[发明专利]超低功耗误差放大器

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，特别涉及超低功耗误差放大器电路，可用于模拟集成电路。

背景技术

随着数字电视、3G手机，便携式电子产品MP3和数码相机等消费类市场的扩大，使市场对直流电源管理类芯片的性能要求越来越高，尤其是在功耗和体积方面。直流电源控制环路的核心部分之一是误差放大器。传统误差放大器有两个输入端，其第一输入端连接带隙基准电路产生的参考电压；其第二输入端连接环路输出信号经过采样电阻反馈的分压信号，两个输入端的差值经误差放大器放大后，用于控制环路，保证环路输出电压的稳定。

图1给出了传统的误差放大器的具体实现示意图。传统误差放大器包括电流源I1、I2，PMOS管M1、M2，NMOS管M3、M4、M5和反馈电阻R1、R2；其中PMOS管M1与M2的源极相连构成差分对，并连接到电流源I1；PMOS管M1和M2的栅极分别作为误差放大器的正相输入端和反相输入端，该正相输入端和反相输入端分别连接V_ref和V_FB；PMOS管M1和M2的漏极分别和NMOS管M3和M4的漏极相连；NMOS管M3和M4的栅极相连构成电流镜结构；NMOS管M5的栅极连接到PMOS管M1的漏极；NMOS管M5的漏极作为误差放大器的输出端，输出电压V_OUT；误差放大器的输出端通过反馈电阻R1，R2连接到地，反馈电阻R1与R2的公共端产生反馈电压V_FB；误差放大器的正相输入端连接基准电压V_ref，其反相输入端连接反馈电压V_FB，从而构成负反馈；最终实现误差放大器的输出值稳定。

上述传统误差放大器，由于其正相输入端连接基准电压V_ref，此基准电压V_ref是由传统的带隙基准电路产生的，因此占用了很大的版图面积，并且带隙基准与误差放大器均需要较大的偏置电流以提供合适的直流工作点，造成静态功耗太大，电路结构较复杂，限制了其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种超低功耗误差放大器，以简化电路结构，减小版图面积和静态电流，从而节约成本，降低功耗。

为实现上述目的，本发明包括：

基准电压产生电路1，用于产生零温度系数的基准电压值V_ref，并输出连接到电流镜电路4；

电压负反馈电路2，用于将电流镜电路4输入的电压信号V1转换成输出电压信号V_OUT，并通过电阻分压，将其分压信号输出到基准电压产生电路1，使基准电压值V_ref达到稳态值，维持环路输出电压信号V_OUT稳定；

基准启动电路3，用于产生电压启动信号，其输出信号连接到基准电压产生电路1，当基准建立起来后，基准启动电路3关闭，避免静态电流的消耗；

电流镜电路4，用于将基准电压产生电路1输出的电流转换为电压信号，并输出电压信号V1到电压负反馈电路2。

上述超低功耗误差放大器的基准电压产生电路1，包括NPN三极管Q1、Q2和电阻R1、R2；

NPN三极管Q1与Q2的基极相连，作为基准电压产生电路1的输入端，并与基准电压信号V_ref相连；其集电极分别与电流镜电路4中的PMOS管M1和M3相连；

电阻R1与R2跨接于NPN三极管Q2的发射极与地之间；其公共端与NPN三极管Q1的发射极相连；

该NPN三极管Q2的有效发射区面积是NPN三极管Q1有效发射区面积的N倍，N>1。

上述超低功耗误差放大器的电压负反馈电路2，包括PMOS管M8，分压电阻R3、R4；

所述PMOS管M8，其栅极作为输入端，与电流镜电路4输出的V1信号相连接；其源极接电源电压VDD；其漏极与分压电阻R3的一端相连，并作为误差放大器的输出端，输出电压信号V_OUT；

所述分压电阻R3和R4，跨接于PMOS管M8的漏极和GND之间；其公共端作为电压负反馈电路2的输出端，该输出端的电压信号正比于电压信号V_OUT，输出反馈电压信号。

上述超低功耗误差放大器的基准启动电路3，包括PMOS管M7；该PMOS管M7的栅极与外部产生的偏置电压信号VBIAS相连；其漏极接电源电压VDD；其源极作为输出端，连接到基准电压产生电路1中NPN三极管Q1的基极，输出启动电压信号。