JP2017033336A - Voltage Regulator - Google Patents
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Abstract
【課題】 電源電圧低下時の出力電圧の電源電圧からの降下量を小さくすることのできる電圧レギュレータを提供する。【解決手段】 出力段1は、負荷電流ソース側をソース接地のPMOSトランジスタP11とし、負荷電流シンク側をPMOSトランジスタP12のソースフォロワとする。差動対2は、出力段1の出力電圧Voutを抵抗R101、R102で分圧した分圧電圧Vfbを基準電圧Vrefと比較し、出力電圧Voutが定電圧となるようPMOSトランジスタP11およびPMOSトランジスタP12の導通を制御する。アイドリング電流設定部3は、出力段1をAB級動作させるためにPMOSトランジスタP11およびPMOSトランジスタP12に流すアイドリング電流の大きさを設定する。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a voltage regulator capable of reducing a drop amount of an output voltage from a power supply voltage when a power supply voltage is lowered. In an output stage, a load current source side is a PMOS transistor P11 having a common source, and a load current sink side is a source follower of a PMOS transistor P12. The differential pair 2 compares the divided voltage Vfb obtained by dividing the output voltage Vout of the output stage 1 by the resistors R101 and R102 with the reference voltage Vref, and the PMOS transistor P11 and the PMOS transistor P12 so that the output voltage Vout becomes a constant voltage. To control the conduction. The idling current setting unit 3 sets the magnitude of the idling current that flows through the PMOS transistor P11 and the PMOS transistor P12 in order to cause the output stage 1 to perform class AB operation. [Selection] Figure 1
Description
本発明の実施形態は、電圧レギュレータに関する。 Embodiments described herein relate generally to a voltage regulator.
電圧レギュレータでは、出力電圧の抵抗分圧と基準電圧とを差動対で比較し、差動対の出力により出力段のMOSトランジスタのゲート電圧を制御して、出力電圧を定電圧に制御することが行われる。 In a voltage regulator, the resistance voltage of the output voltage is compared with a reference voltage with a differential pair, and the output voltage is controlled to a constant voltage by controlling the gate voltage of the MOS transistor in the output stage by the output of the differential pair. Is done.
通常、この電圧レギュレータは、電源電圧よりも低い電圧を出力する降圧レギュレータとして用いられる。しかし、電源電圧が所望の定電圧の値よりも低い電圧に低下した場合には、電源電圧と同じ大きさの出力電圧が得られることが望まれる。 Normally, this voltage regulator is used as a step-down regulator that outputs a voltage lower than the power supply voltage. However, when the power supply voltage drops to a voltage lower than a desired constant voltage value, it is desirable to obtain an output voltage having the same magnitude as the power supply voltage.
ところが、従来の出力段の構成は、電源電圧端子と出力端子との間に接続されたNMOSトランジスタのソースフォロワと、出力端子と接地端子との間に接続されたPMOSトランジスタのソースフォロワとによるコモンソース出力とされている。 However, the configuration of the conventional output stage has a common structure with a source follower of an NMOS transistor connected between the power supply voltage terminal and the output terminal, and a source follower of a PMOS transistor connected between the output terminal and the ground terminal. Source output.
そのため、電源電圧が低下した場合、電源電圧からNMOSトランジスタの閾値電圧分下がった出力電圧しか得られない、との問題が生じていた。 Therefore, when the power supply voltage is lowered, there is a problem that only the output voltage that is lower than the power supply voltage by the threshold voltage of the NMOS transistor can be obtained.
本発明が解決しようとする課題は、電源電圧低下時の出力電圧の電源電圧からの降下量を小さくすることのできる電圧レギュレータを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a voltage regulator that can reduce the amount of drop in the output voltage from the power supply voltage when the power supply voltage drops.
