具体实施方式

可以在所公开的基于金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET)的电压调节器电路中找到以下描述的实施方式。本公开的示例性方面提供了基于单极晶体管(即，MOSFET)的电压调节器电路，与可以基于双极晶体管的典型电压调节器电路相比，基于单极晶体管(即，MOSFET)的电压调节器电路可以用于需要低功耗、较少的电路复杂度和低硅面积的各种应用中。所公开的基于MOSFET 的电压调节器电路可以被配置为利用MOSFET的负反馈来改善所公开的电压调节器电路的稳定性。所公开的电压调节器电路可以在电压调节器电路的输入电源电压的改变上实现电压调节。此外，所公开的电压调节器电路可以通过利用多个MOSFET来在输入电源电压或温度的改变上实现改善的电压调节。另外，所公开的基于MOSFET的电压调节器电路可以通过包含运算放大器电路进一步在电压调节器电路周围的温度的改变上实现电压调节。

图1A是根据本公开的实施例的示例性基于MOSFET的电压调节器电路的第一示意图。参考图1A，示出了电压调节器电路102。电压调节器电路102可以包括输入端子104、第一电阻器106(也表示为“R1”)、第二电阻器108(也表示为“R2”)、第一MOSFET 110(也表示为“Q1”)和第一输出端子112。第一MOSFET 110可以是N型 MOSFET(或NMOS)。电压调节器电路102的输入端子104可以连接到第一电阻器106的第一端子106A。

根据实施例，第一MOSFET 110的第一栅极端子110A可以连接到第一电阻器106的第二端子106B和第二电阻器108的第一端子 108A。第一MOSFET 110的第一漏极端子110B可以连接到第二电阻器108的第二端子108B和电压调节器电路102的第一输出端子112。第一MOSFET 110的第一源极端子110C可以接地。根据实施例，第一电阻器106可以与第二电阻器108串联连接。根据实施例，第一电阻器106的电阻值与第二电阻器108的电阻值的比率可以是限定的比率。在实施例中，第一电阻器106的电阻值和第二电阻器108的电阻值可以基于在电压调节器电路102中使用的MOSFET的数量以及 MOSFET(例如，第一MOSFET 110)的沟道长度和宽度。例如，对于电压调节器电路102中的单个MOSFET(诸如第一MOSFET 110) 且单个MOSFET的沟道长度(L)为10μm且沟道宽度(W)为9μm，第一电阻器106的电阻值可以是3.9K欧姆，并且第二电阻器108的电阻值可以是7K欧姆。

电压调节器电路102可以被配置为在输入端子104处接收输入电源电压(也表示为“Vin”)。第一MOSFET 110可以被配置为经由第一电阻器106(也表示为“R1”)在第一MOSFET110的第一栅极端子 110A处接收输入电源电压Vin。第一MOSFET 110还可以被配置为基于限定的比率在第一栅极端子110A处接收输入电源电压Vin。第一 MOSFET 110还可以被配置为提供负反馈并作为负反馈放大器起作用或操作。

根据实施例，第一MOSFET 110还可以被配置为基于输入电源电压Vin的改变在第一输出端子112处提供第一恒定输出电压。在一些实施例中，电压调节器电路102可以被配置为基于第一电阻器106和第二电阻器108的电阻值的限定的比率在第一输出端子112处输出第一恒定输出电压。

例如，随着电压调节器电路102的输入端子104处的输入电源电压Vin增加，通过第一电阻器106的输入端子104与第一栅极端子 110A之间的电流流动也可以增加。这可以进一步增加在第一 MOSFET 110的第一栅极端子110A处接收的输入电压，其中输入电源电压的增加可以基于输入电源电压Vin的增加以及第一电阻器106 与第二电阻器108的限定的比率。

根据实施例，第一栅极端子110A处的输入电源电压增加在限定的栅极阈值电压以上可以在下拉配置中接通第一MOSFET 110，并且可以在第一MOSFET 110的漏极端子110B处输出恒定电压。因此，电压调节器电路102可以在第一输出端子112处提供第一恒定输出电压。即使输入端子104处的输入电源电压Vin改变(一旦第一MOSFET 110被接通，在特定电压范围内增加或减小)，漏极端子110B或第一输出端子112处的输出电压也可以保持恒定。在一些实施例中，第一恒定输出电压可以是电压调节器电路102所需的期望电压。因此，第一MOSFET 110可以用于在输入电源电压Vin的改变上实现由电压调节器电路102提供的第一恒定输出电压而导致的电压调节。

在一些实施例中，第二MOSFET电路可以与电压调节器电路102 级联，以提供第二恒定输出电压。与电压调节器电路102级联的第二 MOSFET电路可以用于实现附加的电压调节。例如，在图2A中进一步详细描述了与电压调节器电路102级联的第二MOSFET电路。在一些其它实施例中，多个MOSFET电路可以与电压调节器电路102 级联以实现附加的电压调节。

根据实施例，电压调节器电路102可以与运算放大器连接，以响应于电压调节器电路102周围的温度的改变来实现恒定输出电压。例如，在图3中进一步详细描述了与运算放大器连接的电压调节器电路 102。在一些其它实施例中，电压调节器电路102可以包括P型MOSFET而不是N型MOSFET(诸如第一MOSFET 110)。在图9A、图9B、图9C和图9D中进一步详细描述了包括P型MOSFET的电压调节器电路102。

