專利名稱：帶自適應(yīng)頻率補(bǔ)償?shù)碾妷赫{(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及電壓調(diào)節(jié)器，更具體地，涉及帶自適應(yīng)頻率補(bǔ)償?shù)碾妷赫{(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
在許多電子系統(tǒng)中，希望保持電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而不管施加至電路的負(fù)載阻抗。例如，附連至電壓調(diào)節(jié)器的可變負(fù)載可使電子系統(tǒng)變得不穩(wěn)定，即使當(dāng)附連至電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)載阻抗隨時(shí)間變化時(shí)，與電子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的電壓調(diào)節(jié)器的輸出應(yīng)當(dāng)能夠保持穩(wěn)定。
用于調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)器輸出端電壓的許多公知技術(shù)被設(shè)計(jì)為使用固定的頻率零點(diǎn)來(lái)“清除(zero-out)”與電壓調(diào)節(jié)器每一級(jí)關(guān)聯(lián)的極點(diǎn)。然而，例如當(dāng)附加至電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)載是可變負(fù)載時(shí)，受到該可變負(fù)載影響的每一級(jí)的傳輸函數(shù)的極點(diǎn)頻率也發(fā)生變化。當(dāng)附加用來(lái)校正被影響的極點(diǎn)的零點(diǎn)頻率固定，而對(duì)應(yīng)的極點(diǎn)變化時(shí)，提供的零點(diǎn)并未精確地抵消增加的極點(diǎn)的作用。
圖1表示現(xiàn)有技術(shù)的電壓調(diào)節(jié)器10。電壓調(diào)節(jié)器10包括放大器12、緩沖放大器14，PMOS晶體管16、反饋電路18以及負(fù)載20。耦合至電壓調(diào)節(jié)器10輸出端的負(fù)載20包括電阻性元件和電容性元件。放大器12接收參考電壓和反饋信號(hào)(從反饋電路18)并且放大該參考電壓和該反饋信號(hào)之差。參考電壓和反饋信號(hào)均用于調(diào)節(jié)在電壓調(diào)節(jié)器10輸出端提供的電壓。放大器12的輸出被作為輸入提供至緩沖放大器14。緩沖放大器14放大放大器12的輸出并且將其輸出提供至PMOS晶體管16的柵極端。PMOS晶體管16利用放大器14的輸出來(lái)控制提供至負(fù)載20的電流量。
圖2表示對(duì)應(yīng)于極點(diǎn)1、極點(diǎn)2和極點(diǎn)3的增益-頻率曲線以及相位-頻率曲線，這些極點(diǎn)與圖1中電壓調(diào)節(jié)器10的每一級(jí)(分別標(biāo)記為P1、P2和P3)相關(guān)聯(lián)。如圖2所示，隨著頻率的增加，與電壓調(diào)節(jié)器10每一級(jí)關(guān)聯(lián)的每一極點(diǎn)的增益降低，并且與電壓調(diào)節(jié)器10每一極點(diǎn)關(guān)聯(lián)的相位降低，然而，當(dāng)在增益到達(dá)0 dB之前相位下降太低時(shí)(例如，低于-180度)，會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定。注意，電壓調(diào)節(jié)器10內(nèi)的每一極點(diǎn)都引起相位的降低；因此在所示示例中，相位在極點(diǎn)3處降低至-225度，這導(dǎo)致不穩(wěn)定的系統(tǒng)。
參考圖1，注意反饋電路18僅使用漏極電流管理電壓調(diào)節(jié)器10的不穩(wěn)定。然而，當(dāng)電壓調(diào)節(jié)器10在線性區(qū)域中操作時(shí)(與飽和區(qū)相反)，漏極電壓中小的變化導(dǎo)致漏極電流的較大變化；因此，使用漏極電流并未有效地管理電壓調(diào)節(jié)器10的不穩(wěn)定性。也就是，僅使用漏極電壓不能充分地補(bǔ)償電壓調(diào)節(jié)器10的極點(diǎn)，從而使得過(guò)0 dB處的相位余量下降到導(dǎo)致不穩(wěn)定性的水平。
