电压调节器电路 【技术领域】
本发明涉及一种用于将稳定电压提供给负载单元的电压调节器电路。
背景技术
例如，用作时序控制器的逻辑控制电路和用作其电源的电压调节器电路被内建在用于蜂窝电话的LCD(液晶显示)控制器驱动器的集成电路中。电压调节器电路输出基于逻辑控制电路的耐受电压性能而指定的恒压。即，电压调节器电路被提供有用于抑制超过恒压(过冲)的电压的生成的电路。
在下面描述根据上述电压调节器电路的现有技术。日本未经审查的专利申请公开No.2007-219795公布一种电路，该电路被提供有：输出晶体管，该输出晶体管被连接在输入和输出端之间；控制晶体管，该控制晶体管用于截止输出晶体管；分压电阻器，该分压电阻器用于划分输出电压以生成第一和第二分压；第一差分放大器，该第一差分放大器用于输入第一分压和基准电压，并且驱动输出晶体管；以及第二差分放大器，该第二差分放大器用于输入第二分压和基准电压，并且驱动控制晶体管。日本未经审查的专利申请公开No.2007-21 9795公布的是，其能够消除配平电路并且还消除温度波动。
日本未经审查的专利申请公开No.2007-11947公布一种电路，该电路被提供有：P型MOSFET，该P型MOSFET具有被连接至源极端的输入电源端和被连接至漏极端的输出端；第一和第二电阻器，该第一和第二电阻器被连接在输出端和接地端之间；比较器，该比较器用于将通过第一和第二电阻器划分输出端的输出电压而获得的反馈电压与基准电压进行比较，并且将要被输入至P型MOSFET的栅极端的电压进行改变，使得反馈电压与基准电压相匹配。该电路进一步包括N型MOSFET，该N型MOSFET与P型MOSFET并联连接，当输出电压处于预定电压时被截止，并且当输出电压被减少时导通。日本未经审查的专利申请公开No.2007-11947公布的是，如果负载电流快速地增加并且输出电压被减少，那么N型MOSFET导电以提供负载电流，使得能够减少输出电压的波动。
然而，在日本未经审查的专利申请公开No.2007-219795中公布的电路中，如果比较器检测到过冲，那么输出晶体管被截止，并且从输入端到输出端的电流被完全地阻止。这引起不能处理对输出端的负载波动的问题。即，在此构造中，如果输出晶体管被截止，由运算放大器和电阻器组成的反馈电路的操作完全地停止，并且输出端不能保持电压。因此，在过冲被生成之后，当被施加给输出端的负载突然变化时，反馈电路可以重复返回和停止。
图6示出根据诸如上述的现有技术的电路的操作波形。图6示出要被输入至运算放大器的控制信号30、从电路输出的输出电压31、基准电压32、来自于比较器的输出(比较器输出)33、以及输出晶体管的栅极电势34。当控制信号30在时序T1被导通时，栅极电势34变化为导通侧。当输出电压31在时序T2超过基准电压32时，比较器输出33变化为与在过冲被生成时一样的电平电压，并且栅极电势34更改为截止侧。如果在时序3将负载施加给输出端，那么输出电压31瞬时被减少到基准电压32以下，比较器输出33更改为与在过冲没有被生成时一样的电平电压，并且栅极电势34更改为导通侧。然后，反馈电路返回，输出电压31再次超过基准电压32，并且反馈电路重复返回和停止。本发明人已经发现了如下的问题，其引起输出电压31的振荡。
【发明内容】
本发明的实施例的第一示例性方面是电压调节器电路，该电压调节器电路包括：输入电路，该输入电路输入电压；输出电路，该输出电路输出电压；第一差分放大器，该第一差分放大器比较来自于输出电路的反馈电压和预定的基准电压；第一晶体管，该第一晶体管具有被连接至输入电路的源极、被连接至输出电路的漏极、以及输入来自于第一差分放大器的输出的栅极；第二晶体管，该第二晶体管具有被连接至输入电路的源极、被连接至输出电路的漏极、以及输入来自于第一差分放大器的输出的栅极，并且电流驱动能力小于第一晶体管；以及过冲调节电路，如果反馈电压超过预定值，则该过冲调节电路截止第一晶体管。
通过上述方面，当过冲被生成时，通过过冲调节电路第一输出晶体管被截止，并且过冲被消除。这时，第二输出晶体管能够保持导通状态。指定第二输出晶体管的电流驱动能力(栅极宽度)小于第一输出晶体管，并且允许将不会直接地影响过冲的电流量。这使得即使当处理过冲时，输出电路也能保持预定的电压。当处理过冲时，即使负载被施加给输出电路，此电压也会快速地减少输出电路的电压降，并且还抑制由第一输出晶体管的摆动而引起地输出电压的振荡等等。