图1B是根据本公开的实施例的示出了基于图1A的基于 MOSFET的电压调节器电路的输入电源电压的改变的输出电压的改变的曲线图。结合来自图1A的元件来解释图1B。参考图1B，示出了第一曲线图100。第一曲线图100指示电压调节器电路102的输入电源电压(也在X轴以伏为单位表示为Vin)和输出电压(在Y轴以 mV为单位)。图1A处描绘的输入电源电压Vin和输出电压值可以是从电压调节器电路102确定的示例性实验或仿真数据，并且可以不被解释为限制本公开。

从第一曲线图100可以观察到，当(在输入端子104处供应的) 输入电源电压Vin从0.8V增加至1.0V时，电压调节器电路102的(在第一输出端子112处输出的)输出电压从566mV增加至582.5mV。此外，可以观察到，随着输入电源电压Vin从1.0V增加至1.3V，电压调节器电路102可以提供几乎恒定的输出电压作为电压调节器电路 102的第一输出端子112处的输出电压。换句话说，对于输入电源电压Vin的300mV的改变，输出电压的改变大约小于1.0mV。因此，电压调节器电路102可以基于在1.0V至1.3V的特定电压范围内的输入电源电压Vin的改变在第一输出端子112处提供恒定输出电压(即，第一恒定输出电压)，如第一曲线图100中所示。

图2A是根据本公开的实施例的示例性基于MOSFET的电压调节器电路的示意图。结合来自图1A和图1B的元件来解释图2A。参考图2A，示出了可以类似于图1的电压调节器电路102的第一电压调节器电路202。第一电压调节器电路202可以包括输入端子204、第一电阻器206(也表示为“R1”)、第二电阻器208(也表示为“R2”)、第一MOSFET 210(也表示为“Q1”)和第一输出端子212。第一电阻器206、第二电阻器208和第一MOSFET 210的连接和功能可以类似于图1A的第一电阻器106、第二电阻器108和第一MOSFET 110。

参考图2A，进一步示出了第三电阻器214(也表示为“R3”)、第二MOSFET 216(也表示为“Q2”)、第二输出端子218和第二电压调节器电路220。第二电压调节器电路220可以包括第一电压调节器电路202、第三电阻器214、第二MOSFET 216和第二输出端子218。第二电压调节器电路220可以是包括两个MOSFET的基于MOSFET 的电压调节器电路(如图1A中所描述的)。根据实施例，第二MOSFET 216可以是N型MOSFET。第二MOSFET 216可以与第一电压调节器电路202级联。

第二MOSFET 216的第二栅极端子216A可以连接到第一 MOSFET 210的第一输出端子212和第三电阻器214的第一端子 214A。第一MOSFET 210的第一输出端子212可以是第一电压调节器电路202的输出端子。第二MOSFET 216的第二漏极端子216B可以连接到第三电阻器214的第二端子214B和第二电压调节器电路220 的第二输出端子218。第一MOSFET 210的第一源极端子210C和第二MOSFET 216的第二源极端子216C可以接地，如图2A中所示。

根据实施例，第一MOSFET 210可以被配置为经由第一电阻器 206在第一MOSFET210的第一栅极端子210A处接收输入电源电压 Vin。第一MOSFET 210还可以被配置为基于输入电源电压Vin的改变在第一输出端子212处提供第一恒定输出电压，如图1A中所描述的。第二MOSFET 216可以被配置为在第二MOSFET 216的第二栅极端子216A处接收第一恒定输出电压。第二MOSFET 216还可以被配置为提供负反馈并作为负反馈放大器起作用或操作。由第二 MOSFET 216提供的负反馈可以改善第二电压调节器电路220的第二输出端子218处的输出的稳定性。第二MOSFET 216可以进一步被配置为基于输入电源电压Vin的改变在第二输出端子218处提供第二恒定输出电压。例如，基于输入端子204处的输入电源电压Vin的增加，第一电压调节器电路202可以在第一输出端子212和第三电阻器214 处提供第一恒定输出电压。第一恒定输出电压可以在第二MOSFET 216的第二栅极端子216A处被接收。如果，在第二栅极端子216A处接收的第一恒定输出电压增加超过第二MOSFET 216的阈值栅极电压，则第二MOSFET 216可以在下拉配置中被接通并操作。在接通状态下，第二MOSFET 216的第二漏极端子216B以及第二输出端子218 处的电压降可以基本恒定。

第二电压调节器电路220可以被配置为即使在一旦第二 MOSFET 216可能被接通在输入端子204处的输入电源电压Vin中存在改变(即，增加或减小)时，也在第二输出端子218处提供第二恒定输出电压。与一旦第二MOSFET 216可以处于接通状态时输入电源电压Vin的改变相比，第二输出端子218处的输出电压的改变可以是最小的。根据实施例，可以限定第三电阻器214的第三电阻的电阻值，使得第二栅极端子216A可以从第一输出端子212接收适当的电压以接通第二MOSFET 216。与第一电压调节器电路202级联的第二 MOSFET 216可以用于通过第二输出端子218处的第二恒定输出电压的输出在第一输出端子212处的第一恒定输出电压上实现附加的电压调节。

图2B是根据本公开的实施例的示出了基于图2A的基于 MOSFET的电压调节器电路的输入电源电压的改变的输出电压的改变的曲线图。结合来自图2A的元件解释图2B。参考图2B，示出了第二曲线图200。第二曲线图200指示第二电压调节器电路220的输入电源电压(也在X轴以伏为单位表示为Vin)和输出电压(在Y轴以 mV为单位)。输出电压可以在第二输出端子218处被输出。图2A处描绘的输入电源电压Vin和输出电压值可以是从第二电压调节器电路 220确定的示例性实验或仿真数据并且可能不会被解释为限制本公开。

