大器10包含第一输入端，用于接收参考电压VREF；第二输入端，用于接收反馈电压VFB；以及输出端，耦接至输出晶体管20的控制端。差动放大器10根据参考电压VREF与反馈电压VFB之间的电压差来产生控制信号12，以控制输出晶体管20。

[0015] 输出晶体管20包含第一端，耦接至电源电压VDD；控制端，耦接至来自差动放大器10的控制信号12；以及第二端，耦接至输出端15。本实施例中，输出晶体管20为PMOS晶体管。关机控制单元30产生控制信号S1与S2以控制放电晶体管40与差动放大器10的导通/断开。放电晶体管40根据来自关机控制单元30的控制信号S1选择性地将输出端
15的电压拉至接地电压。本实施例中，放电晶体管40为NMOS晶体管。电阻R1与R2是串联连接以形成电压反馈电路，藉此对输出电压VOUT进行分压以产生反馈电压VFB。本实施例中，电压反馈电路的电阻R1耦接于输出端15与节点N之间，电阻R2耦接于节点N与接地电压之间。位于电阻R1与R2间的节点N处的电压作为反馈电压VFB，以及电阻R1包含串联连接的电阻R1A与R1B。请注意，电阻R1A的阻值约为200Ω，以及电阻R1B与R2的阻值可为电阻R1A的阻值的数百倍，但本发明并不限于此。放电晶体管40的第一端耦接至接地电压，控制端耦接至关机控制单元30输出的控制信号S1，以及第二端透过电阻R1A耦接至输出端15。

[0016] 在关机模式期间，关机控制单元30输出控制信号S2以断开差动放大器10，使得输出晶体管20被相应地断开。此外，关机控制单元30输出控制信号S1以导通放电晶体管40，藉此将输出端15的电压拉至接地电压，可防止由输出端15处的电压所引起的对装置、系统或设备的负影响。在正常运作模式期间，放电晶体管40被断开且不影响其它元件的正常运作。本实施例中，因为放电晶体管40是透过电阻R1A而耦接至输出端15，电阻R1A可作为放电晶体管40的ESD保护电阻。如此，由耦接于输出端15与接地端之间的ESD保护装置所一般消耗的区域可被消除，节省芯片面积，同时可维持适合的ESD性能以及实现快速关机。

[0017] 图2显示根据本发明电压调节器的另一实施例的示意图。如图所示，电压调节器100B与图1所示的电压调节器100A相似，其差异在于放电晶体管40是透过电阻R3耦接至输出端15，而不是透过图1中由电阻R1与R2组成的电压反馈电路内的电阻R1A耦接至输出端15。电压调节器100B的运作与电压调节器100A的运作相似，出于简洁的目的，在此不再赘述。请注意，电阻R3的阻值比电阻R1与R2的阻值小很多。举例而言，电阻R3的阻值约为200Ω，而电阻R1与R2的阻值可为电阻R3的阻值的数百倍，但本发明并不限于此。本实施例中，电阻R3可作为放电晶体管40的ESD保护电阻。如此，由耦接于输出端15与接地端之间的ESD保护装置所一般消耗的区域可被消除，节省芯片面积，同时可维持良好的ESD性能以及实现快速关机。

[0018] 图3显示根据本发明电压调节器的又一实施例的示意图。如图所示，电压调节器100C与图1所示的电压调节器100A相似，其差异在于放电晶体管40是透过电压反馈电路内的电阻R1而耦接至输出端15，以及电阻R1的阻值比电阻R2的阻值要小得多。电压调节器100C的运作与电压调节器100A的运作相似，出于简洁的目的，在此不再赘述。在电压调节器100C的运作期间，电阻R1的阻值约为200Ω，以及电阻R2的阻值可为电阻R1的阻值的数百倍。由于电阻R1的阻值比电阻R2的阻值小得多，电压调节器100C作为单位增益(unit gain)电压调节器。此外，电阻R1可作为放电晶体管40的ESD保护电阻。如此，由耦接于输出端15与接地端之间的ESD保护装置所一般消耗的区域可被消除，节省芯片面积，同时可维持良好的ESD性能以及实现快速关机。

[0019] 图4显示根据本发明电压调节器的又一实施例的示意图。如图所示，电压调节器100D与图1所示的电压调节器100A相似，其差异在于放电晶体管40是透过电阻R3而耦接至输出端15，其中，电阻R3耦接于差动放大器10的一个输入端与输出端15之间，而不是透过图1中电阻R1与R2组成的电压反馈电路内的电阻R1A而耦接至输出端15。电压调节器100D的运作与电压调节器100A的运作相似，出于简洁的目的，在此不再赘述。在电压调节器100D的运作期间，电阻R3的阻值约为200Ω，以及电阻R2的阻值可为电阻R3的阻值的数百倍，但本发明并不限于此。由于电阻R3的阻值比电阻R2的阻值小得多，电压调节器
100D作为单位增益电压调节器。此外，电阻R3可作为放电晶体管40的ESD保护电阻。如此，由耦接于输出端15与接地端之间的ESD保护装置所一般消耗的区域可被消除，节省芯片面积，同时可维持良好的ESD性能以及实现快速关机。

[0020] 虽然本发明的较佳实施例已经详细揭露如上，但熟悉本领域相关技术人员亦可做各种更动与润饰。本发明所揭露的实施例仅为说明的目的，其并非用于限制本发明。本发明并不仅限于所揭露的特定方式，所有不脱离本发明精神的更动与润饰均应落入本发明。本发明所涵盖的范围以权利要求书为准。

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