JPH10187258A - ドロップアウト電圧調整器 - Google Patents

ドロップアウト電圧調整器

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JPH10187258A
JPH10187258A JP9351612A JP35161297A JPH10187258A JP H10187258 A JPH10187258 A JP H10187258A JP 9351612 A JP9351612 A JP 9351612A JP 35161297 A JP35161297 A JP 35161297A JP H10187258 A JPH10187258 A JP H10187258A
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transistor
coupled
current
voltage
positive feedback
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JP9351612A
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English (en)
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Marco Corsi
コルシ マルコ
Robert B Borden
ビー．ボーデン ロバート
Michael R Kay
アール．ケイ マイケル
Nicolas Salamina
サラミナ ニコラス
Gabriel A Rincon
エイ．リンカン ガブリエル
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Texas Instruments Inc
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Texas Instruments Inc
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    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02—Regulating voltage or current
    • G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is DC
    • G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電流が少なく改善された負荷調整をもつ
電圧調整器を提供する。 【解決手段】 電圧調整器は、電圧供給線と出力節点４
４の間に結合され、安定した電圧を出力節点４４上に供
給する第１のＭＯＳトランジスタ１２と、第１のＭＯＳ
トランジスタ１２のゲートに結合されたソースフォロワ
２４と、ソースフォロワ２４のゲートに結合され、第１
のＭＯＳトランジスタ１２の応答を制御する増幅器３８
と、出力節点４４と増幅器３８の間に結合され、増幅器
３８へ帰還を行う負帰還回路４０、４２と、第１のＭＯ
Ｓトランジスタ１２に結合された電流コンベヤ４６と、
電流コンベヤ４６とソースフォロワ２４の間に結合され
た正帰還回路２６とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に電子システム
に関し、特に電圧調整器、さらに電圧調整器に関する。
【０００２】
【従来の技術】電圧調整器の機能は、変動する入力供給
電圧を取入れ、安定した出力電圧を発生することであ
る。近代の電源システム、特に電池で動作するものの効
率は、システムの電圧調整器により要求される使用可能
な動作電圧及び電流オーバヘッドに直接関係する。使用
可能な動作電圧は、「ドロップアウト」電圧と呼ばれ、
これは、電圧調整器が依然として調整を維持している
間、電圧調整器の入力電圧と出力電圧との差である。こ
の差が小さい程、システムはより効率的になる。その
上、電池は有限の量の電荷のみ供給でき、そのため電圧
調整器が零入力電流を多く使えば使う程（これはシステ
ムに関する限り無駄な電流である）、電池の寿命はより
少なくなり、従ってシステムの効率は悪くなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、消費電流が
少なく且つ負荷の調整の効率が良い電圧調整器回路を提
供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】一般的に、本発明の一つ
の形式においては、電圧調整器回路は、電圧供給線と出
力節点との間に接続され、出力節点上に安定した電圧を
供給する第１のＭＯＳトランジスタと、第１のＭＯＳト
ランジスタのゲートに結合されたソースフォロワと、第
１のＭＯＳトランジスタの応答を制御するためソースフ
ォロワのゲートに結合された増幅器と、出力節点と増幅