因此，需要一種改進(jìn)的電壓調(diào)節(jié)器，在可變負(fù)載條件下保持穩(wěn)定的輸出電壓。


本發(fā)明通過(guò)示例說(shuō)明，并且不限于附圖，在附圖中，相同的引用標(biāo)記表示相同的元件，并且其中圖1表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)發(fā)明的電壓調(diào)節(jié)器的框圖；圖2表示對(duì)應(yīng)于圖1電壓調(diào)節(jié)器的增益-頻率曲線和相位-頻率曲線；圖3表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)器的框圖；以及圖4以電路圖的形式表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)器。
技術(shù)人員明白，圖中的各元件出于簡(jiǎn)明的目的示出，并不一定依比例繪制。例如，圖中一些元件的尺度可能相對(duì)于其它元件夸大，以有助于增進(jìn)對(duì)于本發(fā)明實(shí)施例的理解。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供調(diào)節(jié)供應(yīng)至可變負(fù)載的電壓的電壓調(diào)節(jié)器。解決了通常出現(xiàn)在電壓調(diào)節(jié)器中的不穩(wěn)定性問(wèn)題，該電壓調(diào)節(jié)器包括具有一個(gè)或更多極點(diǎn)的多級(jí)以及附連到該電壓調(diào)節(jié)器的可變負(fù)載。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)允許電壓調(diào)節(jié)器的可變零點(diǎn)電路(下面將描述)來(lái)調(diào)整可變負(fù)載的變化阻抗，可以抵消前述極點(diǎn)的不穩(wěn)定作用。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一種電壓調(diào)節(jié)器包括第一放大器級(jí)、第二放大器級(jí)、輸出級(jí)以及可變零點(diǎn)電路。耦合該第一放大器級(jí)來(lái)接收參考電壓并且引入電壓調(diào)節(jié)器的第一極點(diǎn)。將第二放大器級(jí)耦合至第一放大器級(jí)，并且引入電壓調(diào)節(jié)器的第二極點(diǎn)。輸出級(jí)耦合至第二放大器級(jí)。該輸出級(jí)具有輸出驅(qū)動(dòng)器，并被耦合來(lái)基于參考電壓提供輸出電壓?？勺兞泓c(diǎn)電路耦合至第一放大器級(jí)、第二放大器級(jí)以及輸出級(jí)。可變零點(diǎn)電路提供零點(diǎn)，以根據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)器的柵源電壓和輸出驅(qū)動(dòng)器的漏源電壓來(lái)補(bǔ)償電壓調(diào)節(jié)器的第一節(jié)點(diǎn)和第二極點(diǎn)中的至少一個(gè)。
在一個(gè)實(shí)施例中，一種電壓調(diào)節(jié)器包括第一放大器級(jí)、輸出級(jí)以及可變零點(diǎn)電路。耦合第一放大器級(jí)來(lái)接收參考電壓。輸出級(jí)耦合至第一放大器級(jí)，具有輸出驅(qū)動(dòng)器，并被耦合來(lái)基于參考電壓提供輸出電壓?？勺兞泓c(diǎn)電路耦合至第一放大器級(jí)和輸出級(jí)。該可變零點(diǎn)電路提供零點(diǎn)，以根據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)器的柵源電壓和輸出驅(qū)動(dòng)器的漏源電壓來(lái)補(bǔ)償電壓調(diào)節(jié)器的第一極點(diǎn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，一種電壓調(diào)節(jié)器包括第一放大器級(jí)、第二放大器級(jí)、輸出級(jí)、可變電阻-電容(RC)電路、電阻性元件、第一電阻器以及第二電阻器。耦合第一放大器級(jí)來(lái)接收參考電壓。第二放大器級(jí)耦合至第一放大器級(jí)。輸出級(jí)耦合至第二放大器級(jí)，具有輸出驅(qū)動(dòng)器，并被耦合以基于參考電壓提供輸出電壓。電阻性元件具有耦合至第一電源的第一端子。第一電阻器具有耦合至電阻性元件第二端子的第一電流電極、耦合至輸出驅(qū)動(dòng)器第一電流極的第二電流電極以及耦合至輸出驅(qū)動(dòng)器控制電極的控制電極。第二電阻器具有耦合至電阻性元件第二端子的第一電流電極、耦合至輸出驅(qū)動(dòng)器控制電極的控制電極以及耦合至可變RC電路的第二電流電極。
