專利名稱：一種超高壓電壓調整電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種半導體集成電路，更具體地說涉及一種超高壓電壓調整電路。
背景技術：
目前，交流/直流(AC/DC)轉換器中使用集成電路的情況越來越普遍，集成電路可有效幫助轉換器提高效率、減小體積。而在轉換器中使用的集成電路，本身功耗很小，所以使用能夠承受高壓的線性電壓調整器為芯片供電就成為了一個節(jié)省成本的可行方案。普通的線性電壓調整器包括誤差放大器(EA)、調整管和反饋網(wǎng)絡。如圖1所示， VREF為基準電壓，輸出電壓通過電阻反饋網(wǎng)絡與VREF做比較，誤差放大器將誤差信號放大后通過調整管Ml調制輸出電壓Vout。在電路中，輸入電壓Vin可高至400v，而且此線性電壓調整器的輸出是芯片的正電源，因此調整管通常采用耗盡型NMOS或JFET，以此來確保線性電壓調整器上電啟動。并且由于誤差放大器采用Vout做為供電電源，因此EA最大輸出擺幅為0 Vout，如果耗盡型 NMOS的閾值電壓(Vth)或者JFET的夾斷電壓(Vpinch)的絕對值小于Vout，此結構可正常工作；如果Vth或Vpinch的絕對值大于Vout，電路設計的復雜度增大，此時EA無法正確控制調整管。
發(fā)明內容為解決上述電路在耗盡型匪OS的閾值電壓(Vth)或者JFET的夾斷電壓(Vpinch) 的絕對值大于輸出電壓時，誤差放大器EA無法正確控制調整管的問題，本實用新型提供了一種可輸入高壓或超高壓的線性調整器電路。本實用新型的技術方案是提供一種超高壓電壓調整電路，包括啟動、偏置及基準源電路、誤差放大器、反饋網(wǎng)絡和調整管，所述的調整管為級聯(lián)結構調整管，所述的級聯(lián)結構調整管一端與輸入電壓Vin相連，所述的啟動、偏置及基準源電路與誤差放大器串聯(lián)，所述的誤差放大器與所述的級聯(lián)結構調整管和所述的反饋網(wǎng)絡相連接，所述的反饋網(wǎng)絡與所述的級聯(lián)結構調整管相連接，所述的反饋網(wǎng)絡的一端與輸出電壓端Vout相連接。所述的級聯(lián)結構調整管包括兩個調整管。所述的誤差放大器分別調制兩個調節(jié)管的柵極和源極。所述的級聯(lián)結構調整管的兩個調整管之間串聯(lián)有一個或多個限流電阻。所述的級聯(lián)結構調整管包括調整管J1、調整管MP7和限流電阻R5，所述的調整管 Jl的漏極與輸入電壓端Vin相連接，所述調整管Jl的柵極與向調整管Jl提供偏置的電阻 R4相連，所述的調整管Jl的源極與限流電阻R5的一端相連，所述的限流電阻R5的另一端與調整管MP7的漏極和所述的啟動、偏置及基準源電路相連，所述的調整管MP7的柵極與所述的誤差放大器相連，所述的調整管MP7的源極與所述的反饋網(wǎng)絡相連。所述的反饋網(wǎng)絡包括電阻R6和電阻R7，所述的電阻R6的一端與級聯(lián)結構調整管
4中的調整管MP7的源極相連，所述的電阻R6的另一端與電阻R7和所述的誤差放大器相連， 所述的電阻R7的另一端接地。所述的誤差放大器包括第一級放大電路、第二級放大電路和補償電容MNC2，所述的誤差放大器的第一級放大電路包括場效應管MNl、場效應管MN2、場效應管MN5，場效應管 MP4和場效應管MP5，所述的場效應管Mm的柵極與所述的啟動、偏置及基準源電路相連，所述的場效應管麗2的柵極與所述的反饋網(wǎng)絡相連接，所述的場效應管麗1和場效應管麗2 的源極與所述的場效應管MN5的漏極相連接，所述的場效應管MN5的源極接地，所述的場效應管MP4的漏極和所述的場效應管MP5的漏極與所述的級聯(lián)結構調整管相連接，所述場效應管MP4的柵極、所述的場效應管MP5的柵極和所述的場效應管MN2的漏極相連接，所述的場效應管MP4的源極與場效應管麗1的漏極相連接，所述的誤差放大器的第二級放大電路包括場效應管M15，所述的場效應管M15的漏極與所述的級聯(lián)結構調整管相連，所述的場效應管M15的柵極與場效應管MP4的源極相連，所述的補償電容MNC2的一端與場效應管M15 的柵極相連，所述的補償電容MNC2的其他端接地。