从第二曲线图200可以观察到，当(即，在输入端子104处供应的)输入电源电压Vin从0.8V增加至1.0V时，第二电压调节器电路 220的(即，在第二输出端子218处输出的)输出电压从387.25mV增加至388.25mV(例如)。此外，可以观察到，随着输入电源电压Vin 从1.0V增加至1.6V，第二电压调节器电路220可以提供几乎恒定的输出电压作为第二输出端子218处的输出电压。换句话说，对于输入电源电压Vin的600mV(即，1.0V至1.6V)的改变，输出电压的改变位于388.25mV至387.25mV之间。换句话说，对于输入电源电压 Vin的600mV的改变，输出电压的改变可以是1.0mV。因此，与第一电压调节器电路202或电压调节器电路102(即，在输入的300mV改变的范围内提供输出的1.0mV改变)相比，第二电压调节器电路220可以提供两次或双电压调节(即，在输入的600mV改变的范围内提供输出的1.0mV改变)。

图2C是根据本公开的实施例的图2A的基于MOSFET的电压调节器电路的示意图。参考图2C，示出了如图2A中所述的第二电压调节器电路220。第二电压调节器电路220还可以包括第四电阻器222 (也表示为“R4”)。第四电阻器222可以与第三电阻器214串联连接。第一输出端子212可以与第四电阻器222的第一端子222A连接。第二MOSFET 216的第二栅极端子216A可以连接到第四电阻器222的第二端子222B和第三电阻器214的第一端子214A。

第二MOSFET 216可以被配置为经由第四电阻器222在第二 MOSFET 216的第二栅极端子216A处接收第一恒定输出电压。可以限定第四电阻器222的电阻值，使得第二栅极端子216A可以从第一输出端子212接收适当的电压以接通第二MOSFET 216。根据实施例，包括图2C中的第四电阻器222的第二电压调节器电路220的操作可以与如图2A中所述的第一电压调节器电路202相同，并且可能不会影响第二电压调节器电路220的操作范围。

图3是根据本公开的实施例的与运算放大器连接的图2A的示例性基于MOSFET的电压调节器电路的示意图。结合来自图1A和图 2A的元件来描述图3。参考图3，示出了电压调节器电路302。电压调节器电路302可以对应于图2A的第二电压调节器电路220。电压调节器电路302可以包括输入端子304、第一电阻器306(也表示为“R1”)、第二电阻器308(也表示为“R2”)、第一MOSFET 310(也表示为“Q1”)、第一输出端子312、第三电阻器314(也表示为“R3”)、第二MOSFET 316(也表示为“Q2”)和第二输出端子318。第一电阻器306、第二电阻器308、第一MOSFET 310、第三电阻器314和第二MOSFET 316的连接和功能可以分别类似于图2A的第一电阻器 206、第二电阻器208和第一MOSFET 210、第三电阻器214和第二 MOSFET216。

参考图3，还示出了运算放大器320、运算放大器320的正输入端子320A、运算放大器320的负输入端子320B以及运算放大器320的输出端子320C。还示出了第三MOSFET 322(也表示为“Q3”)、第四MOSFET 324(也表示为“Q4”)、第五电阻器326(也表示为“R5”) 以及第三输出端子328。电压调节器电路302可以与运算放大器320 连接。电压调节器电路302和运算放大器320的组合被称为电压基准产生电路或第三电压调节器电路300。第三输出端子328可以是电压基准产生电路的输出端子。

根据实施例，电压调节器电路302可以被配置为在输入端子304 处接收输入电源电压Vin。运算放大器320的负输入端子320B可以连接到电压调节器电路302的第二输出端子318。运算放大器320的正输入端子320A可以连接到电压基准产生电路的第三输出端子328、第四MOSFET 324的第四漏极端子324B和第五电阻器326的第一端子 326A。运算放大器320的输出端子320C可以连接到第四MOSFET 324 的第四栅极端子324A。

根据实施例，第三MOSFET 322可以是N型MOSFET，并且第四MOSFET 324可以是P型MOSFET。第四MOSFET 324可以被配置为在第四MOSFET 324的第四源极端子324C处接收输入电源电压 Vin。根据实施例，第四MOSFET 324可以充当电压基准产生电路的电流镜电路。根据实施例，第三MOSFET 322的第三栅极端子322A 可以连接到第五电阻器326的第二端子326B和第三MOSFET 322的第三漏极端子322B。第三MOSFET 322可以被配置为提供负反馈并作为负反馈放大器起作用或操作。如图3中所示，第三MOSFET 322 的第三源极端子322C可以接地。

运算放大器320可以被配置为将在第二输出端子318处接收的第二恒定输出电压与电压基准产生电路(或第三电压调节器电路300) 的第三输出端子328处的电压基准进行比较。运算放大器320还可以被配置为基于该比较来控制第三输出端子328处的电压基准的产生。基于输入电源电压Vin的改变，所产生的电压基准可以是恒定的。例如，运算放大器320可以被配置为控制电压基准的产生，使得即使当输入电源电压Vin在特定范围内改变时，在第三输出端子328处的所产生的电压基准数也可以是基本恒定的。在第三输出端子328处获得的电压基准可以是作为电压调节器电路302和运算放大器320的组合的电压基准产生电路可能需要的期望电压。

根据实施例，所产生的电压基准可以进一步基于电压基准产生电路(或第三电压调节器电路300)周围的温度的改变是恒定的。电压基准产生电路可以利用运算放大器320和第四MOSFET 324(即，电流镜电路)，以在温度的改变上在第三输出端子328处产生恒定电压基准。例如，即使电压基准产生电路周围的温度改变，运算放大器320 也可以控制第三输出端子328处的恒定电压基准的产生。在一些实施例中，与第二输出端子318处的第二恒定输出电压和第一输出端子312 处的第一恒定输出电压相比，运算放大器320可以被配置为提供负反馈以用更好的调节在第三输出端子328处产生恒定电压基准。

