專利名稱：一種過流保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模擬集成電路，特別的涉及一種對(duì)電路起保護(hù)作用的模擬集成電路。
背景技術(shù)：
由于VLSI的不斷發(fā)展，電源芯片的集成得到了迅猛的發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于各種設(shè) 備中，尤其是便攜式電子產(chǎn)品中。低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)是電源IC中的一個(gè)重要分支，和DC/DC變換器相比，它 具有紋波小、成本低和靜態(tài)電流小及無需電感的優(yōu)點(diǎn)，是便攜式產(chǎn)品的首選供電系統(tǒng)之一。對(duì)于供電系統(tǒng)而言，由于各種不當(dāng)?shù)氖褂茫紩?huì)造成電源系統(tǒng)的受損，尤其是對(duì)于 片上系統(tǒng)更是嚴(yán)重，電源的損毀直接導(dǎo)致整個(gè)芯片的崩潰。因此，在電源的保護(hù)功能中，一 般都需要過流保護(hù)電路，以防止在電源短路時(shí)工作電流過大而損壞電源以及負(fù)載。所以，過 流保護(hù)電路的性能的好壞直接整個(gè)電源的可靠性。過流保護(hù)的目的是為了把輸出電流限制 在一個(gè)固定的范圍內(nèi)，在輸出短路或過載時(shí)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或負(fù)載進(jìn)行保護(hù)。然而，目前比較常 用的過流保護(hù)電路都存在一些諸如可靠性較低、過流關(guān)斷功耗較大等問題，限制了其應(yīng)用 范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是解決現(xiàn)有技術(shù)中過流保護(hù)電路的可靠性較低，過流關(guān) 斷功耗較大的問題，為解決該技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種用于穩(wěn)壓器的過流保護(hù)電路，該 電路包括放大器AMP1、放大器AMP2、上拉管Ml、采樣管M2、NM0S管M8和電阻Ιζ ；其中，采樣 管M2、NM0S管M8及電阻Rs串聯(lián)于電源和地之間，與功率管Mp支路并聯(lián)；采樣管M2與功率 管&鏡像連接，放大器AMP2的正端和負(fù)端分別接采樣管M2和功率管&的漏極，放大器AMP2 的輸出端接NMOS管M8的柵極，而NMOS管M8的源極接放大器AMPl的負(fù)端，放大器AMPl的 正端接參考電壓V,ef、輸出端接上拉管Ml的柵極，上拉管Ml的源漏極分別接電源和鏡像連 接的采樣管M2和功率管Mp的柵極。本發(fā)明的一有益效果表現(xiàn)在本發(fā)明不僅可以為電路提供過流保護(hù)，保證電路在 出現(xiàn)過流情況時(shí)，能迅速保護(hù)電路不受損害，同時(shí)，本發(fā)明所述電路結(jié)構(gòu)在采樣管M2的漏 極增加了負(fù)反饋回路，從而保證了采樣管M2對(duì)輸出電流的精確采樣，大大提高了過流保護(hù) 的可靠性。本發(fā)明的另一發(fā)明目的為降低保護(hù)電路將電路關(guān)斷時(shí)的關(guān)斷功耗，為解決該技術(shù) 問題，本發(fā)明在上述過流保護(hù)電路中還包括一降低關(guān)斷功耗的單元電路，該降低關(guān)斷功耗 的單元電路的端口一接功率管Mp的柵極，端口二接功率管的漏極。所述降低關(guān)斷功耗的單元電路包括PMOS管M3、M4、M5，匪OS管M6和M7，電阻R3 和R4，其中PMOS管M4、PMOS管M5、NMOS管M6和電阻R4串聯(lián)于電源和地之間，且NMOS管 M6的柵漏極相連；PMOS管M3連接于PMOS管M4的柵極和電源之間，且PMOS管M3的柵極經(jīng)電阻R3與電源相連；NMOS管M7連接于PMOS管M3的柵極和PMOS管M5的柵極之間，且柵 極與NMOS管M6的柵極相連；且PMOS管M4的柵極為該降低關(guān)斷功耗的單元電路的端口一， PMOS管M5的柵極為該降低關(guān)斷功耗的單元電路的端口二。所述匪OS管M7和匪OS管M6的寬長(zhǎng)比成比例。本發(fā)明增加一降低關(guān)斷功耗的單元電路的有益效果表現(xiàn)在當(dāng)過流發(fā)生時(shí)，輸出 電流隨著輸出電壓的降低而降低，從而大大的降低了系統(tǒng)的過流關(guān)斷功耗，減少了不必要 的功耗損失。


