稳压器用半导体集成电路的利记博彩app

本发明涉及一种直流电源装置中的放电电路，例如涉及一种在构成串联稳压器的控制用半导体集成电路的输出电容器的放电电路中有效使用的技术。

背景技术：

作为直流电源装置之一，具有根据输出电压对控制用晶体管进行控制来将输入电压进行降压从而输出预定电压的串联稳压器。在将上述串联稳压器作为电源的系统内，特别是在介意噪音的系统中使用的串联稳压器中，使用双极晶体管作为构成电路的晶体管，并且使用具有比不怎么介意噪音的系统大的电容值的电容器作为在输出端子连接的平滑用电容器。另外，在使用这样的大电容的输出电容器的串联稳压器中，为了在关断电源时使输出电压迅速降低，有时设置图5所示的放电电路。

在图5所示的串联稳压器中放电电路由在输出端子“输出”与接地点GND之间连接的放电用晶体管Q1以及在输出-GND之间串联设置的分压用电阻R6、R7和串联连接的晶体管Q2构成，当来自外部的电源的接通/关断控制信号接通/关断变化为表示电源关断的电位时进行如下动作：晶体管Q2关断，作为代替使1成为接通状态，通过抽出与输出端子“输出”连接的电容器Co的电荷，使得输出电压Vout急速下降。作为与具备这样的放电电路的串联稳压器相关的发明，例如有专利文献1公开的内容。

然而，在为图5的具备放电电路的稳压器时，成为从与输出端子“输出”连接的电容器Co提供放电用晶体管Q1的基极电流的结构，因此在输出电压Vout下降到Q1的基极发射极间电压即0.7V时Q1关断从而结束放电动作，因此会存在无法将输出电压Vout下降到0V这样的课题。

为了解决上述课题，考虑如图6所示通过输入侧的电压(来自偏压电路的电压)将放电用晶体管Q1接通/关断的放电电路。但是，在为具备该放电电路的稳压器时，因为在使稳压器为关断状态的期间一直在放电用晶体管Q1中持 续流过基极电流，因此会有无用的消耗电流多的课题。

专利文献

专利文献1：日本特开2000-066742号公报

技术实现要素：

本发明是在上述背景下作出的，其目的在于提供一种稳压器用半导体集成电路，其能够抑制在关断时流过无用的消耗电流，同时能够将输出电压快速下降到与接地电位(0V)接近的等级。

为了达到上述目的，本发明的稳压器用半导体集成电路具备：

控制用晶体管，其连接在施加直流电压的输入端子和输出端子之间；

控制电路，其根据与输出电压对应的反馈电压和预定的基准电压之间的电位差控制所述控制用晶体管以使输出电压成为恒定；

放电电路，其具有在所述输出端子和电路的基准电位点之间连接的放电用晶体管，所述放电用晶体管根据来自外部的控制信号进行接通、关断动作，从而能够引出与所述输出端子相连接的电容器的电荷，

所述放电电路具备：

恒流源电路，其将施加到所述输入端子的直流电压作为电源电压来进行动作，根据所述控制信号生成或遮断恒流；

基准电压生成电路，其根据来自所述恒流源电路的恒流来生成比较动作的成为基准的电压；

电压比较电路，其将所述输出电压和所述成为基准的电压进行比较来判定大小；以及

电流放大电路，其在所述输出电压比所述成为基准的电压高时输出放大了所述恒流的电流，

在所述控制电路中根据所述控制信号对所述控制用晶体管进行控制，在所述放电电路中所述放电用晶体管通过由所述电流放大电路放大后的电流进行动作。

通过上述手段，恒流源电路根据来自外部的控制信号停止生成恒流的动作，并且在输出电压比成为基准的电压低时电流放大电路的动作停止从而在放电用晶体管中不流过基极电流，因此能够抑制在来自外部的控制信号表示停止 稳压器的动作的关断状态下流过无用的消耗电流。

另外，具备电流放大电路，其在输出电压比成为基准的电压高时，输出将来自恒流源电路的恒流进行放大后的电流，在放电电路中放电用晶体管通过由电流放大电路放大后的电流进行动作，因此在将放电用晶体管关断时能够快速降低输出电压。并且，具备根据来自恒流源电路的恒流来生成成为比较动作的基准的电压的基准电压生成电路，因此通过将成为基准的电压设定为与电路的基准电位点(接地电位)相近的值，能够在控制信号变化稳压器的动作停止时将输出电压下降到接近接地电位(0V)的等级。

