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高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構的制作方法

文檔序號:6269097閱讀:185來源:國知局
專利名稱:高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構的制作方法
技術領域
本實用新型涉及專用集成電路領域,特別涉及穩(wěn)壓源的電源紋波抑制方法和相應的電路架構技術領域,具體是指一種高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構。
背景技術
模擬電路的能隙源是一種常用的穩(wěn)壓結構,現(xiàn)有技術中常規(guī)的電路結構請參閱圖I所示。可以通過以下公式(I)、(2)、(4)聯(lián)立得到Va點的電壓Vbel-Vbe2=Ici^R1……(I)Vbel -Vbe2 =Vt……(2 ) ^SNl ^ CM2= I2 = Vi= I.... V >
^SNl ^C'N2Is與發(fā)射區(qū)面積比成正比,ISN2/ISN1為兩個NPN管的面積比。Icni=Icn2 Va=2*ICN2*R2+Vbe...... (4)電壓Va稱為能隙基準電壓。它可以提供給電路內部作為良好的恒壓、恒流源。此恒壓、恒流源經(jīng)電阻分壓或經(jīng)驅動管驅動提供給電路內部,作為電路工作的多組電壓源、多組電流源。在一些對穩(wěn)壓源的紋波抑制要求高的場合,這種常見結構的電源紋波抑制比往往達不到要求,致使內部電壓源由于紋波大而使基準電壓源的輸出精度受到影響。

實用新型內容本實用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術中的缺點,提供一種能夠更好地抑制電源波紋、工作電壓受電源電壓變化的影響較小、基準電壓源的電源抑制比較高、結構簡單實用、工作性能穩(wěn)定可靠、適用范圍較為廣泛的高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構。為了實現(xiàn)上述的目的,本實用新型的高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構具有如下構成該高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構,其主要特點是,所述的電路結構中包括供電三極管和依次級聯(lián)連接的預基準電壓源電路模塊、次級基準電壓源電路模塊,所述的預基準電壓源電路模塊的輸入端通過所述的供電三極管與供電電源相連接,所述的預基準電壓源電路模塊的輸出端與所述的次級基準電壓源電路的輸入端相連接,且該次級基準電壓源電路的輸出端為該電路結構的輸出端。該高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構中的供電三極管可以為PNP型三極管,該PNP型三極管的發(fā)射極與所述的供電電源相連接,該PNP型三極管的集電極與所述的預基準電壓源電路模塊的輸入端相連接,且該PNP型三極管的基極與外部控制電路相連接。該高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構中的供電三極管也可以為NPN型三極管,該NPN型三極管的集電極與所述的供電電源相連接,該NPN型三極管的發(fā)射極與所述的預基準電壓源電路模塊的輸入端相連接,且該NPN型三極管的基極與外部控制電路相連接。該高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構中的預基準電壓源電路模塊為能隙基準電壓源電路,其中包括共發(fā)射極且共基極的第一 PNP型三極管Pl和第二 PNP型三極管P2、共基極的第二 NPN型三極管N2和第三NPN型三極管N3,所述的第一 PNP型三極管Pl與第二PNP型三極管P2的發(fā)射極為該預基準電壓源電路模塊的輸入端,所述的第一 PNP型三極管Pl與第二 NPN型三極管N2共集電極,且該第一 PNP型三極管Pl的集電極與第八PNP型三極管P8的基極相連接,該第八PNP型三極管P8的發(fā)射極與該預基準電壓源電路模塊的輸入端相連接,且該第八PNP型三極管P8的集電極接地;所述的第二 PNP型三極管P2與第三NPN型三極管N3共集電極,且該第二 PNP型三極管P2的集電極與基極相連接;所述的第三NPN型三極管N3的發(fā)射極通過依次串接的第一電阻Rl和第二電阻R2接地,且所述的第二NPN型三極管N2的發(fā)射極接于該第一電阻Rl和第二電阻R2之間;所述的第三NPN型三極管N3的基極通過第三電阻R3與該預基準電壓源電路模塊的輸出端相連接,且該第三NPN型三極管N3的基極通過第四電阻R4接地。