所述的誤差放大器還包括場效應管MP6、場效應管MN6、晶體管Q3和晶體管Q4、所述的場效應管MP6、場效應管MN6、晶體管Q3、晶體管Q4和場效應管M15組成緩沖電路，所述的場效應管M15的源極與所述的場效應管MN6的漏極和晶體管Q3的基極相連，所述的場效應管MN6的源極和所述的晶體管Q3的集電極相連，所述的晶體管Q3的發(fā)射極和晶體管Q4 的基極和集電極相連，所述的晶體管Q4的發(fā)射極和所述的場效應管MP6的源極和所述的級聯(lián)結構調整管中的調整管MP7的柵極相連。本實用新型的有益效果在于第一、本實用新型提供的線性調整器電路可以確保在高壓或者超高壓輸入時，可有效控制調整管，并確保輸出電壓的穩(wěn)定性。第二、本實用新型提供的線性調整電路，在誤差放大器中設計了緩沖電路，可以將極點分離，這樣節(jié)點PSFl為低阻抗節(jié)點，可將極點推向高頻端而不影響環(huán)路穩(wěn)定。第三、本實用新型提供的線性調整電路，在級聯(lián)結構調整管的兩個調整管中間串聯(lián)了限流電阻，以防止上電瞬間有大電流燒毀調整管。
圖1是現(xiàn)有技術電路圖。圖2是本實用新型的電路框圖。圖3是本實用新型啟動偏置及基準源電路和級聯(lián)結構調整管的電路圖。圖4是本實用新型的級聯(lián)調整管、反饋網(wǎng)絡、誤差放大器的電路圖。圖5是本實用新型的電路圖。圖6是本實用新型的計算機仿真結果圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型的技術方案作詳細描述。實施例一結合圖2，為本實用新型的電路框圖，包括啟動、偏置及基準源電路3、誤差放大器
55、反饋網(wǎng)絡4和調整管，所述的調整管為級聯(lián)結構調整管2，所述的級聯(lián)結構調整管2 —端與輸入電壓Vin相連，所述的啟動、偏置及基準源電路3與誤差放大器5串聯(lián)，所述的誤差放大器5與所述的級聯(lián)結構調整管2和所述的反饋網(wǎng)絡4相連接，所述的反饋網(wǎng)絡4與所述的級聯(lián)結構調整管2相連接，所述的反饋網(wǎng)絡4的一端與輸出電壓端Vout相連接。實施例二 結合圖3，為本實用新型啟動偏置及基準源電路和級聯(lián)結構調整管的電路圖，所述的級聯(lián)結構調整管包括兩個調整管，調整管Jl和調整管MP7。所述的兩個調整管之間串聯(lián)有一個限流電阻R5，所述的調整管Jl的漏極與輸入電壓端Vin相連接，所述調整管Jl的柵極與向調整管Jl提供偏置的電阻R4相連，所述的調整管Jl的源極與限流電阻R5的一端相連，所述的限流電阻R5的另一端與調整管MP7的漏極和所述的啟動、偏置及基準源電路 1相連。結合圖4，為本實用新型的級聯(lián)調整管、反饋網(wǎng)絡、誤差放大器的電路圖，所述的反饋網(wǎng)絡包括電阻R6和電阻R7，所述的電阻R6的一端與級聯(lián)結構調整管中的調整管MP7的源極相連，所述的電阻R6的另一端與電阻R7和所述的誤差放大器5相連，所述的電阻R7 的另一端接地。