另外，优选具备电流电路，其流过与所述恒流源电路生成的恒流对应的电流，所述电压比较电路是将来自所述电流电路的电流作为动作电流来进行比较动作的差动放大电路。

由此，恒流源电路根据来自外部的控制信号来生成或遮断恒流，当恒流源电路的生成恒流的动作停止时，电压比较电路的动作也停止，能够更有效地抑制在关断状态下流过无用的消耗电流。

并且，优选所述电流放大电路由复制所述电压比较电路的输出电流的电流反射镜电路构成。

电流反射镜电路不易受到电源电压变动的影响，因此通过上述那样的构成，能够抑制与输入电压的变动相伴随的放电电流的变动甚至输出电压下降所需要时间的变动。

另外，优选具备：电流-电压变换单元，其将所述电流反射镜电路复制的电流变换为电压；以及第二晶体管(Q2)，其在基极端子接受由所述电流-电压变换单元变换后的电压，所述放电用晶体管(Q1)在所述第二晶体管的发射极端子连接基极端子来构成达林顿电路。

由此，即使在前级的电路中没有流过大电流，也能够通过放电用晶体管流过许多放电电流，在控制信号变化从而稳压器的动作停止时，能够一边抑制放电电路的消耗电流一边快速地降低输出电压。

并且，优选具有在所述输入端子与基准电位点之间串联连接的第一电阻元件(R2)以及第三晶体管(Q12)；在所述第一电阻元件和第三晶体管的连接节点(N1)上连接了基极端子的第四晶体管(Q11)；在该第四晶体管的发射 极端子与基准电位点之间串联连接的第二电阻元件(R3)以及第三电阻元件(R4)；以及在所述第一电阻元件和第三晶体管的连接节点(N1)与基准电位点之间连接的第五晶体管(Q13)，通过在所述第四晶体管(Q11)的发射极端子连接所述第三晶体管(Q12)的基极端子，能够将所述第四晶体管(Q11)的集电极电流作为输出电流进行输出，并且能够将所述第二电阻元件和第三电阻元件的连接节点(N2)的电位作为所述成为基准的电压进行输出，所述第五晶体管(Q13)具备可根据所述控制信号(接通/挂断)接通、关断地构成的电路，该电路兼用作所述恒流源电路和所述基准电压生成电路。

通过该结构，能够通过一个电路兼用恒流源电路和所述基准电压生成电路，因此能够抑制稳压器用半导体集成电路的芯片面积增大。

根据本发明，能够实现一种可抑制在关断时流过无用的消耗电流，同时将输出电压快速降低到接近接地电位(0V)的等级的稳压器用半导体集成电路。另外，具有能够抑制稳压器用半导体集成电路的芯片面积增大的效果。

附图说明

图1是表示应用本发明的串联稳压器的控制用IC的一个实施方式的电路结构图。

图2表示本发明的实施方式的串联稳压器的稳压器关断时的输出电压、放电电流以及消耗电流的变化的时序图。

图3是表示应用本发明的串联稳压器的控制用IC的第二实施方式的电路结构图。

图4是表示图3的实施例的串联稳压器的控制用IC的变形例子的电路结构图。

图5是表示具备放电电路的现有的串联稳压器的控制用IC的一个例子的电路结构图。

图6是表示具备放电电路的现有的串联稳压器的控制用IC的另一例子的电路结构图。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的优选实施方式。

图1表示应用本发明的串联稳压器(包含LDO)的一个实施方式。并非 特定地限定，在一个半导体芯片上形成构成图1中由一点划线包围的部分的电路的元件，构成为稳压器的控制用半导体集成电路(以下称为稳压器用IC)10。

该实施方式的稳压器用IC10在施加来自直流电压源的直流电压Vin的电压输入端子“输入”和输出端子“输出”之间连接由PNP双极晶体管构成的输出电压控制用晶体管Q0，在输出端子“输出”和施加接地电位的接地端子GND之间串联连接了对输出电压Vout进行分压的泄漏电阻R6、R7。把通过该泄漏电阻R6、R7分压后的电压VFB反馈给对上述输出电压控制用晶体管Q0的栅极端子进行控制的误差放大器11的非反转输入端子。

