[实用新型]一种用于低功耗数字电路的线性电压管理器

说明书

本实用新型涉及一种用于低功耗数字电路的线性电压管理器，包括：跟随阈值电压变化的基准电压、由放大器构成的缓冲器、补偿电容；基准电压做为缓冲器的输入端，缓冲器输出电压和基准电压一致，具有电流驱动能力，补偿电容用来减少电流负载变化时输出电压的波动范围。基准电压包括两个工作在亚阈值区的MOS栅源电压，参考电压V_ref满足关系式：V_ref∝β(|V_GS1|+V_GS2)；参考电压V_ref经过由放大器组成的输出缓冲器后，给数字电路提供电压。采用MOS的阈值电压相关的基准，当工艺条件和环境温度发生变化时，基准电压也跟随发生变化，从而线性稳压器的输出可以反应这种条件的变化，降低数字电路的工作电源电压，功耗也随之大幅度降低。

技术领域

本实用新型涉及电压管理技术领域，更具体地说，涉及一种用于低功耗数字电路的线性电压管理器。

背景技术

在现在的芯片设计中，通常需要多个电压域，数字电路、模拟电路及外部接口电路的电压都不同，给这些电路提供电源的一种有效方式是线性电压管理器，目前通用的线性电压管理器如专利电流沉负载电路及低压差线性电压管理器(CN106200741A)图1所示，由带隙基准源、误差放大器、功率管、采样电路组成。此类电压管理器的一个重要特点是保持输出电压在各种条件下的稳定性。基准电压采用的带隙基准源，保证参考电压在各种条件下的变化很小，从而线性稳压器的电压保持稳定。在实际应用中，如高温条件下，MOS管的阈值电压降低，实际电路需要的工作电源可以降低。但由于稳压器的输出恒定，导致芯片的漏电流加大。

数字电路的功耗由三部分组成：电路开关的动态功耗、短路电流、静态漏电流，减少这三种电流的一种有效方式是降低电源电压。传统的线性稳压器电路为了保证芯片在各种工艺条件下都能工作，设定电压以最坏情况下需要的最低工作电压为门限，这样导致数字电路的电源电压偏高，功耗增加。

因此，现有技术亟待有很大的进步。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述的缺陷，提供一种用于低功耗数字电路的线性电压管理器，包括：跟随阈值电压变化的基准电压、由放大器构成的缓冲器、补偿电容，所述基准电压做为所述缓冲器的输入端，第一MOS管的栅极与第二MOS管的栅极电连接且均与放大器的同相输入端连接，第一MOS管的源级极与第二MOS管的源极电连接，放大器的反相输入端同时与放大器的输出端和补偿电容电连接，所述缓冲器输出电压和基准电压一致，具有电流驱动能力，所述补偿电容用来减少电流负载变化时输出电压的波动范围，所述基准电压包括两个工作在亚阈值区的MOS栅源电压，参考电压V_ref满足关系式：

V_ref∝β(|V_GS1|+V_GS2)；所述参考电压V_ref经过由放大器组成的输出缓冲器后，给数字电路提供电压。

实施本实用新型的用于低功耗数字电路的线性电压管理器，具有以下有益效果：采用MOS的阈值电压相关的基准，当工艺条件和环境温度发生变化时，基准电压也跟随发生变化，从而线性稳压器的输出可以反应这种条件的变化，降低数字电路的工作电源电压，功耗也随之大幅度降低。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是传统的线性电压管理器的电路原理图。

图2本实用新型用于低功耗数字电路的线性电压管理器的线性稳压器电路原理图。

图3是采用传统线性电压管理器的数字电路在125C下的漏电流。

图4是采用本发明的电压管理器的数字电路在125C下的漏电流。

具体实施方式