所述的誤差放大器5包括第一級放大電路、第二級放大電路和補償電容MNC2，所述的誤差放大器5的第一級放大電路包括場效應管MN1、場效應管MN2、場效應管MN5，場效應管MP4和場效應管MP5，所述的場效應管麗1的柵極與所述的啟動、偏置及基準源電路1 相連，所述的場效應管MN2的柵極與所述的反饋網(wǎng)絡4相連接，所述的場效應管MNl和場效應管MN2的源極與所述的場效應管MN5的漏極相連接，所述的場效應管MN5的源極接地，所述的場效應管MP4的漏極和所述的場效應管MP5的漏極與所述的級聯(lián)結構調整管相連接， 所述場效應管MP4的柵極、所述的場效應管MP5的柵極和所述的場效應管麗2的漏極相連接，所述的場效應管MP4的源極與場效應管MNl的漏極相連接，所述的誤差放大器的第二級放大電路包括場效應管M15，所述的場效應管M15的漏極與所述的級聯(lián)結構調整管相連，所述的場效應管M15的柵極與場效應管MP4的源極相連，所述的補償電容MNC2的一端與場效應管M15的柵極相連，所述的補償電容MNC2的其他端接地。所述的誤差放大器5還包括場效應管MP6、場效應管MN6、晶體管Q3和晶體管Q4、 所述的場效應管MP6、場效應管MN6、晶體管Q3、晶體管Q4和場效應管M15組成緩沖電路， 所述的場效應管M15的源極與所述的場效應管MN6的漏極和晶體管Q3的基極相連，所述的場效應管MN6的源極和所述的晶體管Q3的集電極相連，所述的晶體管Q3的發(fā)射極和晶體管Q4的基極和集電極相連，所述的晶體管Q4的發(fā)射極和所述的場效應管MP6的源極和所述的級聯(lián)結構調整管中的調整管MP7的柵極相連。結合圖5，為本實用新型的電路圖，通過級聯(lián)調整管2使誤差放大器5得到高于輸出電壓的電源，并通過調制靠近輸入高壓電源端的調整管Jl的源極，以及調制靠近輸出端的調整管MP7的柵極實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。解決了受制程限制，耗盡型NMOS的閾值電壓(Vth)或者JFET的夾斷電壓(Vpinch)的絕對值大于輸出電壓的問題，并能夠克服Vth或Vpinch隨工藝偏差、溫度、輸入電壓變化的影響。結合圖6，為本實用新型的計算機仿真結果圖，以Jl為JFET為例，夾斷電壓為-15v，輸入電壓為10 450v，輸出電壓7. 5v。[0034] 雖然本實用新型的優(yōu)選實例被以作為例證的目的進行披露，但本領域的技術人員可以理解各種修改、添加和替換是可能的，只要其不脫離所附權利要求中詳述的本實用新型的精神和范圍。
權利要求1.一種超高壓電壓調整電路，包括啟動、偏置及基準源電路、誤差放大器反饋網(wǎng)絡和調整管，其特征在于所述的調整管為級聯(lián)結構調整管，所述的級聯(lián)結構調整管一端與輸入電壓Vin相連， 所述的啟動、偏置及基準源電路與誤差放大器串聯(lián)，所述的誤差放大器與所述的級聯(lián)結構調整管和所述的反饋網(wǎng)絡相連接，所述的反饋網(wǎng)絡與所述的級聯(lián)結構調整管相連接，所述的反饋網(wǎng)絡的一端與輸出電壓端Vout相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的超高壓電壓調整電路，其特征在于所述的級聯(lián)結構調整管包括兩個調整管。
3.根據(jù)權利要求2所述的超高壓電壓調整電路，其特征在于所述的誤差放大器(5) 分別調制兩個調節(jié)管的柵極和源極。
4.根據(jù)權利要求2所述的超高壓電壓調整電路，其特征在于所述的級聯(lián)結構調整管的兩個調整管之間串聯(lián)有一個或多個限流電阻。