在一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種提供輸出電壓的方法。將參考電壓提供至電壓調(diào)節(jié)器的第一放大器級(jí)。基于該參考電壓生成輸出電壓。通過(guò)電壓調(diào)節(jié)器的輸出驅(qū)動(dòng)器提供輸出電壓。根據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)器的柵源電壓和漏源電壓，提供零點(diǎn)來(lái)補(bǔ)償電壓調(diào)節(jié)器的第一極點(diǎn)。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)器300。電壓調(diào)節(jié)器300包括放大器級(jí)301、放大器級(jí)303、輸出級(jí)307、可變零點(diǎn)電路318、可變?cè)鲆骐娐?21以及反饋電路314。在一個(gè)實(shí)施例中，放大器級(jí)301包括放大器302，放大器級(jí)303包括放大器305，并且輸出級(jí)307包括晶體管308(輸出驅(qū)動(dòng)器308)和負(fù)載315。在一個(gè)實(shí)施例中，晶體管308可以是PMOS晶體管。負(fù)載315包括電阻性元件440(電阻器440)和電容性元件443(電容器443)。可變零點(diǎn)電路318包括可變電阻-電容(RC)電路317和可變零點(diǎn)控制器311。
在一個(gè)實(shí)施例中，放大器302的輸出端耦合至放大器305的輸入端、可變?cè)鲆骐娐?21的輸出端以及可變RC電路317的輸出端。放大器305的輸出端在節(jié)點(diǎn)306耦合至輸出驅(qū)動(dòng)器308的控制電極、可變?cè)鲆骐娐?21的輸入端以及可變零點(diǎn)控制器311的輸入端。耦合電壓源(未示出)以在節(jié)點(diǎn)322向放大器302的輸入端、可變?cè)鲆骐娐?21的輸入端、放大器305的輸入端、可變零點(diǎn)控制器311的輸入端以及輸出驅(qū)動(dòng)器308的第一電流電極提供電壓VDD。輸出驅(qū)動(dòng)器308的第一電流電極也在節(jié)點(diǎn)322耦合至可變零點(diǎn)控制器311的輸入端。輸出驅(qū)動(dòng)器308的第二電流電極在節(jié)點(diǎn)310耦合至可變零點(diǎn)控制器311的輸入端、反饋電路314的輸入端以及負(fù)載315的輸入端。可變零點(diǎn)控制器311的輸出端耦合至可變RC電路317的輸入端。反饋電路314的輸出端耦合至放大器302的輸入端。
在電壓調(diào)節(jié)器300的正常操作期間，放大器302耦合至電壓源和地(未示出)。此外，負(fù)載315(其可以是具有可變負(fù)載阻抗的負(fù)載)耦合至輸出級(jí)307的節(jié)點(diǎn)310。放大器302從參考電壓源(未示出)接收參考電壓(VREF)并且從反饋電路314接收反饋電壓(VFB)，并且在節(jié)點(diǎn)331生成放大的輸出。放大器302的放大輸出包括通過(guò)參考電壓VREF和反饋電壓VFB之差倍乘的差分增益。在一個(gè)實(shí)施例中，放大器302可以是，例如運(yùn)算放大器。
在一個(gè)實(shí)施例中，放大器302的輸出，結(jié)合可變零點(diǎn)放大器318和可變?cè)鲆骐娐?21的輸出，用于在節(jié)點(diǎn)310保持經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓。在替換實(shí)施例中，放大器302的輸出，結(jié)合可變零點(diǎn)電路318的輸出，用于在節(jié)點(diǎn)310保持經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓。也就是說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，可變?cè)鲆骐娐?21可以是電壓調(diào)節(jié)器300的可選部件。