実施形態の電圧レギュレータは、出力段と、差動対と、アイドリング電流設定部とを備える。出力段は、負荷電流ソース側をソース接地の第1のPMOSトランジスタとし、負荷電流シンク側を第2のPMOSトランジスタのソースフォロワとする。差動対は、前記出力段の出力電圧を抵抗で分圧した電圧を基準電圧と比較し、前記出力電圧が定電圧となるよう前記第1および第2のPMOSトランジスタの導通を制御する。アイドリング電流設定部は、前記出力段をAB級動作させるために前記第1および第2のPMOSトランジスタに流すアイドリング電流の大きさを設定する。 The voltage regulator according to the embodiment includes an output stage, a differential pair, and an idling current setting unit. In the output stage, the load current source side is a first grounded PMOS transistor, and the load current sink side is a source follower of the second PMOS transistor. The differential pair compares a voltage obtained by dividing the output voltage of the output stage with a resistor with a reference voltage, and controls conduction of the first and second PMOS transistors so that the output voltage becomes a constant voltage. The idling current setting unit sets the magnitude of the idling current that flows to the first and second PMOS transistors in order to cause the output stage to perform class AB operation.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図中、同一または相当部分には同一の符号を付して、その説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
(実施形態)
図1は、実施形態の電圧レギュレータの構成の例を示すブロック図である。
(Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the voltage regulator according to the embodiment.
実施形態の電圧レギュレータは、負荷電流ソース側をソース接地のPMOSトランジスタP11とし、負荷電流シンク側をPMOSトランジスタP12のソースフォロワとする出力段1と、出力段1の出力電圧Voutを抵抗R101、R102で分圧した分圧電圧Vfbを基準電圧Vrefと比較し、出力電圧Voutが定電圧となるようPMOSトランジスタP11およびPMOSトランジスタP12の導通を制御する差動対2と、出力段1をAB級動作させるためにPMOSトランジスタP11およびPMOSトランジスタP12に流すアイドリング電流の大きさを設定するアイドリング電流設定部3と、を備える。 In the voltage regulator of the embodiment, the load current source side is the source grounded PMOS transistor P11, the load current sink side is the source follower of the PMOS transistor P12, and the output voltage Vout of the output stage 1 is the resistors R101 and R102. The divided voltage Vfb divided by the reference voltage Vref is compared with the reference voltage Vref, the differential pair 2 for controlling the conduction of the PMOS transistor P11 and the PMOS transistor P12 so that the output voltage Vout becomes a constant voltage, and the output stage 1 operates in the class AB. And an idling current setting unit 3 for setting the magnitude of the idling current flowing through the PMOS transistor P11 and the PMOS transistor P12.
出力段1は、電源電圧端子VDDから出力端子Voutへ電流を供給する負荷電流ソース側が、ソース端子が電源電圧端子VDDに接続され、ドレイン端子が出力端子Voutに接続された、ソース接地のPMOSトランジスタP11とされている。 The output stage 1 has a source grounded PMOS transistor having a source side connected to the power supply voltage terminal VDD and a drain terminal connected to the output terminal Vout on the load current source side for supplying current from the power supply voltage terminal VDD to the output terminal Vout. P11.
また、出力端子Voutから接地端子GNDへ電流を吸引する負荷電流シンク側は、ドレイン端子が接地端子GNDに接続され、ソース端子が出力端子Voutに接続されたPMOSトランジスタP12のソースフォロワとされている。 The load current sink side that draws current from the output terminal Vout to the ground terminal GND is a source follower of the PMOS transistor P12 whose drain terminal is connected to the ground terminal GND and whose source terminal is connected to the output terminal Vout. .
本実施形態では、負荷変動に対する出力電圧安定化の応答を早めるため、出力段1はAB級動作とされる。そのために、差動対2の入力である分圧電圧Vfbと基準電圧Vrefとの間に差がないとき(アイドリング時)に、PMOSトランジスタP11およびPMOSトランジスタP12にアイドリング電流が流される。 In the present embodiment, the output stage 1 is set to a class AB operation in order to speed up the response of the output voltage stabilization to the load fluctuation. Therefore, when there is no difference between the divided voltage Vfb that is the input of the differential pair 2 and the reference voltage Vref (during idling), an idling current flows through the PMOS transistor P11 and the PMOS transistor P12.
