[发明专利]低压降调节器

说明书

技术领域

本发明涉及一种低压降(LDO)电压调节器电路。

尤其是，本发明涉及限制这种调节器中的短路电流。

背景技术

尽管安装有LDO调节器的电路的常用供给电压中有波动，但是LDO调节器提供稳定的输出电压。

当包含有LDO调节器的电路被上电时，或偶然发生调节器输出短路时，需要限制输出电流以避免发生故障。

为了限制这种短路电流，可以考虑使用专门的限流电路。这些电路包括反馈回路，当输出电流大于基准电流时，所述反馈回路测量调节器的输出电流，然后将其与基准电流进行比较以对调节器进行操作。

图1示出这种限流电路。

可以看出，在这种电路中有两个特定的功能单元。第一单元REGUL1表示调节器的电压调节回路。该调节回路允许维持稳定的输出电压V_out。第二单元LIMIT1表示限流回路。

在下文中，仅考虑限流回路。读取电路时，本领域的技术人员能够理解调节回路的运作。

为了获取输出电流I_out，PMOS复制晶体管T10设置成复制从PMOS功率晶体管T11产生的输出电流。

为了简化描述，自晶体管T11的电流被包含在输出电流中。与晶体管产生的电流相比，调节回路的电阻所吸取的电流是可以忽略的。

晶体管T10和T11是硅片上的成对晶体管，并且设置成晶体管T10的栅极连接到晶体管T11的栅极，且晶体管T10的源极连接到晶体管T11的源极。

因此，晶体管T10的漏极电流I_mirror与晶体管T11的漏极电流I_out是成比例的。

晶体管T10和T11具有相同的物理特性。尤其是，它们具有相同的栅极长度L。然而，它们具有不同的栅极宽度W10和W11。实际上，T11的栅极宽度W11远大于T10的栅极宽度W10。

因此，通过使用MOS晶体管的线性模型，得到：

晶体管T10的漏极连接到比较器COMP1的非反相输入端和电阻R₁₀。比较器的反相输入端连接到与第二电阻R₁₁平联的基准电流源I_ref。电阻R₁₀和R₁₁中的每一个具有接地端。例如，电阻R₁₀和R₁₁具有相同的R值。

因此，比较器COMP1的输出电压V_s10与电流I_mirror(与输出电流I_out成比例)和基准电流I_ref之差是成比例的。比例系数是电阻R和比较器的增益G₁₀的乘积。

比较器的输出端连接到PMOS晶体管T10和T11的栅极。因此，使用小信号模型，电流I_out与比较器的输出电压是成比例的，比例系数为晶体管T11的增益G_mp。

因此，可以以下列方式建模信号：

V_s10＝G₁₀.R.(I_mirror-I_ref)

I_out＝-G_mp.V_s10.

最后，可以根据I_ref，利用下列公式计算I_out：