該高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構中的次級基準電壓源電路模塊為能隙基準電壓源電路,其中包括共柵極且共發(fā)射極的第三絕緣柵雙極晶體管P3和第四絕緣柵雙極晶體管P4、共發(fā)射極且共基極的第五PNP型三極管P5和第六PNP型三極管P6、共基極的第五NPN型三極管N5和第六NPN型三極管N6,第三絕緣柵雙極晶體管P3和第四絕緣柵雙極晶體管P4的發(fā)射極為該次級基準電壓源電路模塊的輸入端,該第三絕緣柵雙極晶體管P3的集電極與柵極相連接,且該第三絕緣柵雙極晶體管P3的集電極與第四NPN型三極管N4的集電極相連接,所述的第四絕緣柵雙極晶體管P4的集電極與所述的第五PNP型三極管P5與第六PNP型三極管P6的發(fā)射極相連接,且該第四絕緣柵雙極晶體管P4的集電極與第七NPN型三極管N7的基極相連接;所述的第四NPN型三極管N4與所述的第五NPN型三極管N5和第六NPN型三極管N6共基極,且該第四NPN型三極管N4的發(fā)射極通過第五電阻R5接地;所述的第七NPN型三極管N7的集電極與該次級基準電壓源電路模塊的輸入端相連接,且該第七NPN型三極管N7的發(fā)射極通過第八電阻R8接地;所述的第五PNP型三極管P5與第五NPN型三極管N5共集電極,且該第五PNP型三極管P5的集電極與第九PNP型三極管P9的基極相連接,該第九PNP型三極管P9與所述的第五PNP型三極管P5和第六PNP型三極管P6共發(fā)射極,且該第九PNP型三極管P9的集電極接地;所述的第六PNP型三極管P6與第六NPN型三極管N6共集電極,且該第六PNP型三極管P6的集電極與基極相連接;所述的第六NPN型三極管N6的發(fā)射極通過依次串接的第六電阻R6和第七電阻R7接地,且所述的第五NPN型三極管N5的發(fā)射極接于該第六電阻R6和第七電阻R7之間;所述的第六NPN型三極管N6的基極為該次級基準電壓源電路模塊的輸出端,且該第六NPN型三極管N6的基極通過第八電阻R8接地。采用了該實用新型的高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構,由于其中采用了兩級能隙源結構,從而能夠更好地抑制電源波紋,由于有了預基準電壓源的初步穩(wěn)壓,使得次級基準電壓源的工作電壓受電源電壓變化的影響很小,與傳統(tǒng)的一級能隙結構的基準源相比,其輸出受電源電壓變化的影響大大降低,電源的紋波抑制比大大提高,可比采用一級能隙結構的基準源提高25dB以上,而且結構簡單實用,工作性能穩(wěn)定可靠,適用范圍較為廣泛。
圖I為現(xiàn)有技術中常規(guī)的能隙基準電壓源電路原理圖。圖2為本實用新型的具有兩級的高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構原理圖。圖3為本實用新型的高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構第一種實施例的功能模塊框圖。圖4為本實用新型的高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構第二種實施例的功能模塊框圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術內容,特舉以下實施例詳細說明。請參閱圖2至圖4所示,該高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構,其中,所述的電路結構中包括供電三極管和依次級聯(lián)連接的預基準電壓源電路模塊I、次級基準電壓源電路模塊2,所述的預基準電壓源電路模塊的輸入端通過所述的供電三極管與供電電源相連接,所述的預基準電壓源電路模塊的輸出端與所述的次級基準電壓源電路的輸入端相連接,且該次級基準電壓源電路的輸出端為該電路結構的輸出端。其中,請參閱圖3所示,作為本實用新型的第一種實施例,該高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構中的供電三極管可以為PNP型三極管,該PNP型三極管的發(fā)射極與所述的供電電源相連接,該PNP型三極管的集電極與所述的預基準電壓源電路模塊的輸入端相連接,且該PNP型三極管的基極與外部控制電路相連接。