Genere fuentes de voltaje constante desde la fuente de alimentación usando MOSFET

Supongamos que tengo un Vdd de 1,4 V y quiero generar voltajes constantes de 1,2 V y 1 V incluso cuando hay ligeros cambios en los valores de carga, ¿hay alguna forma posible de lograr esto? Bueno, traté de hacer esto usando espejos de corriente y escaleras de resistencia, pero no pude lograr voltajes constantes porque la carga estaba cambiando. ¿Se puede hacer alguna modificación a estos métodos o hay alguna solución para esto?

Edición 1:

Esta pregunta se ha planteado desde la perspectiva del diseño de circuitos integrados, en el que trato de reducir la disipación de energía de mi circuito diseñado dando voltajes de suministro más bajos a algunos de los componentes. Ahora, la única forma en que puedo hacer esto es si puedo generar estos voltajes desde Vdd considerando que solo quiero un pin de alimentación en el IC.

Edición 2 (3):

El valor de la corriente que toma el vdd está en el rango de mA y la necesaria para el 1V ronda los 80uA

¿Es esto para un diseño de IC que está haciendo o está buscando una solución discreta/a nivel de placa? ¿Y de cuánta corriente estamos hablando?
Porque no conozco ningún regulador que funcione "independientemente de la carga", por ejemplo, con una carga de 0.00000000001 ohmios.
sí, estoy hablando solo en el contexto relacionado con el diseño de circuitos integrados.
Divisor de resistencia seguido de amplificador operacional. Como han dicho otros, esto funcionará HASTA UN PUNTO. No existe tal cosa como "independientemente de la carga". Para la estabilidad, puede ser necesario un condensador externo. (No diseño circuitos integrados, pero veo que los procesadores de señal mixta ocasionalmente requieren un condensador externo en un voltaje de referencia interno).
@RespawnedFluff, supongo que la edición ha aclarado la pregunta.
@mkeith, sí, estudié la posibilidad de usar un amplificador operacional, pero diseñar un amplificador operacional al nivel del transistor significaría agregar muchos transistores nuevos y esto, a su vez, aumentaría la disipación de energía. Si hay alguna otra idea con un número mucho menor de puertas, sería una mejor apuesta.
¿Cuánta corriente se necesita realmente en 1.2 y 1.0? Necesita tal vez 6 transistores para cada voltaje. Si la corriente es baja, no necesita una etapa de salida elegante. Es posible que pueda sesgar el amplificador operacional en, digamos, 1 uA (no lo sé porque no diseño circuitos integrados). Si está diseñando un circuito integrado, no creo que una docena de transistores sea un gran problema. ¿Pero que se yo? ¿Cuánta corriente puede ahorrar yendo a rieles divididos internos?
Bueno, la corriente para uno de ellos es de alrededor de 100uA.
@mkeith, tampoco soy un diseñador de circuitos integrados, pero obtener una salida de 1,2 V de un Vdd de 1,4 V podría necesitar más que el amplificador operacional más simple. Simplemente diseñar un amplificador operacional con solo 1.4 V Vdd no es una tarea sencilla (o de todos modos no lo era en los años 90 cuando estaba en la escuela. Estoy seguro de que hay muchos diseños conocidos hoy en día).
@vineel13: agregue esta información (valor actual aproximado para cuestionarse); no necesitamos una cifra precisa, pero 100uA es probablemente mucho menos de lo que la mayoría de los lectores aquí (que no están familiarizados con el diseño de circuitos integrados) imaginarían que necesita.
También puede consultar esta tesis que pretende examinar todas las soluciones VRM en chip conocidas.
@ThePhoton, puede que tengas razón. Por otro lado, el OP ya está trabajando en un proceso CMOS que aparentemente soporta VDD interno de 1V. Eso implica que hay disponibles transistores de voltaje de umbral muy bajo. Y no se necesita mucha corriente.
@ vineel13, ¿cuánta corriente puede ahorrar al reducir el voltaje de 1.4? Cualquiera que sea la solución de regulador que utilice, deberá tener una corriente de reposo menor que los ahorros.

Respuestas (1)

A menos que de alguna manera logre integrar un inductor dentro de su chip para que se pueda realizar un regulador reductor, usar cualquier forma de regulador lineal para reducir un voltaje a un nivel más bajo NO "consumirá" menos energía (vatios) para el mismo corriente dibujada.

Los reguladores lineales funcionan simplemente quemando el exceso de voltaje en forma de calor, por lo que no hay ahorro neto de energía. Por supuesto, si reducir el voltaje también reduce la corriente, entonces esto genera un ahorro pero, en el nivel de 100 uA, creo que estará perdiendo el tiempo y recomendaría tratar de encontrar formas de hacer que sus circuitos básicos tomen menos corriente.

Ese es mi consejo.

Bueno, en realidad, cuando simulé el circuito dando diferentes voltajes, el consumo total de energía de los circuitos se redujo. Y ahora, como no puedo darle 3 pines de alimentación a mi IC, estaba pensando si podré generar estos voltajes desde el propio Vdd. Bueno, en realidad no recuerdo los valores actuales exactos, pero buscaré estos valores.
Un convertidor de capacitor conmutado es otra posibilidad, y probablemente más realista para un circuito integrado. No tengo idea si se puede hacer con compensaciones de ingeniería razonables.
¿Tal vez intente "perder" algo de voltaje con un diodo Schottkey de baja caída de voltaje?
Estaba pensando que los circuitos de 1,2 y 1,0 V consumirían menos corriente a voltajes más bajos. Lo que significa que reducir el voltaje, incluso con un esquema de regulador lineal de algún tipo, generaría ahorros. Pero no sé lo que está pensando el OP. Si el circuito que se ejecuta en 1.2 y 1.0 tiene una característica de corriente constante, entonces todo el esquema está condenado.
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