電壓產(chǎn)生電路的制作方法
【專利說明】電壓產(chǎn)生電路
[0001 ] 本申請(qǐng)是2012年8月9日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?01210282281.5、發(fā)明名稱為“電壓產(chǎn)生電路”之申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)交叉引用
[0003]本申請(qǐng)基于2011年8月11日提交的日本專利申請(qǐng)N0.2011-175775，并且要求其優(yōu)先權(quán)，其公開通過整體引用而合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路的電源電路，并且特別涉及調(diào)節(jié)器電路。
【背景技術(shù)】
[0005]在現(xiàn)有技術(shù)中，降壓調(diào)節(jié)器已用于降低半導(dǎo)體內(nèi)部電路中的電流消耗并不將大于或等于內(nèi)部電源電壓的額定值的電壓施加至內(nèi)部電路。但是出現(xiàn)的問題是，當(dāng)降低提供至調(diào)節(jié)器的電壓時(shí)，來自調(diào)節(jié)器的輸出電壓會(huì)降低，這會(huì)使內(nèi)部電路的運(yùn)行不穩(wěn)定。因此，以下配置產(chǎn)生了一種穩(wěn)定地提供內(nèi)部電源電壓，同時(shí)又能降低功耗的技術(shù)。該配置是當(dāng)外部電源電壓超過內(nèi)部電源電壓的額定值時(shí)，通過調(diào)節(jié)器電路降低的電壓被提供作為內(nèi)部電源電壓，而當(dāng)外部電源電壓小于或等于內(nèi)部電源電壓的額定值時(shí)，停用調(diào)節(jié)器電路且直接由外部電源線提供內(nèi)部電源電壓?，F(xiàn)有技術(shù)公開于日本未審專利申請(qǐng)公布N0.2000-339042中。
[0006]日本未審專利申請(qǐng)公布N0.2000-339042旨在降低半導(dǎo)體集成電路中的電流消耗并穩(wěn)定地提供內(nèi)部電源電壓，并且特征在于包括調(diào)節(jié)功能，該功能用于從作為向半導(dǎo)體集成電路供電的外部電源向內(nèi)部電路提供穩(wěn)定的電壓。具體而言，當(dāng)內(nèi)部電源電壓超過內(nèi)部電源電壓的額定值時(shí)，通過調(diào)節(jié)器電路降低的電壓被提供作為內(nèi)部電源電壓。當(dāng)外部電源電壓小于或等于內(nèi)部電源電壓的額定值時(shí)，停用調(diào)節(jié)器電路并且直接由外部電源線提供內(nèi)部電源電壓。
[0007]圖8示出公開于日本未審專利申請(qǐng)公布N0.2000-339042中的電壓產(chǎn)生電路的配置。電壓產(chǎn)生電路10p包括向其傳輸外部電源電壓VCE的外部電源線10p、用于將內(nèi)部電源電壓Vcc提供至負(fù)載的內(nèi)部電源線20p、將外部電源線1p作為內(nèi)部端子并從輸出端子輸出作為內(nèi)部電源電壓Vcc的額定值的3.3V的調(diào)節(jié)器電路30p，以及電壓開關(guān)晶體管50p，其根據(jù)節(jié)點(diǎn)Na的電壓電平來激活并連接外部電源線1p和內(nèi)部電源線20p。
[0008]調(diào)節(jié)器電路30p還包括輸出控制端子CNT。當(dāng)H電平信號(hào)輸入至輸出控制端子CNT時(shí)，停用調(diào)節(jié)器電路30p并且停止為輸出端子OUT產(chǎn)生輸出電壓(3.3V)。因此，根據(jù)節(jié)點(diǎn)Na的電壓電平來互補(bǔ)地激活調(diào)節(jié)器電路30p和電壓開關(guān)晶體管50p之一。
[0009]電壓產(chǎn)生電路10p還包括比較器40p，其用于根據(jù)外部電源電壓VCE來確定Na的電壓電平。比較器40p在外部電源電壓VCE大于參考電壓Vl時(shí)將H電平輸出至節(jié)點(diǎn)Na。比較器40p由使用運(yùn)算放大器的差分放大器電路等構(gòu)成。參考電壓Vl可以被設(shè)定為大于內(nèi)部電源電壓Vcc的額定值并小于外部電源電壓的峰值的電壓。在圖6中，參考電壓例如被設(shè)定為3.9V。電壓產(chǎn)生電路10p還包括電容器Ci和Co，它們用于穩(wěn)定外部電源線1p和內(nèi)部電源線20p的電壓。