如上所示，本发明不仅防止过冲，而且在过冲被生成之后稳定输出电压。
【附图说明】
结合附图，从某些示例性实施例的以下描述中，以上和其它示例性方面、优点和特征将更加明显，其中：
图1示出根据本发明的电压调节器电路的基本构造；
图2示出根据本发明的第一示例性实施例的电压调节器电路的基本构造；
图3示出根据本发明的第一示例性实施例的电压调节器电路的操作波形；
图4示出根据本发明的第二示例性实施例的电压调节器电路的基本构造；
图5示出根据本发明的第三示例性实施例的电压调节器电路的基本构造；以及
图6示出根据现有技术的电压调节器电路的操作波形。
【具体实施方式】
在下文中，参考附图描述本发明的示例性实施例。注意的是，在不同的示例性实施例中，通过相同的符号表示具有相同的或者类似的作用的组件，并且省略其解释。
[第一示例性实施例]
图1示出根据本发明的电压调节器电路1的基本构造。电压调节器电路1包括输入电路2，该输入电路2用于输入电压；输出电路3，该输出电路3用于输出电压；第一差分放大器4，该第一差分放大器4用于将预定的基准电压与来自于输出电路3的反馈电压进行比较；第一晶体管5，该第一晶体管5具有被连接至输入电路2的源极、被连接至输出电路3的漏极、以及输入来自于第一差分放大器4的输出的栅极；第二晶体管6，该第二晶体管6具有被连接至输入电路2的源极、被连接至输出电路3的漏极、以及输入来自于第一差分放大器4的输出的栅极，并且第二晶体管6的电流驱动能力小于第一晶体管5；以及过冲调节电路7，该过冲调节电路7用于当反馈电压超过预定值时截止第一晶体管5。
通过上述构造，当过冲被生成时，通过过冲调节电路7截止第一输出晶体管5，以消除过冲。这时，第二输出晶体管6能够保持导通状态。指定第二输出晶体管6的电流驱动能力(栅极宽度)小于第一输出晶体管5，并且还允许将不会直接地影响过冲的电流量。这使得即使当处理过冲时，输出电路3也能保持预定的电压。当处理过冲时，即使负载被施加给输出电路3，该电压能够快速地减少输出电路3的电压降，并且还抑制是由第一输出晶体管14的摆动而引起的输出电压的振荡等等。即，其不仅防止过冲，而且在过冲生成之后稳定输出电压。
图2示出根据第一示例性实施例的电压调节器电路11的构造。例如，电压调节器电路11是，内建在用于蜂窝电话的LCD控制器驱动器的集成电路中的电路。电压调节器电路11包括：直流电源12、焊盘13、运算放大器16、第一输出晶体管14、第二输出晶体管15、比较器24、控制晶体管27、以及开关电路19。
运算放大器16是现有技术中众所周知的放大器，其放大基准电压和反馈电压之间的差，并且输出被放大的电压。在第一示例性实施例中，运算放大器16的差分输入端的负侧被连接至基准电压电路17，并且正侧被连接至是由两个电阻器20和21组成的反馈电阻器的中间点。
第一输出晶体管14根据通过稍后描述的比较器24的过冲的检测操作和运算放大器16的反馈操作来切换导通/截止。至于第一输出晶体管14，源极被连接至直流电源12，漏极被连接至焊盘13，并且栅极经由稍后描述的开关电路1 9被连接至运算放大器1 6的输出端。此外，第一输出晶体管14是PMOS晶体管。
第二输出晶体管15根据通过运算放大器16的反馈操作来切换导通/截止。至于第二输出晶体管15，源极被连接至直流电源12，漏极被连接至焊盘13，并且栅极被连接至运算放大器16的输出端。此外，指定第二输出晶体管15的电流驱动能力(栅极宽度)小于第一输出晶体管14。第二输出晶体管15是PMOS晶体管。
比较器24在现有技术中是众所周知的比较器，其根据基准电压和反馈电压之间的差输出L或者H电平电压。在此示例性实施例中，比较器24的差分输入端的负侧被连接至直流电源25，正侧被连接至第一输出晶体管14的漏极和焊盘13之间的中间点。
控制晶体管27根据通过比较器24的过冲的检测操作来切换导通/截止。对于控制晶体管27，源极被连接至直流电源12，漏极被连接至第一输出晶体管1 4的栅极，并且栅极经由反相器28被连接至比较器24的输出端。控制晶体管27是PMOS晶体管。根据此连接关系，如果控制晶体管27被导通，那么第一输出晶体管14被截止。当L电平电压被输入至栅极时，即当从比较器24输出H电平电压时，换言之，当过冲被生成时，控制晶体管27被导通。