在一些实施例中，第三电压调节器电路300或电压基准产生电路可以仅包括一个基于MOSFET的电压调节器电路(例如，如图1A中描述的电压调节器电路102)、运算放大器320、第三MOSFET 322、第四MOSFET 324和第五电阻器326，而不利用第二MOSFET 316 和第三电阻器314。在这种情况下，电压调节器电路302的第一输出端子312可以直接连接到运算放大器320的负输入端子320B。在一些其它实施例中，多个MOSFET可以与电压调节器电路302的第二输出端子318级联。

图4A是根据本公开的实施例的示出了基于图3的基于MOSFET 的电压调节器电路的输入电源电压的改变的输出电压的改变的曲线图。结合来自图3的元件来解释图4A。参考图4A，示出了第三曲线图400A。第三曲线图400A指示第三电压调节器电路300的输入电源电压(也在X轴以伏为单位表示为Vin)和输出电压(也在Y轴以伏为单位表示为Vout)。输出电压可以在第三输出端子328处被输出。图4A处描绘的输入电源电压Vin和输出电压值可以是从第三电压调节器电路300确定的示例性实验或仿真数据并且可能不会被解释为限制本公开。

从第三曲线图400A可以观察到，当(即，在输入端子304处供应的)输入电源电压Vin从0.06V增加至0.90V时，第三电压调节器电路300的(即，在第三输出端子328处输出的)输出电压从0V增加至0.45V。此外，可以观察到，随着输入电源电压Vin从0.90V增加至1.20V，第三电压调节器电路300可以提供几乎恒定的输出电压 (例如0.45V)作为第三输出端子328处的输出电压。如图4A中所示，响应于从0.90V至1.20V的输入电源电压的改变，输出电压可能存在 0.5％的变化。因此，与图1A和图2A中描绘的电压调节器电路相比，第三电压调节器电路300可以提供更好的电压调节。

图4B是根据本公开的实施例的基于图3的基于MOSFET的电压调节器电路周围的温度的改变的输出电压的改变的曲线图。结合来自图3和图4A的元件来解释图4B。参考图4B，示出了第四曲线图400B。第四曲线图400B指示第三电压调节器电路300的温度(在X轴以摄氏度为单位)和输出电压(也在Y轴以伏为单位表示为Vout)。图 4B处描绘的温度和输出电压值可以是从第三电压调节器电路300确定的示例性实验或仿真数据并且可能不被解释为限制本公开。

从第四曲线图400B可以观察到，当温度从-40摄氏度增加至120 摄氏度时，第三电压调节器电路300的(即，第三输出端子328处输出的)输出电压从0.469V降低至0.464V，然后从0.464V增加至 0.467V。换句话说，从图4A可以观察到，基于从-40摄氏度至120摄氏度的温度的改变，输出电压可能存在1.03％的变化。因此，第三电压调节器电路300可以被配置为基于第三电压调节器电路300周围的温度的改变输出几乎恒定的输出电压，如图4B中的第四曲线图400B 中所示。

图5是根据本公开的实施例的与运算放大器连接以基于输入电源电压的改变和温度的改变提供恒定输出电流的图2A的示例性基于 MOSFET的电压调节器电路的示意图。结合来自图1A、图2A和图3 的元件来描述图5。参考图5，示出了包括第二电压调节器电路502的第四电压调节器电路500，第二电压调节器电路502可以对应于图3 的电压调节器电路302或图2A的第二电压调节器电路220。第二电压调节器电路502可以包括输入端子504、第一电阻器506(也表示为“R1”)、第二电阻器508(也表示为“R2”)、第一MOSFET 510(也表示为“Q1”)、第一输出端子512、第三电阻器514(也表示为“R3”)、第二MOSFET 516(也表示为“Q2”)和第二输出端子518。第一电阻器506、第二电阻器508、第一MOSFET 510、第三电阻器514和第二MOSFET 516的连接和功能可以分别类似于图2A的第一电阻器 206、第二电阻器208、第一MOSFET 210、第三电阻器214和第二 MOSFET 216。

参考图5，还示出了运算放大器520、第三MOSFET 522(也表示为“Q3”)、第四MOSFET524(也表示为“Q4”)、第五电阻器526 (也表示作为“R5”)、第五MOSFET 528(也表示为“Q5”)和第四输出端子530。运算放大器520、第三MOSFET 522和第四MOSFET 524的连接和功能可以分别类似于图3A的运算放大器320、第三 MOSFET 322和第四MOSFET 324。第二电压调节器电路502可以与运算放大器520连接。第四输出端子530可以是第四电压调节器电路 500的输出端子。

如图5中所示，运算放大器520的负输入端子520B可以连接到第二电压调节器电路502的第二输出端子518。运算放大器520的正输入端子520A可以连接到第四MOSFET 524的第四漏极端子524B 和第三MOSFET 522的第三漏极端子522B。运算放大器520的输出端子520C可以连接到第四MOSFET 524的第四栅极端子524A和第五MOSFET 528的第五栅极端子528A。第四电压调节器电路500的第四输出端子530可以连接到第五MOSFET 528的第五漏极端子528B，如图5中所示。