器の間に結合され、増幅器へ帰還を行う負帰還回路と、
第１のＭＯＳトランジスタに結合された電流コンベヤ
と、電流コンベヤとソースフォロワとの間に結合された
正帰還回路とを備える。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明による
好ましい実施例のＰＭＯＳパス素子を有する低ドロップ
アウト（以下ＬＤＯと略称する）電圧調整器の回路図が
示される。この好ましい実施例は、ＬＤＯ電圧調整器
が、一方で少ない電流を消費するだけで本質的に負荷調
整を改善しながら補償することができる。この回路は、
ＰＭＯＳパス素子１２（ＰＭＯＳトランジスタ）と、Ｐ
ＭＯＳトランジスタ１４と、ＰＮＰトランジスタ１６及
び１８と、ＮＭＯＳトランジスタ２０及び２２と、ＮＭ
ＯＳトランジスタ２４と、ＮＭＯＳトランジスタ２８、
コンデンサ３０及び抵抗器３２を含む正帰還回路２６
と、電流源３４と、ＰＭＯＳトランジスタ３６と、誤差
増幅器３８（演算増幅器）と、抵抗器４０及び４２、基
準電圧ＶREF と、出力電圧ＶOUT と、入力電圧ＶINとを
有する。
【０００６】この装置の動作を図１に示す好ましい実施
例を参照して説明する。出力電圧Ｖ OUT はパストランジ
スタ１２により調整される。演算増幅器である誤差増幅
器３８はトランジスタ２４を介してトランジスタ１２を
制御する。いま入力電圧ＶINが変化するか又は節点４４
における外部負荷により引き出される電流が変化する
と、出力電圧ＶOUT が変化し始めこれにより第２の抵抗
器４２の両端間の電圧を変化させる。誤差増幅器３８は
そこでトランジスタ２４のゲート電圧を調節し、出力電
圧ＶOUT が所望の範囲内に維持される様にする。
【０００７】電流ミラートランジスタ１４はトランジス
タ１２の電流を監視する。この好ましい実施例では、ト
ランジスタ１４対トランジスタ１２の比は、トランジス
タ１４における電流がトランジスタ１２における電流の
小部分に過ぎない様な値である（例えば、１：１００
０）。ＰＮＰトランジスタ１６と１８は、ＮＭＯＳトラ
ンジスタ２０と２２と一緒に電流コンベヤ４６を形成
し、これはＮＭＯＳトランジスタ２０と２２における電
流を強制的に同じにする。電流コンベヤ４６はトランジ
スタ１２と１４のＶDSとＶGSを同じに確保する。トラン
ジスタ１２と１４のＶGSは同じであるので、ＰＮＰトラ
ンジスタ１６と１８の電流は同じである。電流コンベヤ
４６における電流はトランジスタ１４における電流に等
しい。
【０００８】電流コンベヤ４６の電流はトランジスタ２
８へ鏡映される。トランジスタ２８は、出力トランジス
タ１２を駆動するソースフォロワトランジスタ２４に対
して十分な電流を供給するためトランジスタ２０と２２
よりも大きい。トランジスタ２４は低いＶT をもつ分離
された固有ＮＭＯＳである。抵抗器３２とコンデンサ３
０は、正帰還が決して負帰還に打ち勝つことがないこと
を確保するため正帰還に対して周波数補償を与え、これ
により回路が発振しない様にする。
【０００９】電流コンベヤ４６は２つの機能を遂行す
る。第１に、それは外部極と内部極が安定のため分離さ
れて残ることを確実にする。第２に、正帰還は、トラン
ジスタ２４のＶGSをトランジスタ１２のＶGSに比例して
変調することにより負荷調整を改善する。これは回路の
出力インピーダンスを補償する。
【００１０】もし出力節点４４に出力電流がなければ、
トランジスタ２８へ鏡映される電流はないであろう。従
って、幾らかの電流が確実にトランジスタ２４に流れる
様にするためには、電流源３４はトランジスタ２４に作
用して回路が出力節点４４に負荷がない場合にも動作す
る様にする。好ましい実施例では、電流源３４は１マイ
クロアンペアの単位の小さな電流だけを供給する。この
小さな電流により、回路の電力消費は出力上に負荷がな
い時には極めて小さい。これは電池を電源とする装置に
対して重要な特徴である。
【００１１】トランジスタ３６は回路のスルーレートを
向上するために使用される。トランジスタ３６は負荷に
急激な変化がある時に回路が迅速に調整に戻ることを可
能にする。トランジスタ３６は、出力節点４４における
無負荷から出力節点４４における全負荷又は幾らかの負
荷状態に入る時にターンオンして過度応答を助ける。
【００１２】本発明は、例示的実施例を参照して記載し
たが、この記載は限定する意味に解釈されることは意図
していない。本発明の他の実施例と同様に、例示的実施
例の種々の修正及び組合わせは当業者にとってこの記載
を参照すれば明白である。従って、特許請求の範囲は、
どの様な修正又は組合わせもその範囲に含むことを意図
している。
【００１３】以上の説明に関し更に以下の項を開示す
る。 （１）電圧調整器であって、電圧供給線と出力節点との
間に接続され、出力節点上に安定した電圧を供給する第
１のＭＯＳトランジスタと、第１のＭＯＳトランジスタ
のゲートに結合されるソースフォロワと、第１のＭＯＳ
トランジスタの応答を制御するためソースフォロワのゲ
