[发明专利]一种输出电压的低功耗校正电路及自动校正方法

说明书

本发明提供了一种具有输出电压的低功耗校正电路及方法，涉及电子元件技术领域，主要解决了线性电压转换器存在静态功率耗高的技术问题。本发明包括源极随耦器以及与所述源极随耦器连接的电压校正单元；所述电压校正单元包括依次连接的电压传感模块、数位控制模块以及参考电压控制模块；所述源极随耦器与所述电压传感模块、参考电压控制模块均相连。本发明采用源极随耦器替换线性电压转换器，源极随耦器不会产生静态功率消耗，因而能够有效减少传感器的片上系统的功率消耗；同时，设计电压校正单元及电压校正方法，有效避免了源极随耦器的电压输出不稳定的缺点。因此，本发明电路具备功耗低、输出稳定，具备较大的应用价值。

技术领域

本发明涉及电子元件技术领域，尤其涉及一种输出电压的低功耗校正电路及自动校正方法。

背景技术

在目前无线通讯技术系统快速发展之下，研发低成本、高效能、低功耗之无线射频集成电路日益迫切，目前全球正进入一个各种系统都需要采集和交换资料的物联网时代，传感器以无线方式传输资料的物联网中，如果传感器采用电池供电，功耗受限且必须持续很长时间的话，低功耗、低电压的WiFi发挥至关重要的角色。在上述传感器的片上系统（System on Chip，SoC）的电源结构设计中，上层采用数个线性电压转换器，主要目的有两个。其一是直流电压降压(VIN-to-VOUT)，提供低电压给下层的核心电路，其二是让下层多个类比或数位负载电路彼此之间有很好的隔离度，进而提高传输效能。在功耗方面，主要可以从两个地方改善，第一，降低负载的动态电流。系统在运作时，这是最直接有效的降低功耗，然而，此改善方法必须跟整体效能做一个权衡评估，复杂度过高；第二，降低线性电压转换器的静态电流。在不传输资料时，系统会进入睡眠待机，此时尽管负载功率消耗极小，线性电压转换器依然要保持开启，提供稳定的输出电压。因此降低线性电压转换器的静态电流就很重要。因此，如何降低线性电压转换器的静态功率消耗，是最需要解决的问题。

在线性电压转换器传统的架构下，可分为核心级和输出级。核心级主要是基准电压（voltage reference，VREF）跟反馈电压（voltage feedback，VFB）通过误差放大器，让输出电压（Vout）稳定；输出级为高压传输晶体管(Mpass)、回授电阻、跟负载电容所构成。其中为了达到较小的静态电流设计，回授电阻通常不会设计太小，而两个回授电阻的比例，是根据参考电压跟所需的输出电压去做设计。传输晶体管为了承受大功率负载，需要有一定的驱动能力，在最大电流输出时，需要适当地设计W/L比，让Vo2VDS（sat），以确保误差放大器操作于饱和区。上述电路功耗方面都有一部分的占比，如果要做到微安或低于微安等级的静态功耗，付出的代价就是面积上的增加，而且又要允许在低压下操作，也增加设计上的困难。

发明内容

本发明其中一个目的是为了解决现有技术中降低线性电压转换器存在的静态功率消耗高的技术问题。为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：本发明一种输出电压的低功耗校正电路，包括源极随耦器以及与所述源极随耦器连接的电压校正单元。

进一步地，所述电压校正单元包括依次连接的电压传感模块、数位控制模块以及参考电压控制模块；所述源极随耦器与所述电压传感模块、参考电压控制模块均相连。

进一步地，所述源极随耦器包括晶体管M1、稳压电容C1。所述晶体管M1的栅极、漏极分别接入参考电压、输入电压，源极连接负载，所述稳压电容C1连接在所述晶体管M1的源极与地端之间；所述晶体管M1的源极与所述负载之间设有输出端口；所述源极随耦器向所述负载输出的电流为动态电流；所述源极随耦器能够将所述输入电压通过所述晶体管M1进行降压，形成输出电压；所述电压校正单元对所述参考电压进行校正，使得所述输出电压满足预设范围，此时，所述动态电流传输至所述负载。

优选地，所述晶体管M1为N-MOS晶体管。