圖1是本發(fā)明一種具體實(shí)施方式
中低壓差線性穩(wěn)壓器的原理示意圖；圖2是本發(fā)明一種具體實(shí)施方式
的電路結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明另一具體實(shí)施方式
的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)的一種具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示為低壓差線性穩(wěn)壓器的原理示意圖，包括誤差放大器EA、功率管Mp，以 及電阻Rl和電阻R2組成的電阻反饋網(wǎng)絡(luò)。其中，誤差放大器EA的負(fù)端接基準(zhǔn)電壓V,ef，正 端接電阻反饋網(wǎng)絡(luò)的一端，誤差放大器EA的輸出接功率管的柵極，功率管的源極接電源， 漏極為輸出V。ut，電路工作過程中，若輸出電壓由于負(fù)載或電源的變化而下降，那么電阻網(wǎng) 絡(luò)的分壓也下降，即誤差放大器的正端電位下降。由于誤差放大器的負(fù)端電位為基準(zhǔn)電壓 Vref,則誤差放大器的輸出電壓也下降，則功率管Mp提供的電流更大，使輸出電壓上升，形成 負(fù)反饋，穩(wěn)定輸出電壓。實(shí)施方式一如圖2所示為本發(fā)明一種具體實(shí)施方式
的電路結(jié)構(gòu)圖，該電路結(jié)構(gòu)包括放大器 AMP1、放大器AMP2、上拉管Ml、采樣管M2、NM0S管M8和電阻Ιζ ；其中，采樣管M2、NM0S管M8 及電阻Rs串聯(lián)于電源和地之間，與功率管Mp支路并聯(lián)；采樣管M2與功率管Mp鏡像連接，放 大器AMP2的正端和負(fù)端分別接采樣管M2和功率管&的漏極，放大器AMP2的輸出端接NMOS 管M8的柵極，而NMOS管M8的源極接放大器AMPl的負(fù)端，放大器AMPl的正端接參考電壓 Vref、輸出端接上拉管Ml的柵極，上拉管Ml的源漏極分別接電源和功率管Mp的柵極。根據(jù)如圖2所示電路，采樣管M2的漏電流12反映了功率管Mp上的輸出電流I。ut 的變化情況，當(dāng)輸出電流I。ut在正常范圍時(shí)，則鏡像電流12也在正常范圍，電阻&上的分 壓Vks也較小:VES < VMf，從而使放大器AMPl輸出高電平，上拉管Ml關(guān)斷，對(duì)功率管禮電路 沒有影響；當(dāng)電路中出現(xiàn)過流時(shí)，即輸出電流I。ut較大，則鏡像電流12增大，電阻民上分壓 Ves大于參考電壓Vref時(shí)，放大器AMPl輸出低電平，上拉管Ml導(dǎo)通，將輸出電流I。ut限制在 一個(gè)定值，達(dá)到過流保護(hù)的目的。為保證對(duì)輸出電流I。ut的精確采樣，提高過流保護(hù)電路的可靠性，本具體實(shí)施方式
利用運(yùn)算放大器的虛短虛斷的特性，在采樣管M2的漏極構(gòu)成一個(gè)負(fù)反饋電路，該負(fù)反饋電 路由NMOS管M8和放大器AMP2構(gòu)成，根據(jù)運(yùn)算放大器的虛短虛斷的特性可知Vl ^ Vout(1)
當(dāng)V。ut降低時(shí)，電壓Vl也跟隨V。ut而降低，反之亦然。從而可以保證采樣管M2和 功率管Mp的三端電壓相等，即采樣管M2可以精確的采樣功率管&的電流，提高過流保護(hù)的
可靠性。本具體實(shí)施方式
所述電路結(jié)構(gòu)不僅可以為電路提供過流保護(hù)，保證電路在出現(xiàn)過 流情況時(shí)，能迅速保護(hù)電路不受損害，同時(shí)，本實(shí)施方式所述電路結(jié)構(gòu)在采樣管M2的漏極 增加了負(fù)反饋回路，從而保證了采樣管M2對(duì)輸出電流I。ut的精確采樣，大大提高了過流保 護(hù)的可靠性。實(shí)施方式二為降低電路的關(guān)斷功耗，本具體實(shí)施方式