根据实施例，第三MOSFET 522可以是N型MOSFET。第四 MOSFET 524和第五MOSFET528可以是P型MOSFET。第四 MOSFET 524可以被配置为在第四MOSFET 524的第四源极端子524C处接收输入电源电压Vin。类似地，第五MOSFET 528可以被配置为在第五MOSFET 528的第五源极端子528C处接收输入电源电压Vin。第四MOSFET 524可以用作或充当第四电压调节器电路500 的电流镜电路，并且第三MOSFET 522可以与第五电阻器526并联连接。如图5中所示，第三MOSFET 522的第三栅极端子522A可以与第五电阻器526的第一端子526A连接。第五电阻器526的第二端子 526B和第三MOSFET 522的源极端子522C可以接地。

根据实施例，第三MOSFET 522和第五电阻器526的并联连接可以被配置为基于输入电源电压Vin的改变提供恒定输出电流。在一些实施例中，第三MOSFET 522和第五电阻器526的并联连接可以进一步被配置为基于第四电压调节器电路500周围的温度的改变提供恒定输出电流。可以在第四输出端子530处提供恒定输出电流。因此，基于第三MOSFET 522和第五电阻器526的并联连接；和第四MOSFET 524(电流镜电路)，第四电压调节器电路500可以在第四输出端子 530处提供恒定输出电流，而不管输入电源电压Vin和温度的改变，如图6A-图6B中所描绘的。

图6A是根据本公开的实施例的示出了基于图5的基于MOSFET 的电压调节器电路的输入电源电压的改变的输出电流的改变的曲线图。结合来自图5的元件来解释图6A。参考图6A，示出了第五曲线图600A。第五曲线图600A指示第四电压调节器电路500的输入电源电压(也在X轴以伏为单位表示为Vin)和输出电流(也在Y轴以uA 为单位表示为Iout)。图6A处描绘的输入电源电压Vin和输出电流值可以是从第四电压调节器电路500确定的示例性实验或仿真数据并且可能不被解释为限制本公开。

从第五曲线图600A可以观察到，当输入电源电压Vin从0.06V 增加至0.90V时，第四电压调节器电路的(即，第四输出端子530处输出的)输出电流从0uA增加至80uA。此外，可以观察到，随着输入电源电压Vin从0.90V增加至1.20V，第四电压调节器电路500可以提供几乎恒定的输出电流，作为示例约为80uA。如图6A中所示，基于从0.90V至1.20V的输入电源电压Vin的改变，输出电流可以存在0.68％的变化。因此，第四电压调节器电路500可以被配置为响应于输入电源电压Vin的改变输出基本恒定的输出电流，如第五曲线图 600A中所示。

图6B是根据本公开的实施例的基于图5的基于MOSFET的电压调节器电路的温度的改变的输出电流的改变的曲线图。结合来自图5 的元件来解释图6B。参考图6B，示出了第六曲线图600B。第六曲线图600B指示第四电压调节器电路500的温度(在X轴以摄氏度为单位)和输出电流(也在Y轴以uA为单位表示为Iout)。图6B处描绘的温度和输出电流值可以是从第四电压调节器电路500确定的示例性实验或仿真数据并且可能不被解释为限制本公开。

从第六曲线图600B可以观察到，随着温度从-40摄氏度增加至120 摄氏度，(即，第四输出端子530处输出的)输出电流首先从81.80uA 降低至81.37uA，然后从81.37uA增加至81.70uA。换句话说，可以从图6B观察到，基于从-40摄氏度至120摄氏度的温度的改变，输出电流可能存在0.51％的变化。因此，第四电压调节器电路500可以被配置为基于温度的改变输出几乎恒定的输出电流，如第六曲线图600B 中所示。

图7A是根据本公开的实施例的基于温度的改变提供恒定输出电压的图2A的示例性基于MOSFET的电压调节器电路的示意图。结合来自图1A、图2A、图3和图5的元件来描述图7A。参考图7A，示出了包括第二电压调节器电路702的第五电压调节器电路700A，第二电压调节器电路702可以对应于图3的电压调节器电路302或图2A 的第二电压调节器电路220。类似于图2A、图3和图5，第二电压调节器电路702可以包括输入端子704、第一电阻器706(也表示为“R1”)、第二电阻器708(也表示为“R2”)、第一MOSFET 710(也表示为“Q1”)、第一输出端子712、第三电阻器714(也表示为“R3”)、第二MOSFET 716(也表示为“Q2”)和第二输出端子718。第二电压调节器电路702的连接和操作可以与第二电压调节器电路220相同，如图2A中所述。

参考图7A，还示出了第三MOSFET 720(也表示为“Q3”)、第四MOSFET 722(也表示为“Q4”)、第四电阻器724(也表示为“RT”) 和第三输出端子726。第三MOSFET 720和第四MOSFET 722可以是N型MOSFET。第二电压调节器电路702的第二输出端子718可以连接到第三MOSFET 720的栅极端子720A。第三MOSFET 720的源极端子720C可以耦合到地(即，接地)。第四电阻器724的第一端子724A可以被配置为接收输入电源电压Vin。第四MOSFET 722 的栅极端子722A可以与第四电阻器724的第二端子724B连接。第四 MOSFET 722可以被配置为提供负反馈。第三输出端子726可以连接到第四MOSFET 722的源极端子722C和第三MOSFET720的漏极端子720B。

如图2A中所描述的，基于第一MOSFET 710和第二MOSFET 716的操作，第五电压调节器电路700A可以被配置为在输入端子704 处接收输入电源电压Vin并在第二输出端子718处提供恒定的第二输出电压。第五电压调节器电路700A还可以被配置为响应于第五电压调节器电路700A周围的温度的改变和第四电阻器724的电阻值，在第三输出端子726处提供第三恒定输出电压。