アイドリング電流が大きいほど、負荷変動に対する出力段1の応答性は向上するが、その分、電圧レギュレータの消費電流が増大する。 As the idling current is increased, the response of the output stage 1 to the load change is improved, but the consumption current of the voltage regulator is increased correspondingly.
そこで、本実施形態では、出力段1のアイドリング電流の大きさを必要に応じて設定できるよう、アイドリング電流設定部3が設けられている。 Thus, in the present embodiment, the idling current setting unit 3 is provided so that the magnitude of the idling current of the output stage 1 can be set as necessary.
アイドリング電流設定部3は、PMOSトランジスタP11を構成要素とする第1のカレントミラー回路と、PMOSトランジスタP12を構成要素とする第2のカレントミラー回路とを備えるものとし、差動対2へ供給される基準電流を基準として、第1および第2のカレントミラー回路のミラー比により、アイドリング電流の大きさが設定されるものとする。本実施形態では、このミラー比の設定を変更することにより、アイドリング電流の大きさを所望値に設定することができる。 The idling current setting unit 3 includes a first current mirror circuit including the PMOS transistor P11 as a component and a second current mirror circuit including the PMOS transistor P12 as a component, and is supplied to the differential pair 2. The magnitude of the idling current is set based on the mirror ratio of the first and second current mirror circuits with reference to the reference current. In the present embodiment, the magnitude of the idling current can be set to a desired value by changing the setting of the mirror ratio.
図2に、MOSトランジスタにより構成された、差動対2およびアイドリング電流設定部3の内部回路の例を示す。 FIG. 2 shows an example of an internal circuit of the differential pair 2 and the idling current setting unit 3 constituted by MOS transistors.
差動対2は、差動入力段に、NMOSトランジスタN21とNMOSトランジスタN22が配置されている。NMOSトランジスタN21は、ゲート端子に基準電圧Vrefが入力され、ソース端子に、基準電流Irefを生成する電流源I21が接続されている。NMOSトランジスタN22は、ゲート端子に出力電圧Voutの分圧電圧Vfbが入力され、ソース端子に、基準電流Irefを生成する電流源I22が接続されている。NMOSトランジスタN21とNMOSトランジスタN22のソース端子間には、差動対2のオープンループゲインを下げるために、抵抗R21が接続されている。 In the differential pair 2, an NMOS transistor N21 and an NMOS transistor N22 are arranged in the differential input stage. In the NMOS transistor N21, the reference voltage Vref is input to the gate terminal, and the current source I21 that generates the reference current Iref is connected to the source terminal. In the NMOS transistor N22, the divided voltage Vfb of the output voltage Vout is input to the gate terminal, and the current source I22 that generates the reference current Iref is connected to the source terminal. A resistor R21 is connected between the source terminals of the NMOS transistor N21 and the NMOS transistor N22 in order to reduce the open loop gain of the differential pair 2.
NMOSトランジスタN21のドレイン端子は、高耐圧補償のNMOSトランジスタN23を介して、PMOSトランジスタP21、P22およびPMOSトランジスタP23、P24で構成されるカスコードカレントミラー回路CCM1に接続される。 The drain terminal of the NMOS transistor N21 is connected to a cascode current mirror circuit CCM1 composed of PMOS transistors P21 and P22 and PMOS transistors P23 and P24 via an NMOS transistor N23 with high breakdown voltage compensation.
アイドリング電流設定部3は、PMOSトランジスタP11とのペアでカレントミラー回路CM1を構成するPMOSトランジスタP31と、PMOSトランジスタP12とのペアでカレントミラー回路CM2を構成するPMOSトランジスタP32と、を有する。 The idling current setting unit 3 includes a PMOS transistor P31 that forms a current mirror circuit CM1 with a pair with the PMOS transistor P11, and a PMOS transistor P32 that forms a current mirror circuit CM2 with a pair with the PMOS transistor P12.