同時,請參閱圖4所示,作為本實用新型的第二種實施例,,該高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構中的供電三極管為NPN型三極管,該NPN型三極管的集電極與所述的供電電源相連接,該NPN型三極管的發(fā)射極與所述的預基準電壓源電路模塊的輸入端相連接,且該NPN型三極管的基極與外部控制電路相連接。不僅如此,該高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構中的預基準電壓源電路模塊,可以為能隙基準電壓源電路,當然也可以為其它具有相應功能的基準電壓源電路功能模塊。請參閱圖2所示,其中,該能隙基準電壓源電路包括共發(fā)射極且共基極的第一 PNP型三極管Pl和第二 PNP型三極管P2、共基極的第二 NPN型三極管N2和第三NPN型三極管N3,所述的第一 PNP型三極管Pl與第二 PNP型三極管P2的發(fā)射極為該預基準電壓源電路模塊的輸入端,所述的第一 PNP型三極管Pl與第二 NPN型三極管N2共集電極,且該第一 PNP型三極管Pl的集電極與第八PNP型三極管P8的基極相連接,該第八PNP型三極管P8的發(fā)射極與該預基準電壓源電路模塊的輸入端相連接,且該第八PNP型三極管P8的集電極接地;所述的第二 PNP型三極管P2與第三NPN型三極管N3共集電極,且該第二 PNP型三極管P2的集電極與基極相連接;所述的第三NPN型三極管N3的發(fā)射極通過依次串接的第一電阻Rl和第二電阻R2接地,且所述的第二 NPN型三極管N2的發(fā)射極接于該第一電阻Rl和第二電阻R2之間;所述的第三NPN型三極管N3的基極通過第三電阻R3與該預基準電壓源電路模塊的輸出端相連接,且該第三NPN型三極管N3的基極通過第四電阻R4接地。同時,該高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構中的次級基準電壓源電路模塊,可以為能隙基準電壓源電路,當然也可以為其它具有相應功能的基準電壓源電路功能模塊。請參閱圖2所示,其中,該能隙基準電壓源電路包括共柵極且共發(fā)射極的第三絕緣柵雙極晶體管P3和第四絕緣柵雙極晶體管P4、共發(fā)射極且共基極的第五PNP型三極管P5和第六PNP型三極管P6、共基極的第五NPN型三極管N5和第六NPN型三極管N6,第三絕緣柵雙極晶體管P3和第四絕緣柵雙極晶體管P4的發(fā)射極為該次級基準電壓源電路模塊的輸入端,該第三絕緣柵雙極晶體管P3的集電極與柵極相連接,且該第三絕緣柵雙極晶體管P3的集電極與第四NPN型三極管N4的集電極相連接,所述的第四絕緣柵雙極晶體管P4的集電極與所述的第五PNP型三極管P5與第六PNP型三極管P6的發(fā)射極相連接,且該第四絕緣柵雙極晶體管P4的集電極與第七NPN型三極管N7的基極相連接;所述的第四NPN型三極管N4與所述的第五NPN型三極管N5和第六NPN型三極管N6共基極,且該第四NPN型三極管N4的發(fā)射極通過第五電阻R5接地;所述的第七NPN型三極管N7的集電極與該次級基準電壓源電路模塊的輸入端相連接,且該第七NPN型三極管N7的發(fā)射極通過第八電阻R8接地;所述的第五PNP型三極管P5與第五NPN型三極管N5共集電極,且該第五PNP型三極管P5的集電極與第九PNP型三極管P9的基極相連接,該第九PNP型三極管P9與所述的第五PNP型三極管P5和第六PNP型三極管P6共發(fā)射極,且該第九PNP型三極管P9的集電極接地;所述的第六PNP型三極管P6與第六NPN型三極管N6共集電極,且該第六PNP型三極管P6的集電極與基極相連接;所述的第六NPN型三極管N6的發(fā)射極通過依次串接的第六電阻R6 和第七電阻R7接地,且所述的第五NPN型三極管N5的發(fā)射極接于該第六電阻R6和第七電阻R7之間;所述的第六NPN型三極管N6的基極為該次級基準電壓源電路模塊的輸出端,且該第六NPN型三極管N6的基極通過第八電阻R8接地。在實際使用當中,本實用新型的高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構包含兩級基準源電路,預基準電壓源的輸出為Vd,Vd作為次級基準電壓源的供電電源。由于Vd是能隙輸出的結構,它已經(jīng)是一個比較穩(wěn)定的電壓,再經(jīng)次級基準電壓源,輸出Vout可以得到更好的紋波抑制能力。其中,該電路主要的組成部分包括(I) 一個PNP供電管,作為初級基準源單元的供電通路,其發(fā)射極接電源,集電極接預基準源單元的輸入端,基極可以由其它外接電路控制。(2)—個預基準電壓單元電路,包括輸入端,輸出端及地。輸出預基準電壓Vd。其輸入端接PNP管的集電極,輸出端接次級基準電壓單元的輸入端。(3) 一個次級基準源電路,包括輸入端,輸出端及地。其輸入端接預基準電壓單元的輸出,輸出端輸出基準電壓Vout。該基準電壓源結構,其PNP供電管也可以是一個NPN管,其集電極接電源,發(fā)射極接預基準源單元的輸入端,基極可以由外接其它器件控制。本實用新型中的高電源抑制比的穩(wěn)壓輸出結構,其中的預基準電壓源為基本的能隙結構。Val點的電壓可通過以下公式(3)、(4)得到AVbe=Vbe2 -Vbe3 =Vt=……(3 )