图7B是根据本公开的实施例的基于图7A的基于MOSFET的电压调节器电路的温度的改变的输出电压的改变的曲线图。结合来自图 7A的元件来解释图7B。参考图7B，示出了第七曲线图700B。第七曲线图700B指示图7A的第五电压调节器电路700A的温度(在X轴以摄氏度为单位)和输出电压(在Y轴为mV为单位)。图7B处描绘的温度和输出电压值可以是从第五电压调节器电路700A确定的示例性实验或仿真数据并且可能不会被解释为限制本公开。

从第七曲线图700B可以观察到，在RT＝0的电阻值的情况下，随着温度增加，则输出电压降低。此外，可以观察到，在RT的电阻值是限定的值(即，RT＝1x)的情况下，由于第五电压调节器电路700A 可以基于第五电压调节器电路700A周围的温度的改变在第三输出端子726处提供恒定输出电压，所以输出电压可以是恒定的。此外，根据图7B，可以观察到，在RT的电阻值是限定的值的两倍(即RT＝2x) 的情况下，然后基于第五电压调节器电路700A周围的温度的改变，输出电压可以增加。

图8A是根据本公开的实施例的包括多个级联级的示例性基于 MOSFET的电压调节器电路的示意图。结合来自图1A、图2A、图3 和图5的元件来描述图8A。参考图8A，示出了第六电压调节器电路 800A，第六电压调节器电路800A包括类似于图1的电压调节器电路 102的电压调节器电路802。电压调节器电路802可以被配置为在输入端子804处接收输入电源电压Vin，并基于输入电源电压Vin的改变输出第一恒定输出电压，如图1中所述的。电压调节器电路802可以在输入电源电压Vin的300mV的改变的情况下实现1mV的变化作为输出电压，如图1A中所示。

根据图8A，电压调节器电路802的第一输出端子812可以进一步连接到第一电路814。第一电路814可以包括第三电阻器816(也表示为“R3”)、第二MOSFET 818(也表示为“Q2”)和第二输出端子820。第三电阻器816的第一端子816A可以与第一输出端子812连接。第二MOSFET 818的栅极端子818A可以与第一输出端子812以及第三电阻器816的第一端子816A连接。与第一电路814连接的电压调节器电路802可以被配置为基于输入电源电压Vin的改变在第二输出端子820处输出第二恒定输出电压。电压调节器电路802和第一电路814的组合类似于图2A中描述的第二电压调节器电路220。该组合可以在第二输出端子820处提供第二恒定输出电压。基于输入电源电压的600mV范围内的改变，第二恒定输出电压可以变化1mV，如图2B中所述。因此，与由电压调节器电路802提供的第一恒定输出电压相比，第二恒定输出电压可以是附加的经调节的电压。

根据实施例，第一电路814的第二输出端子820可以进一步连接到第二电路822。第二电路822可以包括第四电阻器824(也表示为“R4”)、第三MOSFET 826(也表示为“Q3”)和第三输出端子828。第四电阻器824(也表示为“R4”)的第一端子824A可以与第二输出端子820连接。第三MOSFET 826的栅极端子826A可以与第二输出端子820以及第四电阻器824的第一端子824A连接。如图8A中所示，第一电路814在连接和功能方面类似于第二电路822。第二电路822 可以被配置为基于输入电源电压Vin的改变在第三输出端子828处输出第三恒定输出电压。与由与第一电路814连接的电压调节器电路802 提供的电压调节相比，第二电路822可以用于实现附加的电压调节。例如，由与第一电路814和电压调节器电路802级联的第二电路822 提供的电压调节可以是由第一电路814和电压调节器电路802的组合提供的电压调节的两倍。

根据实施例，第二电路822可以进一步与如图8A中所示的类似的调节电路或级来级联。利用每个级，第六电压调节器电路800A可以基于在特定范围内的输入电源电压的改变增加输出电压调节。例如，与由电压调节器电路802提供的第一恒定输出电压相比，图8A中所示的第N个电路可以提供针对输入电源电压Vin的2^N倍伏变化的恒定输出电压。因此，基于MOSFET的电压调节器电路的数量越大，则电压调节越好或针对输入电源电压和温度的越宽的变化范围产生恒定电压基准。

图8B是根据本公开的实施例的示出了基于图8A的基于 MOSFET的电压调节器电路的输入电源电压的改变的输出电压的改变的曲线图。结合来自图8A的元件来解释图8B。参考图8B，示出了第八曲线图800B。第八曲线图800B指示输入电源电压(也在X轴以伏为单位表示为Vin)和图8A的第二电路822的输出电压(在Y轴以mV为单位)。输出电压可以在第三输出端子828处被输出。图8B 处描绘的输入电源电压Vin和输出电压值可以是从第二电路822确定的示例性实验或仿真数据并且可能不会被解释为限制本公开。

从第八曲线图800B可以观察到，当(即，在输入端子804处供应的)输入电源电压Vin从0.8V增加至1.0V时，例如，第二电路822 的输出电压从343.3mV增加至343.8mV。此外，可以观察到，随着输入电源电压Vin从1.0V增加至1.6V，第二电路822可以提供位于343.8mV至343.5mV之间的几乎恒定的输出电压(作为第三恒定输出电压)。换句话说，对于输入电源电压Vin的600mV的改变，第二电路822的输出电压的改变是0.30mV。因此，与第一电路814和第二电路822级联的电压调节器电路802可以被配置为基于在特定范围内的输入电源电压Vin的改变输出几乎恒定的输出电压，如第八曲线图 800B中所示。如图1B、图2B和图8B中所示，随着与图1的电压调节器电路102(或图8A的电压调节器电路802)级联的MOSFET电路的数量增加，基于输入电源电压Vin的改变的输出电压的改变降低。因此，随着与图1的电压调节器电路102级联的MOSFET电路的数量增加，可以实现改善的电压调节或电压基准产生。