ここで、PMOSトランジスタP32は、ソース端子が、差動対2のカスコードカレントミラー回路CCM1の出力端であるPMOSトランジスタP22のドレイン端子に接続され、PMOSトランジスタP31と共通のゲート端子およびドレイン端子が、差動対2のNMOSトランジスタN22のドレイン端子に接続されている。 Here, the source terminal of the PMOS transistor P32 is connected to the drain terminal of the PMOS transistor P22 which is the output terminal of the cascode current mirror circuit CCM1 of the differential pair 2, and the gate terminal and drain terminal common to the PMOS transistor P31 are It is connected to the drain terminal of the NMOS transistor N22 of the differential pair 2.
出力端1のアイドリング時に、このPMOSトランジスタP32とPMOSトランジスタP12とをカレントミラーとして動作させるには、それぞれのソース端子の電位を一致させる必要がある。 In order to operate the PMOS transistor P32 and the PMOS transistor P12 as a current mirror when the output terminal 1 is idling, it is necessary to match the potentials of the respective source terminals.
そこで、本実施形態では、出力端子Voutとカスコードカレントミラー回路CCM1の出力端との間に、ゲート端子に出力端子Voutが接続されたNMOSトランジスタN31と、ソース端子がNMOSトランジスタN31のソース端子に接続され、ドレイン端子が電流源I31に接続され、ゲート端子が自身のドレイン端子に接続されているPMOSトランジスタP33と、ゲート端子にカスコードカレントミラー回路CCM1の出力端が接続されたNMOSトランジスタN32と、ソース端子がNMOSトランジスタN32のソース端子に接続され、ドレイン端子が接地端子GNDに接続され、ゲート端子がPMOSトランジスタP33のゲート端子に接続されているPMOSトランジスタP34と、により構成される帰還回路が設けられている。 Therefore, in the present embodiment, the NMOS transistor N31 having the gate terminal connected to the output terminal Vout between the output terminal Vout and the output terminal of the cascode current mirror circuit CCM1, and the source terminal connected to the source terminal of the NMOS transistor N31. The PMOS transistor P33 whose drain terminal is connected to the current source I31 and whose gate terminal is connected to its own drain terminal, the NMOS transistor N32 whose gate terminal is connected to the output terminal of the cascode current mirror circuit CCM1, and the source A feedback circuit including a PMOS transistor P34 having a terminal connected to the source terminal of the NMOS transistor N32, a drain terminal connected to the ground terminal GND, and a gate terminal connected to the gate terminal of the PMOS transistor P33 is provided. It is.
ここで、NMOSトランジスタN31とNMOSトランジスタN32のペア、PMOSトランジスタP33とPMOSトランジスタP34のペアは、それぞれの電気的特性値の比が1:1に設定されている。また、直流電源I31の電流の大きさは基準電流Irefに等しくされている。 Here, the ratio of the electrical characteristic values of the pair of the NMOS transistor N31 and the NMOS transistor N32 and the pair of the PMOS transistor P33 and the PMOS transistor P34 are set to 1: 1. Further, the magnitude of the current of the DC power supply I31 is made equal to the reference current Iref.
これにより、出力端1のアイドリング時には、カスコードカレントミラー回路CCM1の出力端の電圧は、出力端子Voutの電圧に等しくなる。 As a result, when the output terminal 1 is idling, the voltage at the output terminal of the cascode current mirror circuit CCM1 becomes equal to the voltage at the output terminal Vout.
出力端1のアイドリング時には、PMOSトランジスタP32に、差動対2の基準電流Irefが流れる。 When the output terminal 1 is idling, the reference current Iref of the differential pair 2 flows through the PMOS transistor P32.
