本發明屬于集成電路設計領域,關于一種電源電路,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,為芯片不同模塊提供穩定、大小合適的電源。在近些年中便攜式電子設備發展極其迅猛,對芯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:
鑒于對低功耗、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,其特征在于,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,其特征在于,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于:本發明所提供的一種低功耗的電源電路,結構簡單采用了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,并加入電壓調節電路,最終使電源電路輸出電壓穩定;此電路結構有效的控制了芯片面積的開銷,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于解釋本發明,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,其特征在于,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,其特征在于,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,當反饋電壓高于或低于參考電壓時,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后跳變波動范圍有減小,并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。
對于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范圍。