图9A、图9B、图9C和图9D是根据本公开的实施例的基于P型 MOSFET的电压调节器电路的示例性示意图。参考图9A，示出了电压调节器电路902。电压调节器电路902可以包括输入端子904、第一 MOSFET 906(也表示为“Q1”)、第一电阻器908(也表示为“R1”)、第二电阻器910(也表示为“R2”)和第一输出端子912。

根据实施例，第一MOSFET 906可以是P型MOSFET(或 PMOS)。第一MOSFET 906的第一源极端子906C可以与输入端子 904连接，并且可以被配置为接收输入电源电压Vin。第一MOSFET 906的栅极端子906A可以与第一电阻器908的第一端子908A和第二电阻器910的第二端子910B连接。第一输出端子912可以与第一 MOSFET 906的漏极端子906B和第二电阻器910的第一端子910A连接。第一电阻器908的第二端子908B可以接地。根据实施例，可以限定第一电阻器908的电阻值和第二电阻器910的电阻值的比率。在实施例中，第一电阻器908的电阻值和第二电阻器910的电阻值可以基于在电压调节器电路902中使用的MOSFET的数量、MOSFET(例如第一MOSFET 906)的沟道长度和沟道宽度。电压调节器电路902 可以被配置为在第一MOSFET 906的第一源极端子906C处接收输入电源电压Vin。第一MOSFET 906还可以被配置为在上拉配置中操作，并且可以基于输入电源电压Vin的改变在第一输出端子912处提供第一恒定输出电压或经调节的输出电压，如在图1A中针对N型 MOSFET电压调节器电路详细描述的。

参考图9B，示出了与第一电路914连接的电压调节器电路902。第一电路914可以包括第二MOSFET 916(也表示为“Q2”)、第三电阻器918和第二输出端子920。第二MOSFET 916可以是P型 MOSFET。第二MOSFET 916的源极端子916C可以被配置为接收输入电源电压Vin。第二MOSFET 916的栅极端子916A可以与电压调节器电路902的第一输出端子912和第三电阻器918的第二端子918B 连接。第二输出端子920可以与第二MOSFET 916的漏极端子916B和第三电阻器918的第一端子918A连接。第二MOSFET 916可以被配置为在栅极端子916A处接收来自第一输出端子912的第一恒定输出电压。根据实施例，第二MOSFET 916还可以被配置为在上拉配置中操作，并且可以基于输入电源电压Vin的改变在第二输出端子920 处提供第二恒定输出电压。与由电压调节器电路902提供的第一恒定输出电压相比，电压调节器电路902可以与第一电路914级联以在输入电源电压Vin的改变上实现附加的电压调节，如在图2A中针对基于N型MOSFET的第二电压调节器电路220详细描述的。

参考图9C，示出了与第一电路914和第二电路922级联的电压调节器电路902。第二电路922可以包括第三MOSFET 924(也表示为“Q3”)、第四电阻器926(也表示为“R4”)和第三输出端子928。第三MOSFET 924可以是P型MOSFET。第三MOSFET 924的源极端子924C可以被配置为接收输入电源电压Vin。第三MOSFET 924的栅极端子924A可以与第一电路914的第二输出端子920和第四电阻器926的第二端子926B连接。第三输出端子928可以与第三MOSFET924的漏极端子924B和第四电阻器926的第一端子926A连接。第三 MOSFET 924可以被配置为从第二输出端子920接收第二恒定输出电压，在上拉配置中操作，并且基于输入电源电压Vin的改变在第三输出端子928处提供第三恒定输出电压。与通过与第一电路914级联的电压调节器电路902的组合提供的输出电压相比，电压调节器电路902 可以与第一电路914和第二电路922级联，以在输入电源电压的改变上实现附加的电压调节。

参考图9D，示出了电压调节器电路900，其中类似于图8A中描述的基于N型MOSFET的级联电压调节器电路，多个基于P型 MOSFET的电压调节器电路被级联。输出电压的电压调节随着输入电源电压Vin在图9D中所示的级联电压调节器电路的每一级的改变而增加。

图10是根据本公开的实施例的示出了基于MOSFET的电压调节器电路的示例性操作的流程图。结合来自图1A、图1B、图2A、图 2B、图2C、图3、图4A、图4B、图5、图6A、图6B、图7A、图7B、图8A、图8B、图9A、图9B、图9C和图9D的元件来描述图10。参考图10，示出了流程图1000。流程图的操作可以由电压调节器电路 102执行。操作可以开始于1002并进行到1004。

在1004处，可以经由第一电阻器106在第一MOSFET 110的第一栅极端子110A处接收输入电源电压Vin。第一MOSFET 110可以被配置为在第一MOSFET 110的第一栅极端子110A处接收输入电源电压Vin。第一MOSFET 110可以是N型MOSFET。例如，在图1A 中示出和描述了电压调节器电路102的连接。

在1006处，基于输入电源电压Vin的改变，可以在第一输出端子112处提供第一恒定输出电压。第一MOSFET 110可以被配置为在第一输出端子112处提供第一恒定输出电压。例如，在图1A和图1B 中描述了提供第一恒定输出电压的第一MOSFET 110的操作。