そこで、PMOSトランジスタP32とPMOSトランジスタP12との間のミラー比が1:Mに設定されているとすると、PMOSトランジスタP12に流れるアイドリング電流Iidleは、
Iidle=M×Iref
となる。
Therefore, if the mirror ratio between the PMOS transistor P32 and the PMOS transistor P12 is set to 1: M, the idling current Iidle flowing through the PMOS transistor P12 is
Idle = M × Iref
It becomes.
すなわち、カレントミラー回路CM2のミラー比を1:Mに設定すると、PMOSトランジスタP12に流れるアイドリング電流Iidleを、基準電流IrefのM倍に設定することができる。 That is, when the mirror ratio of the current mirror circuit CM2 is set to 1: M, the idling current Iidle flowing through the PMOS transistor P12 can be set to M times the reference current Iref.
一方、カレントミラー回路CM1のPMOSトランジスタP31は、ソース端子が電源電圧端子VDDに接続され、ドレイン端子には、抵抗R31と抵抗R32が並列に接続されている。この抵抗R31と抵抗R32は、抵抗値比が、1:1に設定されている。 On the other hand, the PMOS transistor P31 of the current mirror circuit CM1 has a source terminal connected to the power supply voltage terminal VDD and a drain terminal connected in parallel with a resistor R31 and a resistor R32. The resistance value ratio of the resistor R31 and the resistor R32 is set to 1: 1.
抵抗R31の他端は、NMOSトランジスタN31のドレイン端子に接続されるとともに、PMOSトランジスタP31のゲート端子へ接続されている。 The other end of the resistor R31 is connected to the drain terminal of the NMOS transistor N31 and to the gate terminal of the PMOS transistor P31.
抵抗R32の他端は、NMOSトランジスタN32のドレイン端子に接続されるとともに、PMOSトランジスタP11のゲート端子へ接続されている。 The other end of the resistor R32 is connected to the drain terminal of the NMOS transistor N32 and to the gate terminal of the PMOS transistor P11.
出力端1のアイドリング時には、抵抗R31に基準電流Irefが流れる。したがって、抵抗R31に流れる電流と同じ大きさの電流が流れる抵抗R32にも、基準電流Irefが流れる。そのため、抵抗R31と抵抗R32が接続されているPMOSトランジスタP31には、その合計電流である2・Irefが流れる。 When the output terminal 1 is idling, the reference current Iref flows through the resistor R31. Accordingly, the reference current Iref also flows through the resistor R32 through which a current having the same magnitude as the current flowing through the resistor R31 flows. Therefore, 2 · Iref which is the total current flows through the PMOS transistor P31 to which the resistor R31 and the resistor R32 are connected.
このとき、抵抗R31の他端の電圧と抵抗R32の他端の電圧も同じ大きさとなるので、PMOSトランジスタP31のゲート電圧とPMOSトランジスタP11のゲート電圧は、同じ大きさとなる。 At this time, the voltage at the other end of the resistor R31 and the voltage at the other end of the resistor R32 have the same magnitude, so the gate voltage of the PMOS transistor P31 and the gate voltage of the PMOS transistor P11 have the same magnitude.
そこで、PMOSトランジスタP31とPMOSトランジスタP11との間のミラー比が2:Mに設定されているとすると、PMOSトランジスタP11に流れるアイドリング電流Iidleは、
Iidle=M×Iref
となる。
Thus, if the mirror ratio between the PMOS transistor P31 and the PMOS transistor P11 is set to 2: M, the idling current Iidle flowing through the PMOS transistor P11 is
Idle = M × Iref
It becomes.
すなわち、カレントミラー回路CM1のミラー比を2:Mに設定すると、PMOSトランジスタP11に流れるアイドリング電流Iidleを、基準電流IrefのM倍に設定することができる。 That is, when the mirror ratio of the current mirror circuit CM1 is set to 2: M, the idling current Iidle flowing through the PMOS transistor P11 can be set to M times the reference current Iref.