5.根據(jù)權利要求4所述的超高壓電壓調整電路，其特征在于所述的級聯(lián)結構調整管包括調整管J1、調整管MP7和限流電阻R5，所述的調整管Jl的漏極與輸入電壓端Vin相連接，所述調整管Jl的柵極與向調整管Jl提供偏置的電阻R4相連，所述的調整管Jl的源極與限流電阻R5的一端相連，所述的限流電阻R5的另一端與調整管MP7的漏極和所述的啟動、偏置及基準源電路C3)相連，所述的調整管MP7的柵極與所述的誤差放大器相連，所述的調整管MP7的源極與所述的反饋網(wǎng)絡相連。
6.根據(jù)權利要求5所述的超高壓電壓調整電路，其特征在于所述的反饋網(wǎng)絡包括電阻R6和電阻R7，所述的電阻R6的一端與級聯(lián)結構調整管中的調整管MP7的源極相連，所述的電阻R6的另一端與電阻R7和所述的誤差放大器相連，所述的電阻R7的另一端接地。
7.根據(jù)權利要求6所述的超高壓電壓調整電路，其特征在于所述的誤差放大器包括第一級放大電路、第二級放大電路和補償電容MNC2，所述的誤差放大器的第一級放大電路包括場效應管MNl、場效應管MN2、場效應管MN5，場效應管MP4和場效應管MP5，所述的場效應管MNl的柵極與所述的啟動、偏置及基準源電路相連，所述的場效應管MN2的柵極與所述的反饋網(wǎng)絡相連接，所述的場效應管麗1和場效應管麗2的源極與所述的場效應管麗5的漏極相連接，所述的場效應管麗5的源極接地，所述的場效應管MP4的漏極和所述的場效應管MP5的漏極與所述的級聯(lián)結構調整管相連接，所述場效應管MP4的柵極、所述的場效應管MP5的柵極和所述的場效應管MN2的漏極相連接，所述的場效應管MP4的源極與場效應管MNl的漏極相連接，所述的誤差放大器的第二級放大電路包括場效應管M15，所述的場效應管M15的漏極與所述的級聯(lián)結構調整管相連，所述的場效應管M15的柵極與場效應管 MP4的源極相連，所述的補償電容MNC2的一端與場效應管M15的柵極相連，所述的補償電容 MNC2的其他端接地。
8.根據(jù)權利要求6所述的超高壓電壓調整電路，其特征在于所述的誤差放大器(5) 還包括場效應管MP6、場效應管MN6、晶體管Q3和晶體管Q4、所述的場效應管MP6、場效應管 MN6、晶體管Q3、晶體管Q4和場效應管M15組成緩沖電路，所述的場效應管M15的源極與所述的場效應管MN6的漏極和晶體管Q3的基極相連，所述的場效應管MN6的源極和所述的晶體管Q3的集電極相連，所述的晶體管Q3的發(fā)射極和晶體管Q4的基極和集電極相連，所述的晶體管Q4的發(fā)射極和所述的場效應管MP6的源極和所述的級聯(lián)結構調整管中的場效應管MP7的柵極相連。
專利摘要本實用新型提供了一種超高壓電壓調整電路，屬于半導體集成電路領域，對于現(xiàn)有技術中的輸入電壓過高，輸出電壓不穩(wěn)定的問題，本實用新型提供一種超高壓的電壓調整電路，包括啟動、偏置及基準源電路、誤差放大器、反饋網(wǎng)絡和調整管，所述的調整管為級聯(lián)結構調整管，所述的級聯(lián)結構調整管一端與輸入電壓Vin相連，所述的啟動、偏置及基準源電路與誤差放大器串聯(lián)，所述的誤差放大器與所述的級聯(lián)結構調整管和所述的反饋網(wǎng)絡相連接，所述的反饋網(wǎng)絡與所述的級聯(lián)結構調整管相連接，所述的反饋網(wǎng)絡的一端與輸出電壓端Vout相連接，應用于高壓或超高壓輸入的調整器中。
文檔編號H02M3/158GK202142984SQ20112026380
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權日2011年7月25日
發(fā)明者董鑫 申請人:深圳市富滿電子有限公司南山分公司