并且，上述误差放大器11根据反馈电压VFB和基准电压Vref之间的电位差，控制输出电压控制用晶体管Q0，从而进行控制以使输出电压Vout成为期望的电位。输出电压Vout的电位能够通过泄漏电阻R6、R7的电阻比来设定。该实施方式的串联稳压器通过上述那样的反馈控制来进行动作，从而将输出电压Vout保持恒定。在输出端子“输出”连接用于使输出电压Vout稳定的外置的输出电容器Co。

另外，在本实施方式的稳压器用IC10中设置了用于从外部输入用于对稳压器进行接通/关断控制的信号接通/关断的端子Pc、用于产生基准电压Vref的基准电压电路12、在该基准电压电路12以及上述误差放大器11中流过偏压电流的偏压电路13。将偏压电路13构成为根据从外部在端子Pc输入的接通/关断控制信号接通/关断来控制偏压电路13的动作，并且根据接通/关断控制信号接通/关断来生成并输出启动后述的放电电路14的控制信号DCS。基准电压电路12能够由带隙基准电压生成电路等构成。偏压电路13中的生成控制信号DCS的功能可以使用反相器等逻辑门电路来实现。

放电电路14具备：将施加到电压输入端子“输入”的直流电压Vin作为电源电压进行动作来生成恒流，并且生成成为基准的电压的恒流源电路41、将通过该恒流源电路41生成的成为基准的电压与输出电压Vout进行比较的电压比较电路(比较器)42、对该电压比较电路42的输出电流进行放大的电流放大电路43、根据上述恒流源电路41生成的恒流来生成并提供上述电压比较电路42的动作电流的由电流反射镜构成的电流电路44。

另外，放电电路14具备：在输出端子“输出”与接地点之间连接的，并且用于从与输出端子“输出”连接的输出电容器Co引出电荷的放电用NPN双极晶体管Q1、通过来自偏压电路13的控制信号DCS进行接通/关断动作的关闭用晶体管Q13。

上述恒流源电路41具备：在施加输入电压Vin的节点和施加接地电位GND的节点之间串联连接的电阻R2以及晶体管Q12、在电阻R2和晶体管Q12的连接节点N1连接了基极端子的晶体管Q11、在该晶体管Q11的发射极端子与接地点之间串联连接的电阻R3以及R4。另外，以向晶体管Q12的基极端子施加晶体管Q11的发射极电压的方式进行连接。由此，恒流源电路41在将晶体管Q12的基极发射极电压设为VBE12时，作为晶体管Q11的集电极电流流过由I＝VBE12/(R3+R4)表示的恒流。

另外，恒流源电路41通过流过该恒流的电阻R3、R4，在R3和R4的连接节点N2生成由V＝R4×VBE12/(R3+R4)表示的恒压，并将该电压作为比较基准电压提供给电压比较电路42。

并且，恒流源电路41生成的恒流在构成电流电路44的PNP双极晶体管Q9中流过，并通过由该晶体管Q9和将栅极端子彼此连接的晶体管Q10构成的电流反射镜电路折返，作为上述电压比较电路42的动作电流来提供。

电压比较电路42具备：发射极共同连接的差动晶体管Q7，Q8、在Q7的集电极端子和接地点之间连接的负载晶体管Q5、与Q5进行电流反射镜连接的输出晶体管Q6。另外，电流放大电路43具备：流过电压比较电路42的输出晶体管Q6的集电极电流的晶体管Q3、与Q3进行电流反射镜连接的输出晶体管Q4、在Q4的发射极端子与接地点之间连接的电阻R1、在Q4和R1的连接节点N3连接了基极端子的晶体管Q2。在此，设定构成电流反射镜的晶体管Q3和Q4的元件尺寸以使Q3＜Q4，由此对电流进行放大。另外，通过在晶体管Q2的发射极端子连接上述放电用晶体管Q1的基极端子，晶体管Q2和Q1构成达林顿电路，进一步放大电流。

接着，使用图2的时序图对具有上述结构的图1的放电电路14的动作进行说明。

在使从外部在端子Pc输入的接通/关断控制信号接通/关断为高电平的稳 压器的动作期间T1，使晶体管Q13为接通状态，使节点N1的电位为接地电位(0V)。由此，将晶体管Q11、Q12接通，从而使恒流源电路41成为未被激活而不流过恒流的状态，还使电压比较电路42以及电流放大电路43成为不流过电流的状态。结果，使放电用晶体管Q1也成为不流过电流的关断状态。