このように、本実施形態では、カレントミラー回路CM1のミラー比を2:M、カレントミラー回路CM2のミラー比を1:Mに設定することにより、出力段1のアイドリング電流Iidleを基準電流IrefのM倍に設定することができる。 Thus, in the present embodiment, the idling current Iidle of the output stage 1 is set to the reference current Iref by setting the mirror ratio of the current mirror circuit CM1 to 2: M and the mirror ratio of the current mirror circuit CM2 to 1: M. M times can be set.
なお、図2に示す例では、PMOSトランジスタP12のゲート端子と接地端子GNDとの間に、キャパシタCが接続されている。このキャパシタCにより、PMOSトランジスタP12のゲート端子は、AC(交流)的には接地される。そのため、高周波領域でのゲインが低下する。これにより、負荷電流の変動に対する応答を早くすることができ、容量性負荷に対する発振マージンを高くすることができる。 In the example shown in FIG. 2, a capacitor C is connected between the gate terminal of the PMOS transistor P12 and the ground terminal GND. By this capacitor C, the gate terminal of the PMOS transistor P12 is grounded in terms of AC (alternating current). Therefore, the gain in the high frequency region is reduced. As a result, the response to fluctuations in the load current can be accelerated, and the oscillation margin for the capacitive load can be increased.
図3に、図2に示した本実施形態の電圧レギュレータの電源電圧VDDの変化に対する出力電圧Voutの変化の様子を示す。ここでは、定電圧として5Vが得られるように、基準電圧Vrefおよび抵抗R101、R102の抵抗比が設定されたときの例を示す。 FIG. 3 shows how the output voltage Vout changes with respect to the change in the power supply voltage VDD of the voltage regulator of this embodiment shown in FIG. Here, an example is shown in which the reference voltage Vref and the resistance ratio of the resistors R101 and R102 are set so that 5V is obtained as a constant voltage.
図3に示すように、電源電圧VDDが5V以上のときは、出力電圧Voutは、定電圧の5Vが保持される。 As shown in FIG. 3, when the power supply voltage VDD is 5V or higher, the output voltage Vout is maintained at a constant voltage of 5V.
これに対して、電源電圧VDDが5Vより低くなると、出力電圧Voutの分圧電圧Vfbが基準電圧Vrefよりも低い状態となる。そのため、分圧電圧Vfbが入力される差動対2のNMOSトランジスタN22に流れる電流が減少し、差動対2のカスコードカレントミラー回路CCM1の出力端の電圧が上昇する。 On the other hand, when the power supply voltage VDD becomes lower than 5V, the divided voltage Vfb of the output voltage Vout becomes lower than the reference voltage Vref. Therefore, the current flowing through the NMOS transistor N22 of the differential pair 2 to which the divided voltage Vfb is input decreases, and the voltage at the output terminal of the cascode current mirror circuit CCM1 of the differential pair 2 increases.
そのため、カスコードカレントミラー回路CCM1の出力端の電圧がゲート端子へ入力されるNMOSトランジスタN32に流れる電流が増加し、抵抗R32に流れる電流も増加する。これにより、抵抗R32における電圧降下が増大し、抵抗R32の端子電圧がゲート端子へ入力される出力端1のPMOSトランジスタP11のゲート電圧が低下する。その結果、PMOSトランジスタP11は導通する。 For this reason, the current flowing through the NMOS transistor N32 in which the voltage at the output terminal of the cascode current mirror circuit CCM1 is input to the gate terminal increases, and the current flowing through the resistor R32 also increases. As a result, the voltage drop in the resistor R32 increases, and the gate voltage of the PMOS transistor P11 at the output terminal 1 where the terminal voltage of the resistor R32 is input to the gate terminal decreases. As a result, the PMOS transistor P11 becomes conductive.