ートに結合される増幅器と、出力節点と増幅器の間に結
合され、増幅器へ帰還を行う負帰還回路と、第１のＭＯ
Ｓトランジスタに結合される電流コンベヤと、電流コン
ベヤとソースフォロワとの間に結合される正帰還回路と
からなる、電圧調整器。 （２）第１項記載の回路であって、さらにソースフォロ
ワに結合される電流源を含む、電圧調整器。
【００１４】（３）第１項記載の回路において、電流コ
ンベヤは、第１のＭＯＳトランジスタに結合されるゲー
トをもつ第２のＭＯＳトランジスタと、第１のＭＯＳト
ランジスタに結合される第１のバイポーラトランジスタ
と、第２のＭＯＳトランジスタに結合され、ゲートが第
１のバイポーラトランジスタのゲートに結合される第２
のバイポーラトランジスタと、第１のバイポーラトラン
ジスタに結合される第３のＭＯＳトランジスタと、第２
のバイポーラトランジスタに及び第１のバイポーラトラ
ンジスタのゲートに結合される第４のＭＯＳトランジス
タであって、第４のＭＯＳトランジスタのゲートは第３
のＭＯＳトランジスタのゲート及び第１のバイポーラト
ランジスタに結合される、電圧調整器。 （４）第１項記載の回路において、正帰還回路は、ソー
スフォロワに結合される正帰還ＭＯＳトランジスタと、
電流コンベヤと正帰還ＭＯＳトランジスタのゲートの間
に結合される抵抗器と、正帰還ＭＯＳトランジスタのゲ
ートに結合されるコンデンサとを含む、電圧調整器。
【００１５】（５）第１項記載の回路において、負帰還
回路は、出力節点に結合される第１の端と増幅器に結合
される第２の端をもつ第１の抵抗器と、第１の抵抗器の
第２の端に結合される第２の抵抗器とを含む、電圧調整
器。 （６）電圧調整器であって、電圧供給線と出力節点との
間に接続され、出力節点上に安定した電圧と供給するＭ
ＯＳトランジスタと、ＭＯＳトランジスタのゲートに結
合されるソースフォロワと、ＭＯＳトランジスタの応答
を制御するためソースフォロワのゲートに結合される出
力をもつ増幅器と、出力節点と増幅器の入力の間に結合
される負帰還回路と、ソースフォロワに結合され、ゲー
トが増幅器の出力に結合されるスルーレート向上トラン
ジスタとを含む、電圧調整器。
【００１６】（７）電圧調整器は、電圧供給線と出力節
点４４の間に結合され、安定した電圧を出力節点４４上
に供給する第１のＭＯＳトランジスタ１２と、第１のＭ
ＯＳトランジスタのゲートに結合されるソースフォロワ
２４と、第１のＭＯＳトランジスタの応答を制御するた
めソースフォロワ２４のゲートに結合される増幅器３８
と、出力節点４４と増幅器３８の間に結合され、増幅器
３８へ帰還を行う負帰還回路と、第１のＭＯＳトランジ
スタ１２に結合される電流コンベヤ４６と、電流コンベ
ヤ４６とソースフォロワ２４の間に結合される正帰還回
路２６とを含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】好ましい実施例であるＰＭＯＳパス素子を有す
る低ドロップアウト（ＬＤＰ）電圧調整器の概略回路
図。
【符号の説明】
１２ 第１のＭＯＳトランジスタ ２４ ソースフォロワ ２６ 正帰還回路 ３８ 増幅器 ４０、４２ 負帰還回路 ４４ 出力節点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル アール．ケイ アメリカ合衆国ノース カロライナ州グリ ーンスボロ，フォックス ハント ドライ ブ 5235ディー. (72)発明者 ニコラス サラミナ アメリカ合衆国テキサス州ダラス，オーク ローン ドライブ 6815 (72)発明者 ガブリエル エイ．リンカン アメリカ合衆国フロリダ州マーゲイト，エ ヌダブリュ．24 コート 7291

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電圧調整器であって、 電圧供給線と出力節点との間に接続され、前記出力節点
    上に安定した電圧を供給する第１のＭＯＳトランジスタ
    と、 前記第１のＭＯＳトランジスタのゲートに結合されたソ
    ースフォロワと、 前記第１のＭＯＳトランジスタの応答を制御するために
    前記ソースフォロワのゲートに結合された増幅器と、 前記出力節点と増幅器の間に結合され、該増幅器へ帰還
    を行う負帰還回路と、 前記第１のＭＯＳトランジスタに結合された電流コンベ
    ヤと、 前記電流コンベヤとソースフォロワとの間に結合された
    正帰還回路と、を備えた、電圧調整器。
JP9351612A 1996-12-19 1997-12-19 ドロップアウト電圧調整器 Pending JPH10187258A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US3367996P 1996-12-19 1996-12-19
US033679 1996-12-19

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