.SN2 .(' Is與發(fā)射區(qū)面積比成正比,ISN2/ISN1可代入面積比8,Icn2=Icn3,求得Icn3 Val=2*ICN3*R2+Vbe...... (4)電壓Vd的值可由Val經(jīng)電阻升壓獲得[0039]Vd = ( I + — ) * Val= ( I + — ) *2i * Vr * In 8 + Vbe
ILR4 11 'Vd值的大小與電阻R2/R1、R3/R4的比值相關,還與閾值電壓、BE結電壓等工藝參數(shù)相關,因此它是一個穩(wěn)定的輸出。它作為次級基準電壓源的供電電源。次級基準電壓源的輸出Vbl也可以由下式得到Vb I =2* — * Vr * InS + Vbe輸出Vbl的大小仍只與R7/R6的比值、閾值電壓VT、BE結電壓相關。由于次級基準電壓源的電源也是一個僅受控于電阻比等工藝參數(shù)的穩(wěn)定電壓,使得這次級的輸入電壓受電源電壓的變化很小,大大提高了本級能隙源輸出的電源抑制比。Vbl的輸出經(jīng)電阻分壓可以輸出不同電壓值的Vout等提供給內部作恒壓源。采用了上述的高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構,由于其中采用了兩級能隙源結構,從而能夠更好地抑制電源波紋,由于有了預基準電壓源的初步穩(wěn)壓,使得次級基準電壓源的工作電壓受電源電壓變化的影響很小,與傳統(tǒng)的一級能隙結構的基準源相比,其輸出受電源電壓變化的影響大大降低,電源的紋波抑制比大大提高,可比采用一級能隙結構的基準源提高25dB以上,而且結構簡單實用,工作性能穩(wěn)定可靠,適用范圍較為廣泛。在此說明書中,本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是,很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此,說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。
權利要求1.一種高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構,其特征在于,所述的電路結構中包括供電三極管和依次級聯(lián)連接的預基準電壓源電路模塊、次級基準電壓源電路模塊,所述的預基準電壓源電路模塊的輸入端通過所述的供電三極管與供電電源相連接,所述的預基準電壓源電路模塊的輸出端與所述的次級基準電壓源電路的輸入端相連接,且該次級基準電壓源電路的輸出端為該電路結構的輸出端。
2.根據(jù)權利要求I所述的高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構,其特征在于,所述的供電三極管為PNP型三極管,該PNP型三極管的發(fā)射極與所述的供電電源相連接,該PNP型三極管的集電極與所述的預基準電壓源電路模塊的輸入端相連接,且該PNP型三極管的基極與外部控制電路相連接。
3.根據(jù)權利要求I所述的高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構,其特征在于,所述的供電三極管為NPN型三極管,該NPN型三極管的集電極與所述的供電電源相連接,該NPN型三極管的發(fā)射極與所述的預基準電壓源電路模塊的輸入端相連接,且該NPN型三極管的基極與外部控制電路相連接。