开关电路19是由反相器28、NMOS晶体管29、以及PMOS晶体管30组成。NMOS晶体管29的栅极被连接至反相器28的输出端。PMOS晶体管30的栅极被连接至比较器24的输出端。NMOS晶体管29和PMOS晶体管30的源极被相互连接在一起，并且还被连接至运算放大器1 6的输出端。NMOS晶体管29和PMOS晶体管30的漏极被相互连接在一起，并且还被连接至第一输出晶体管的栅极和控制晶体管27的漏极。如果通过开关电路1 9从比较器24输出H电平电压，即当过冲被生成时，L电平电压被输入至控制晶体管27的栅极，以使其导通，并且第一输出晶体管14被截止。注意的是，在本示例性实施例中，尽管上面的转换开关被用作开关电路19，但是本发明不限于此，而是能够使用实行相似的效果的电路。
通过上述构造，当比较器24输出H电平电压(当过冲被生成)时，控制晶体管27被截止，并且第一输出晶体管14被导通。然后经由第一输出晶体管14的电流被阻挡，以消除过冲。这时，不管来自于比较器24的输出如何，对第二输出晶体管15进行控制，从而第二输出晶体管能够保持导通状态。这使得即使当处理过冲时，也能够将电流经由第二输出晶体管15提供给焊盘13。第二输出晶体管15的电流驱动能力被指定(栅极宽度被选择)，使得这时流动的电流将不会直接地影响过冲。通过第二输出晶体管15的电流，即使当处理过冲时也能够将电压提供给焊盘13。当处理过冲时，即使负载被施加给焊盘13，该电压也能快速地减少焊盘13的电压降，并且还抑制由第一输出晶体管14的摆动引起的输出电压的振荡等等。
图3示出具有上述构造的电压调节器电路11的操作波形。图3示出要被输入至运算放大器16的控制信号30、来自于焊盘13的输出电压31、用于确定过冲的生成的基准电压32、来自于比较器24的输出(比较器输出)33、第二输出晶体管1 5的栅极电势(第二栅极电势)、以及第一输出晶体管14的栅极电势35(第一栅极电势)。
当在时序T1导通控制信号30时，第二栅极电势34和第一栅极电势35更改为导通侧。当在时序T2，输出电压31超过基准电压32时，比较器33更改为与在当过冲被生成时一样的电平电压，并且第一栅极电压35更改为截止侧。在时序T3，预定的负载被施给焊盘13。这时，输出电压31瞬时被减少到低于基准电压32以下，比较器输出33更改为与当过冲没有被生成时一样的电平电压，并且第一栅极电压35更改为导通侧。除了这些，输出电压31还瞬时被减少到低于基准电压32以下，并且比较器输出33和第一栅极电势35跟随输出电压31，然而第二栅极电势从开始到结束始终保持在导通侧。然后，即使在过冲被生成，和在焊盘13的电压被保持之后，第二输出晶体管15继续提供电源。因此，当处理过冲时，即使负载被施加给焊盘13，也能够快速地减少焊盘13的电压降，并且从而能够稳定输出电压31。
[第二示例性实施例]
图4示出根据本发明的第二示例性实施例的电压调节器电路41的构造。电压调节器电路41包括反馈电阻器，该反馈电阻器是由三个电阻42、43、以及44组成。然后，比较器45的差分输入端的负侧被连接至电阻43和44之间的中间点，并且正侧被连接至基准电压电路1 7。通过这样使用反馈电阻器的中间点作为比较器45的基准电压，能够取消诸如电源装置的电路组件。
[第三示例性实施例]
图5示出根据本发明的第三示例性实施例的电压调节器电路5 1的构造。在电压调节器电路5 1中，三个电阻52、53、以及54被布置在基准电压电路17的输出单元中。然后，这些电阻52、53、以及54的中间点被连接至运算放大器56的差分输入端的负侧，并且还被连接至比较器57的差分输入端的负侧。通过使用通过将一个基准电压电路17的输出划分而获得的中间点作为比较器57和运算放大器56的基准电压，能够减少电路组件。
虽然已经按照若干示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，本发明可以在权利要求的精神和范围内以各种修改形式来实现，并且本发明并不限于上述的示例。
此外，权利要求的范围不受到上述的示例性实施例的限制。
此外，应当注意的是，申请人意在涵盖所有权利要求要素的等同形式，即使在后期的审查过程中对权利要求进行过修改亦是如此。