[0010]在電壓產(chǎn)生電路10p中，當(dāng)外部電源電壓VCE是3.3V( SVl: Vl或更小)時(shí)，外部電源線1p和內(nèi)部電源線20p通過導(dǎo)通電壓開關(guān)晶體管50p而連接在一起，同時(shí)停用調(diào)節(jié)器電路30p并停止由比較器40p通過將節(jié)點(diǎn)Na的電壓降至L電平而產(chǎn)生輸出電壓。然后，當(dāng)外部電源電壓VCE是3.3V時(shí)，通過外部電源線I Op直接將內(nèi)部電源電壓提供給內(nèi)部電源線20p。
[0011]另一方面，當(dāng)外部電源電壓VCE是5V(2 Vl:V1或更大)時(shí)，通過比較器40p將H電平輸出至節(jié)點(diǎn)Na。這就激活了調(diào)節(jié)器電路30p的運(yùn)行，而截止電壓開關(guān)晶體管50p。因此，當(dāng)外部電源電壓VCE是5V時(shí)，阻斷內(nèi)部電源線20p以及外部電源線10p，并且將來自調(diào)節(jié)器電路30p的輸出電壓提供給內(nèi)部電源線20p。
[0012]如上所述，以下配置能使電壓產(chǎn)生電路10p穩(wěn)定地提供內(nèi)部電源電壓，同時(shí)又能降低整個(gè)電路的功耗。該配置是在外部電源電壓超過內(nèi)部電源電壓的額定值時(shí)，由調(diào)節(jié)器電路降低的電壓被提供作為內(nèi)部電源電壓。當(dāng)外部電源電壓是內(nèi)部電源電壓的額定值時(shí)，停用調(diào)節(jié)器電路且直接從外部電源線提供內(nèi)部電源電壓。
[0013]但是，日本未審專利申請(qǐng)公布N0.2000-339042中公開的方法存在的問題在于來自調(diào)節(jié)器的輸出電壓很容易在降壓調(diào)節(jié)器和直接從外部電源線提供內(nèi)部電源電壓的裝置之間進(jìn)行切換時(shí)發(fā)生波動(dòng)。換言之，存在問題是外部電源電壓中的波動(dòng)會(huì)在調(diào)節(jié)器的輸出電壓中產(chǎn)生波動(dòng)。原因在于例如，當(dāng)外部電源電壓VCE小于參考電壓Vl時(shí)，調(diào)節(jié)器電路30p和電壓開關(guān)晶體管50p根據(jù)節(jié)點(diǎn)Na的電壓電平而互補(bǔ)地激活，由于電壓開關(guān)晶體管50p截止直至調(diào)節(jié)器電路30p激活的過程中會(huì)產(chǎn)生時(shí)滯，并且因此使內(nèi)部電源電壓Vcc波動(dòng)。
[0014]對(duì)于這個(gè)問題，日本未審專利申請(qǐng)公布N0.2000-339042中公開的技術(shù)包括作為調(diào)節(jié)器電路的輸出外部部件的穩(wěn)定電容，并且這能抑制輸出電壓中的波動(dòng)。另一方面，作為輸出外部部件的穩(wěn)定電容的缺點(diǎn)例如是增加了裝置成本，這是因?yàn)橐诎惭b襯底和安裝部件上預(yù)留出空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]近年來，越來越需要一種電源電路，該電源電路不需要作為外部部件的穩(wěn)定電容。
[0016]本申請(qǐng)的發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由外部電源電壓中的波動(dòng)造成的調(diào)節(jié)器的輸出電壓中的波動(dòng)可通過控制調(diào)節(jié)器中包括的驅(qū)動(dòng)元件得以抑制。
[0017]本發(fā)明的一個(gè)方面是一種電壓產(chǎn)生電路，其經(jīng)由輸出端子將內(nèi)部電源電壓提供給內(nèi)部電路并且包括調(diào)節(jié)器、第二驅(qū)動(dòng)元件以及控制單元。調(diào)節(jié)器包括被布置在第一電源和輸出端子之間的第一驅(qū)動(dòng)元件，并且通過控制第一驅(qū)動(dòng)元件將基于參考電壓的電壓提供給輸出端子。第二驅(qū)動(dòng)元件被布置在第一電源和輸出端子之間并且在第二驅(qū)動(dòng)元件處于激活狀態(tài)時(shí)將第一電源電壓提供給輸出端子?？刂茊卧诘谝浑娫吹碾妷盒∮诨虻扔陬A(yù)先設(shè)定的檢測(cè)電壓值時(shí)控制第一驅(qū)動(dòng)元件和第二驅(qū)動(dòng)元件處于激活狀態(tài)，并且在第一電源電壓超過檢測(cè)電壓值時(shí)控制第二驅(qū)動(dòng)元件處于非激活狀態(tài)。在第二驅(qū)動(dòng)元件處于激活狀態(tài)的同時(shí)控制第一驅(qū)動(dòng)元件處于激活狀態(tài)。因此，當(dāng)?shù)谝浑娫吹碾妷撼^檢測(cè)電壓值并且第二驅(qū)動(dòng)元件轉(zhuǎn)換到非激活狀態(tài)時(shí)，電流可以經(jīng)由第一驅(qū)動(dòng)元件被提供給輸出端子而無需直至第一驅(qū)動(dòng)元件被激活的時(shí)間。這就抑制了在電壓供應(yīng)從第二驅(qū)動(dòng)元件切換至調(diào)節(jié)器時(shí)提供給內(nèi)部電路的電壓中的波動(dòng)。