このとき、PMOSトランジスタP11は、ソース接地されているため、ドレイン端子には、出力電圧Voutとして、電源電圧VDDにほぼ等しい値の電圧が出力される。 At this time, since the source of the PMOS transistor P11 is grounded, a voltage having a value substantially equal to the power supply voltage VDD is output to the drain terminal as the output voltage Vout.
図3に示す例では、電源電圧VDDが5Vから2V程度までの間は、電源電圧VDDにほぼ等しい値の出力電圧Voutが得られている。 In the example shown in FIG. 3, the output voltage Vout having a value substantially equal to the power supply voltage VDD is obtained when the power supply voltage VDD is about 5V to 2V.
このような本実施形態によれば、出力段1の負荷電流ソース側をソース接地のPMOSトランジスタP11としているので、電源電圧VDDが所望の定電圧の値よりも低い電圧に低下した場合に、電源電圧VDDにほぼ等しい値の出力電圧Voutを得ることができる。 According to the present embodiment, since the load current source side of the output stage 1 is the grounded PMOS transistor P11, when the power supply voltage VDD is lowered to a voltage lower than a desired constant voltage value, An output voltage Vout having a value substantially equal to the voltage VDD can be obtained.
また、アイドリング電流設定部3により所望のアイドリング電流を設定して出力段1をAB級動作させるので、負荷変動に対する出力段1の応答性を向上させることができる。 Also, since the idling current setting unit 3 sets a desired idling current and causes the output stage 1 to operate in class AB, the responsiveness of the output stage 1 to load fluctuation can be improved.
また、PMOSトランジスタP12のゲート端子と接地端子GNDとの間に接続されたキャパシタCによりPMOSトランジスタP12のゲート端子がAC的に接地されるので、負荷電流の変動に対する応答を早くすることができ、容量性負荷に対する発振マージンを高くすることができる。 Further, since the gate terminal of the PMOS transistor P12 is grounded in an AC manner by the capacitor C connected between the gate terminal of the PMOS transistor P12 and the ground terminal GND, the response to the fluctuation of the load current can be accelerated, The oscillation margin with respect to the capacitive load can be increased.
以上説明した実施形態の電圧レギュレータによれば、電源電圧低下時の出力電圧の電源電圧からの降下量を小さくすることができる。 According to the voltage regulator of the embodiment described above, the amount of drop from the power supply voltage of the output voltage when the power supply voltage is reduced can be reduced.
また、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Moreover, although embodiment of this invention was described, this embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 出力段
2 差動対
3 アイドリング電流設定部
P11、P12、P21〜P24、P31〜P34 PMOSトランジスタ
N21〜N23、N31、N32 NMOSトランジスタ
I21、I22、I31 電流源
R21、R31、R32 抵抗
C キャパシタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Output stage 2 Differential pair 3 Idling current setting part P11, P12, P21-P24, P31-P34 PMOS transistor N21-N23, N31, N32 NMOS transistor I21, I22, I31 Current source R21, R31, R32 Resistor C Capacitor
Claims (5)
前記出力段の出力電圧を抵抗で分圧した電圧を基準電圧と比較し、前記出力電圧が定電圧となるよう前記第1および第2のPMOSトランジスタの導通を制御する差動対と、
前記出力段をAB級動作させるために前記第1および第2のPMOSトランジスタに流すアイドリング電流の大きさを設定するアイドリング電流設定部と
を備えることを特徴とする電圧レギュレータ。 An output stage in which the load current source side is a first PMOS transistor with a common source and the load current sink side is a source follower of the second PMOS transistor;
A differential pair for controlling the conduction of the first and second PMOS transistors so that the output voltage of the output stage is divided by a resistor is compared with a reference voltage, and the output voltage becomes a constant voltage;
A voltage regulator comprising: an idling current setting unit configured to set a magnitude of an idling current to be supplied to the first and second PMOS transistors in order to cause the output stage to perform a class AB operation.