4.根據(jù)權利要求I至3中任一項所述的高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構,其特征在于,所述的預基準電壓源電路模塊為能隙基準電壓源電路,其中包括共發(fā)射極且共基極的第一 PNP型三極管(Pl)和第二 PNP型三極管(P2)、共基極的第二 NPN型三極管(N2)和第三NPN型三極管(N3),所述的第一 PNP型三極管(Pl)與第二 PNP型三極管(P2)的發(fā)射極為該預基準電壓源電路模塊的輸入端,所述的第一 PNP型三極管(Pl)與第二 NPN型三極管(N2)共集電極,且該第一 PNP型三極管(Pl)的集電極與第八PNP型三極管(P8)的基極相連接,該第八PNP型三極管(P8)的發(fā)射極與該預基準電壓源電路模塊的輸入端相連接,且該第八PNP型三極管(P8)的集電極接地;所述的第二 PNP型三極管(P2)與第三NPN型三極管(N3)共集電極,且該第二 PNP型三極管(P2)的集電極與基極相連接;所述的第三NPN型三極管(N3)的發(fā)射極通過依次串接的第一電阻(Rl)和第二電阻(R2)接地,且所述的第二 NPN型三極管(N2)的發(fā)射極接于該第一電阻(Rl)和第二電阻(R2)之間;所述的第三NPN型三極管(N3)的基極通過第三電阻(R3)與該預基準電壓源電路模塊的輸出端相連接,且該第三NPN型三極管(N3)的基極通過第四電阻(R4)接地。
5.根據(jù)權利要求I至3中任一項所述的高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構,其特征在于,所述的次級基準電壓源電路模塊為能隙基準電壓源電路,其中包括共柵極且共發(fā)射極的第三絕緣柵雙極晶體管(P3)和第四絕緣柵雙極晶體管(P4)、共發(fā)射極且共基極的第五PNP型三極管(P5)和第六PNP型三極管(P6)、共基極的第五NPN型三極管(N5)和第六NPN型三極管(N6),第三絕緣柵雙極晶體管(P3)和第四絕緣柵雙極晶體管(P4)的發(fā)射極為該次級基準電壓源電路模塊的輸入端,該第三絕緣柵雙極晶體管(P3)的集電極與柵極相連接,且該第三絕緣柵雙極晶體管(P3)的集電極與第四NPN型三極管(N4)的集電極相連接,所述的第四絕緣柵雙極晶體管(P4)的集電極與所述的第五PNP型三極管(P5)與第六PNP型三極管(P6)的發(fā)射極相連接,且該第四絕緣柵雙極晶體管(P4)的集電極與第七NPN型三極管(N7)的基極相連接;所述的第四NPN型三極管(N4)與所述的第五NPN型三極管(N5)和第六NPN型三極管(N6)共基極,且該第四NPN型三極管(N4)的發(fā)射極通過第五電阻(R5)接地;所述的第七NPN型三極管(N7)的集電極與該次級基準電壓源電路模塊的輸入端相連接,且該第七NPN型三極管(N7)的發(fā)射極通過第八電阻(R8)接地;所述的第五PNP型三極管(P5 )與第五NPN型三極管(N5 )共集電極,且該第五PNP型三極管(P5 )的集電極與第九PNP型三極管(P9)的基極相連接,該第九PNP型三極管(P9)與所述的第五PNP型三極管(P5)和第六PNP型三極管(P6)共發(fā)射極,且該第九PNP型三極管(P9)的集電極接地;所述的第六PNP型三極管(P6)與第六NPN型三極管(N6)共集電極,且該第六PNP型三 極管(P6)的集電極與基極相連接;所述的第六NPN型三極管(N6)的發(fā)射極通過依次串接的第六電阻(R6)和第七電阻(R7)接地,且所述的第五NPN型三極管(N5)的發(fā)射極接于該第六電阻(R6)和第七電阻(R7)之間;所述的第六NPN型三極管(N6)的基極為該次級基準電壓源電路模塊的輸出端,且該第六NPN型三極管(N6)的基極通過第八電阻(R8)接地。
專利摘要本實用新型涉及一種高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構,其中包括供電三極管和依次級聯(lián)連接的預基準電壓源電路模塊、次級基準電壓源電路模塊,預基準電壓源電路模塊的輸入端通過供電三極管與供電電源連接,預基準電壓源電路模塊的輸出端與次級基準電壓源電路的輸入端連接,次級基準電壓源電路的輸出端為該電路結構的輸出端。采用該種結構的高電源抑制比的基準穩(wěn)壓電路結構,次級基準電壓源的工作電壓受電源電壓變化的影響很小,與傳統(tǒng)的一級能隙結構的基準源相比,其輸出受電源電壓變化的影響大大降低,電源的紋波抑制比大大提高,可比采用一級能隙結構的基準源提高25dB以上,而且結構簡單實用,工作性能穩(wěn)定可靠,適用范圍較為廣泛。
文檔編號G05F1/56GK202649860SQ20122034251
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權日2012年7月13日
發(fā)明者楊穎 , 陳繼輝, 程學農, 張勤, 盧晞 申請人:無錫華潤矽科微電子有限公司
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