接着，在使接通/关断控制信号接通/关断为低电平时(定时t1)，使晶体管Q13为关断状态，节点N1的电位变高，将晶体管Q11、Q12接通，从而使恒流源电路41成为被激活流过恒流的状态，通过电流电路(电流反射镜电路)44还在电压比较电路42中流过偏压电流。然后，电压比较电路42由于输出电压Vout高于作为节点N2的电位的比较基准电压，因此在电流放大电路43中也流过电流，通过其电流放大作用，驱动放电用晶体管Q1成为流过电流的状态。由此，引出与输出端子“输出”相连接的输出电容器Co的电荷。结果，输出电压Vout急速降低(T2的期间)。

在输出电压Vout下降到电压比较电路42的比较基准电压时(定时t2)，电压比较电路42的晶体管Q8接通、Q7关断，电流放大电路43中不流过电流，放电用晶体管Q1的电流也为零。

在本实施方式的放电电路14中，通过适当决定恒流源电路41的电阻R4的电阻值(比较基准电压)，电压比较电路42的输出反转，即能够任意地设定在放电用晶体管Q1中不流过电流的输出电压Vout的电位。为此，能够根据接受来自本稳压器的电压供给进行动作的后级的设备的关闭电压，设定Q1关断的Vout的电位，例如在适用于规定了电源关断顺序的系统时保证正确的动作。

另外，通过将比较基准电压设为晶体管的基极发射极间电压VBE以下(例如0.1～0.7V)，能够将输出电压Vout降低到比图5的现有放电电路低的接近0V的等级。

并且，在输出电压Vout为比较基准电压以下时，在电流放大电路43以及放电用晶体管Q1中不流过电流，因此能够使稳压器的动作关断期间的放电电路14的消耗电流变为例如数μA这样的值。

另外，在上述实施方式的放电电路14中，恒流源电路41如根据上述的式子I＝VBE12/(R3+R4)所了解的那样，为生成的恒流不容易受到输入电压Vin的变动影响的电路结构，并且流过放电用晶体管Q1的电流也通过不容易受到 电源电压的变动影响的电流反射镜电路来生成，因此能够抑制与输入电压Vin的变动相伴随的放电电流的变动甚至输出电压下降所需要时间的变动。

并且，在上述实施方式的放电电路14中，对于恒流源电路41除了生成恒流的功能以外，还具有生成比较基准电压的功能，相比将这些功能构成为不同的电路的情况，能够减少构成电路的元件数量并减少专有面积。结果，能够抑制稳压器用IC10的芯片面积的增大。

图3以及图4表示图1的实施例的串联稳压器用IC的变形例子。

其中图3的变形例子省略了与电流放大电路43中设置的放电用晶体管Q1一起构成达林顿电路的晶体管Q2，从而将晶体管Q1的基极端子直接与节点N3连接。通过上述结构能够减少元件数量。在该变形例子中，通过将Q3、Q4的电流反射镜比设为足够大的值，也能够实现与图1的电流放大电路43相同的电流放大率。

另外，通过在图3的○标记所示的位置(Q3的发射极端子侧)设置电阻元件，能够不极端地增大Q4的尺寸地提高放大率。同样，在图1的实施例的电路中也可以在Q3的发射极端子侧设置电阻元件。

并且，如图4所示的那样，还可以设置电阻R5来代替构成电流放大电路43的晶体管Q3。

以上，根据实施方式具体说明了本发明的发明人作出的发明，但是本发明并不限于上述实施方式。例如在上述实施方式中，在IC芯片内设置了分压电路(电阻R6、R7)，该分压电路生成提供给误差放大器11的输出的反馈电压，但是也可以由外置的电路来构成。

使用了本发明的串联稳压器IC的稳压器，为了降低噪声多使用电容值大的电容器来作为输出电容器，例如在用于具备CMOS图像传感器的照相机等的系统时，得到在电源关断时能够快速地引出输出电容器的电荷从而将输出电压急速地降低这样的期望效果，但是本发明并不限于那样的系统，能够广泛地用于对输出电容器使用大电容值的电容器的稳压器。

符号说明

10：串联稳压用IC；11：误差放大器(控制电路)；12：基准电压电路；13：偏压电路；14：放电电路；41：恒流源电路；42：电压比较电路；43：电流放大电路；Q0：输出电压控制用晶体管；Q1：放电用晶体管。