[0018]本發(fā)明能抑制由外部電源電壓中的波動(dòng)造成的調(diào)節(jié)器的輸出電壓中的波動(dòng)。
【附圖說明】
[0019]從下文結(jié)合附圖對(duì)某些實(shí)施例的說明將使本發(fā)明的上述和其他方面、優(yōu)點(diǎn)和特征更加顯而易見，在附圖中:
[0020]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電壓產(chǎn)生電路的配置示例的示意圖；
[0021]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電壓產(chǎn)生電路中包括的檢測(cè)電路的配置示例的不意圖；
[0022]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電壓產(chǎn)生電路的操作示例的時(shí)序圖；
[0023]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電壓產(chǎn)生電路中包括的檢測(cè)電路的配置示例的不意圖；
[0024]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電壓產(chǎn)生電路的操作示例的時(shí)序圖；
[0025]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的控制電路中包括的時(shí)序發(fā)生電路的配置示例的不意圖；
[0026]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電壓產(chǎn)生電路的操作示例的時(shí)序圖；以及
[0027]圖8是示出日本未審專利申請(qǐng)公布N0.2000-339042中公開的電壓產(chǎn)生電路的配置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下參考【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施例。出于清楚說明的目的，適當(dāng)省略和簡化以下說明和附圖。各個(gè)附圖中示出的包括了相同配置或功能的部件及其等同體由相同的附圖標(biāo)記表示并省略其說明。
[0029]第一實(shí)施例
[0030]第一實(shí)施例的配置
[0031]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電壓產(chǎn)生電路的配置示例的示意圖。電壓產(chǎn)生電路經(jīng)由輸出電壓線(輸出端子)5將內(nèi)部電源電壓提供給內(nèi)部電路16，并且其包括調(diào)節(jié)器10、驅(qū)動(dòng)元件(第二驅(qū)動(dòng)元件)2以及控制電路(控制單元)13。內(nèi)部電路16由輸出電壓線5提供的內(nèi)部電源電壓驅(qū)動(dòng)。
[0032]調(diào)節(jié)器10包括布置在外部電源VDD(第一電源)3和輸出電壓線5之間的驅(qū)動(dòng)元件(第一驅(qū)動(dòng)元件)1，并且通過控制驅(qū)動(dòng)元件I將基于參考電壓(第一參考電壓)6的電壓提供給輸出電壓線5作為內(nèi)部電源電壓。
[0033]除上述驅(qū)動(dòng)元件I外，調(diào)節(jié)器10還包括電阻元件7和8以及放大器電路17。
[0034]對(duì)于放大器電路17來說，其一個(gè)輸出端子連接至參考電壓6且另一輸入端子連接至線15。放大器電路17放大參考電壓6和線15的電壓之間的電壓差，并且將放大的電壓輸出至輸出線11。線15連接在放大器電路17的另一輸入端子與電阻元件7和8之間的位置之間。通過電阻元件7向線15提供與輸出電壓線5的電壓成比例的電壓。來自放大器電路17的輸出線11的電壓控制驅(qū)動(dòng)元件I的柵極。
[0035]將小于內(nèi)部電路16的內(nèi)部電源電壓的額定值的電壓電平預(yù)先設(shè)定為參考電壓6。
[0036]驅(qū)動(dòng)元件2布置在外部電源VDD3和輸出電壓線5之間，并且在激活狀態(tài)下將外部電源VDD 3的電壓(以下也適當(dāng)?shù)胤Q作“外部電源電壓”)提供給輸