前記第1のPMOSトランジスタとのペアにより第1のカレントミラー回路を構成する第3のPMOSトランジスタと、
前記第2のPMOSトランジスタとのペアにより第2のカレントミラー回路を構成する第4のPMOSトランジスタと
を備え、
前記差動対へ供給される基準電流を基準として、前記第1および第2のカレントミラー回路のミラー比により前記アイドリング電流の大きさを設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の電圧レギュレータ。 The idling current setting unit is
A third PMOS transistor constituting a first current mirror circuit by a pair with the first PMOS transistor;
A fourth PMOS transistor constituting a second current mirror circuit by a pair with the second PMOS transistor;
2. The voltage regulator according to claim 1, wherein a magnitude of the idling current is set according to a mirror ratio of the first and second current mirror circuits with reference to a reference current supplied to the differential pair. .
一端が前記第3のPMOSトランジスタのドレイン端子に接続され、他端が前記第3のPMOSトランジスタのゲート端子に接続された第1の抵抗と、
一端が前記第3のPMOSトランジスタのドレイン端子に接続され、他端が前記第1のPMOSトランジスタのゲート端子に接続された第2の抵抗と、
ドレイン端子が前記第1の抵抗の他端に接続され、ゲート端子が前記出力端の出力端子に接続された第1のNMOSトランジスタと、
ソース端子が前記第1のNMOSトランジスタのソース端子に接続され、ドレイン端子が前記基準電流に等しい大きさの電流を生成する電流源に接続され、ゲート端子が自身のドレイン端子に接続された第5のPMOSトランジスタと、
ドレイン端子が前記第2の抵抗の他端に接続され、ゲート端子が前記差動対の出力端子に接続された第2のNMOSトランジスタと、
ソース端子が前記第2のNMOSトランジスタのソース端子に接続され、ドレイン端子が接地端子に接続され、ゲート端子が前記第5のPMOSトランジスタのゲート端子に接続された第6のPMOSトランジスタと
を備えることを特徴とする請求項2に記載の電圧レギュレータ。 The idling current setting unit is
A first resistor having one end connected to the drain terminal of the third PMOS transistor and the other end connected to the gate terminal of the third PMOS transistor;
A second resistor having one end connected to the drain terminal of the third PMOS transistor and the other end connected to the gate terminal of the first PMOS transistor;
A first NMOS transistor having a drain terminal connected to the other end of the first resistor and a gate terminal connected to the output terminal of the output end;
A source terminal is connected to the source terminal of the first NMOS transistor, a drain terminal is connected to a current source that generates a current having a magnitude equal to the reference current, and a gate terminal is connected to its own drain terminal. PMOS transistors of
A second NMOS transistor having a drain terminal connected to the other end of the second resistor and a gate terminal connected to the output terminal of the differential pair;
A sixth PMOS transistor having a source terminal connected to the source terminal of the second NMOS transistor, a drain terminal connected to the ground terminal, and a gate terminal connected to the gate terminal of the fifth PMOS transistor; The voltage regulator according to claim 2.
ことを特徴とする請求項2に記載の電圧レギュレータ。 The first resistor and the second resistor, the first NMOS transistor and the second NMOS transistor, the fifth PMOS transistor and the sixth PMOS transistor have an electrical characteristic value ratio, respectively. The voltage regulator according to claim 2, wherein the voltage regulator is a 1: 1 pair.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電圧レギュレータ。 The voltage regulator according to claim 1, further comprising a capacitor connected between a gate terminal and a ground terminal of the second PMOS transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2015153318A JP2017033336A (en) | 2015-08-03 | 2015-08-03 | Voltage Regulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015153318A JP2017033336A (en) | 2015-08-03 | 2015-08-03 | Voltage Regulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017033336A true JP2017033336A (en) | 2017-02-09 |
Family
ID=57988181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015153318A Pending JP2017033336A (en) | 2015-08-03 | 2015-08-03 | Voltage Regulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2017033336A (en) |
-
2015
- 2015-08-03 JP JP2015153318A patent/JP2017033336A/en active Pending
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