在1008处，可以在第二MOSFET 216的第二栅极端子216A处接收第一恒定输出电压。第二MOSFET 216可以被配置为在第二 MOSFET 216的第二栅极端子216A处接收第一恒定输出电压。第二 MOSFET 216可以是N型MOSFET。包括第二MOSFET 216的电压调节器电路102可以对应于图2A的第二电压调节器电路220。例如在图2A中示出和描述了第二电压调节器电路220的连接和操作。

在1010处，基于输入电源电压Vin的改变，可以在第二输出端子218处提供第二恒定输出电压。第二MOSFET 216可以被配置为在第二输出端子218处提供第二恒定输出电压。例如，在图2A和图2B 中描述了提供第二恒定输出电压的第二MOSFET 216的操作。与使用单个MOSFET实现的电压调节相比，使用两个MOSFET实现的电压调节可以是改善的电压调节。控制可以传递给结束。

本公开的示例性方面可以包括电压调节器电路102，该电压调节器电路102包括第一电阻器106(也表示为“R1”)、第二电阻器108 (也表示为“R2”)以及第一金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET)110(也表示为“Q1”)。第一MOSFET 110的第一栅极端子可以连接到第一电阻器106的第二端子和第二电阻器108的第一端子。第一MOSFET 110的第一漏极端子可以连接到第二电阻器108 的第二端子和电压调节器电路102的第一输出端子112。第一MOSFET 110可以被配置为经由第一电阻器106在第一MOSFET 110 的第一栅极端子处接收输入电源电压。第一MOSFET 110可以进一步被配置为基于输入电源电压的改变在第一输出端子112处提供第一恒定输出电压。

根据实施例，第一MOSFET 110可以是N型MOSFET。第一 MOSFET 110还可以被配置为提供负反馈。可以限定第一电阻器106 的电阻值和第二电阻器108的电阻值的比率。第一MOSFET 110还可以被配置为基于限定的比率在第一栅极端子处接收输入电源电压。根据实施例，电压调节器电路102还可以包括第二MOSFET 216(也表示为“Q2”)和第三电阻器214(也表示为“R3”)。第二MOSFET 216 的第二栅极端子可以连接到第一MOSFET 110的第一输出端子和第三电阻器214的第一端子。第二MOSFET 216的第二漏极端子可以连接到第三电阻器214的第二端子和第二输出端子218。第一MOSFET 110的第一源极端子和第二MOSFET216的第二源极端子可以接地。第二MOSFET 216可以是N型MOSFET。第二MOSFET 216可以被配置为在第二MOSFET 216的第二栅极端子处接收第一恒定输出电压。第二MOSFET 216还可以被配置为基于输入电源电压的改变在第二输出端子218处提供第二恒定输出电压。电压调节器电路102还可以包括连接在第一输出端子212与第三电阻器214的第一端子之间的第四电阻器222。

根据实施例，电压调节器电路102还可以包括诸如运算放大器320 之类的运算放大器、第三MOSFET 322(也表示为“Q3”)、第四 MOSFET 324(也表示为“Q4”)和第五电阻器(诸如图3中的第四电阻器326)。运算放大器320的负输入端子可以连接到电压调节器电路102的第二输出端子。运算放大器320的输出端子可以连接到第四 MOSFET 324的第四栅极端子。运算放大器320的正输入端子可以连接到电压调节器电路102的第三输出端子、第四MOSFET 324的第四漏极端子和第五电阻器的第一端子。第三MOSFET 322可以是N型MOSFET，并且第四MOSFET 324可以是被配置为在第四MOSFET 324的第四源极端子处接收输入电源电压的P型MOSFET。第三 MOSFET 322的第三栅极端子可以连接到第五电阻器的第二端子和第三MOSFET 322的第三漏极端子。第三MOSFET 322的第三源极端子可以接地。

运算放大器320可以被配置为将第二输出端子处的第二恒定输出电压与电压调节器电路102的第三输出端子处的电压基准进行比较。运算放大器320还可以被配置为基于该比较控制在电压调节器电路 102的第三输出端子处的电压基准的产生。基于输入电源电压的改变，所产生的电压基准可以是恒定的。基于电压调节器电路102周围的温度的改变，所产生的电压基准可以是恒定的。根据实施例，第三MOSFET 322和第五电阻器可以并联连接。第三MOSFET 322的第三栅极端子可以连接到电压调节器电路的第三输出端子和第五电阻器的第一端子。第三MOSFET 322和第五电阻器之间的并联连接可以被配置为基于输入电源电压和电压调节器电路102周围的温度的改变来提供恒定输出电流。

本公开可以以硬件或硬件和软件的组合来实现。本公开可以以集中方式在至少一个计算机系统中实现或以其中不同的元件可以跨越多个互连的计算机系统的分布式方式来实现。适于执行本文描述的方法的计算机系统或其它设备可以是适合的。硬件和软件的组合可以是具有计算机程序的通用计算机系统，该计算机程序在加载和执行时，可以控制计算机系统，使得它执行本文描述的方法。本公开可以在包括还执行其它功能的集成电路的一部分的硬件中实现。

本公开还可以嵌入计算机程序产品中，该计算机程序产品包括使得能够实现本文描述的方法的所有特征，并且在计算机系统中被加载时能够执行这些方法。在当前背景下，计算机程序意味着一组指令的任何语言、代码或符号的任何表达，这些指令旨在使具有信息处理能力的系统直接或在以下任一或两者之后执行特定功能：A)转换为另一种语言、代码或符号；B)以不同的物质形式进行复制。

虽然已经参考某些实施例描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，可以在不脱离本公开的范围的情况下进行各种改变并且可以替换等同物。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教导。因此，旨在本公开不限于所公开的特定实施例，而是本公开将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。