在實(shí)施方式一的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)降低 關(guān)斷功耗的單元電路，該單元電路包括PMOS管M3、M4、M5，NMOS管M6和M7，電阻R3和R4， 其中PMOS管M4、PM0S管M5、NM0S管M6和電阻R4串聯(lián)于電源和地之間，且匪OS管M6的柵 漏極相連；PMOS管M3連接于PMOS管M4的柵極和電源之間，且PMOS管M3的柵極經(jīng)電阻R3 與電源相連；NMOS管M7連接于PMOS管M3的柵極和PMOS管M5的柵極之間，且柵極與NMOS 管M6的柵極相連；另外PMOS管M4的柵極為該降低關(guān)斷功耗的單元電路的端口一，該端口 一接功率管Mp的柵極；PMOS管M5的柵極為該降低關(guān)斷功耗的單元電路的端口二，該端口二 接功率管M的漏極。
根據(jù)MOS管的特性，可得NMOS管M7的柵極電壓為
權(quán)利要求
1.一種過流保護(hù)電路，其特征在于，該電路包括放大器AMP1、放大器AMP2、上拉管Ml、 采樣管M2、匪OS管M8和電阻Ιζ ；其中，采樣管Μ2、匪OS管Μ8及電阻艮串聯(lián)于電源和地之 間，與功率管Mp支路并聯(lián)；采樣管Μ2與功率管Mp鏡像連接，放大器ΑΜΡ2的正端和負(fù)端分別 接采樣管Μ2和功率管Mp的漏極，放大器ΑΜΡ2的輸出端接NMOS管Μ8的柵極，而NMOS管Μ8 的源極接放大器AMPl的負(fù)端，放大器AMPl的正端接參考電壓Vref、輸出端接上拉管Ml的柵 極，上拉管Ml的源漏極分別接電源和功率管Mp的柵極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種過流保護(hù)電路，其特征在于，該電路中還包括一降低關(guān)斷 功耗的單元電路，該降低關(guān)斷功耗的單元電路的端口一接功率管Mp的柵極，端口二接功率 管的漏極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種過流保護(hù)電路，其特征在于，所述降低關(guān)斷功耗的單元 電路包括 PMOS 管 Μ3、Μ4、Μ5, NMOS 管 Μ6 禾Π Μ7,電阻 R3 禾Π R4,其中 PMOS 管 Μ4、PMOS 管 Μ5、 NMOS管Μ6和電阻R4串聯(lián)于電源和地之間，且NMOS管Μ6的柵漏極相連；PMOS管Μ3連接于 PMOS管Μ4的柵極和電源之間，且PMOS管Μ3的柵極經(jīng)電阻R3與電源相連；NMOS管Μ7連接 于PMOS管Μ3的柵極和PMOS管Μ5的柵極之間，且柵極與NMOS管Μ6的柵極相連；且PMOS 管Μ4的柵極為該降低關(guān)斷功耗的單元電路的端口一，PMOS管Μ5的柵極為該降低關(guān)斷功耗 的單元電路的端口二。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種過流保護(hù)電路，其特征在于，所述NMOS管Μ7和NMOS管 Μ6的寬長(zhǎng)比成比例。
全文摘要
本發(fā)明公告了一種用于穩(wěn)壓器的過流保護(hù)電路，該電路包括放大器AMP1、放大器AMP2、上拉管M1、采樣管M2、NMOS管M8和電阻Rs；同時(shí)，所述過流保護(hù)電路還包括一降低關(guān)斷功耗的單元電路，該降低關(guān)斷功耗的單元電路的端口一接功率管Mp的柵極，端口二接功率管的漏極。本發(fā)明所述保護(hù)電路不僅可以精確采樣輸出電流，為電路提供可靠的過流保護(hù)，且系統(tǒng)的過流關(guān)斷功耗較小，減少了不必要的功耗損失。
文檔編號(hào)H02H9/02GK102074942SQ20091010986
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者劉敬波, 吳玉強(qiáng), 周生明, 石嶺, 胡江鳴, 馬芝 申請(qǐng)人:深圳艾科創(chuàng)新微電子有限公司