在一個(gè)實(shí)施例中，可變?cè)鲆骐娐?21的輸出，其經(jīng)由節(jié)點(diǎn)306取決于放大器305的輸出，被提供至節(jié)點(diǎn)331，以調(diào)整與放大器302的輸出關(guān)聯(lián)的差分增益。放大器302的輸出、可變?cè)鲆骐娐?21的輸出以及可變零點(diǎn)電路318的輸出被提供至放大器305以供進(jìn)一步放大。在一個(gè)實(shí)施例中，放大器305可以是，例如緩沖放大器。放大器305的輸出被提供至可變?cè)鲆骐娐?21的輸入端、可變零點(diǎn)電路318的輸入端以及輸出驅(qū)動(dòng)器308的控制電極。輸出驅(qū)動(dòng)器308的控制電極使用放大器305的輸出調(diào)節(jié)在節(jié)點(diǎn)310提供至負(fù)載315、反饋電路314以及可變零點(diǎn)控制器311的電流量。通過(guò)調(diào)節(jié)提供至節(jié)點(diǎn)310的電流量，電壓調(diào)節(jié)器300能夠在例如負(fù)載315是可變負(fù)載時(shí)調(diào)節(jié)提供至負(fù)載315的輸出電壓VOUT。
如圖3所示，電壓調(diào)節(jié)器300每一級(jí)的電子器件可向電壓調(diào)節(jié)器300的每一相應(yīng)級(jí)引入極點(diǎn)。例如，放大器級(jí)301的放大器302可引入極點(diǎn)P2，放大器級(jí)303的放大器305可引入極點(diǎn)P3，并且輸出級(jí)307的負(fù)載315可引入極點(diǎn)P1。
眾所周知，如果附加的極點(diǎn)未能充分地補(bǔ)償，那么電壓調(diào)節(jié)器傳輸函數(shù)中多于一個(gè)極點(diǎn)的存在可導(dǎo)致電壓調(diào)節(jié)器變得不穩(wěn)定。例如，如上參考圖2所述，當(dāng)過(guò)0 dB的相位下降到-180度之下時(shí)，可能導(dǎo)致不穩(wěn)定。通過(guò)充分地補(bǔ)償這些極點(diǎn)(例如通過(guò)附加零點(diǎn)來(lái)提升相位余量)，對(duì)應(yīng)于過(guò)0 dB的相位可保持在希望的范圍之內(nèi)(例如，-180度之上等)，從而防止不穩(wěn)定。進(jìn)而，當(dāng)耦合至電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)載具有變化的阻抗時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)償技術(shù)，例如提供固定的頻率零點(diǎn)，不足以補(bǔ)償附加的極點(diǎn)，因?yàn)楣潭ǖ念l率零點(diǎn)通常沒(méi)有足夠接近附加的極點(diǎn)來(lái)遏制它們的不穩(wěn)定作用。
在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)由電壓調(diào)節(jié)器300的放大器級(jí)301引入的極點(diǎn)P2和由放大器級(jí)303引入的極點(diǎn)P3位于電壓調(diào)節(jié)器300傳輸函數(shù)的有效頻率范圍內(nèi)時(shí)，可以利用可變零點(diǎn)電路318補(bǔ)償至少一個(gè)極點(diǎn)。也就是，可以使用可變零點(diǎn)電路318在電壓調(diào)節(jié)器300的傳輸函數(shù)中引入極點(diǎn)，以補(bǔ)償由放大器級(jí)301或放大器級(jí)302或者二者在電壓調(diào)節(jié)器300傳輸函數(shù)中引入的極點(diǎn)，從而防止電壓調(diào)節(jié)器300變得不穩(wěn)定。
在一個(gè)實(shí)施例中，向節(jié)點(diǎn)331提供零點(diǎn)以補(bǔ)償極點(diǎn)P2和P3。提供至節(jié)點(diǎn)331的零點(diǎn)取決于輸出驅(qū)動(dòng)器308的電阻。在替換實(shí)施例中，提供至節(jié)點(diǎn)331的零點(diǎn)可用于補(bǔ)償附加至電壓調(diào)節(jié)器300的附加級(jí)的附加極點(diǎn)。為了感應(yīng)輸出驅(qū)動(dòng)器308的電阻，可變零點(diǎn)控制器311從輸出驅(qū)動(dòng)器308接收第一電流電極電壓、第二電流電極電壓以及控制電極電壓。在所示實(shí)施例中，注意，第一電流電極電壓指源極電壓(VS)，第二電流電極電壓指漏極電壓(VD)，而控制電極電壓指柵極電壓(VG)。在替換實(shí)施例中，第一電流電極電壓可以是漏極電壓(VD)，第二電流電極電壓可以是源極電壓(VS)，而控制電極電壓可以是柵極電壓(VG)。
在一個(gè)實(shí)施例中，可變零點(diǎn)控制器311使用輸出驅(qū)動(dòng)器308的第一電流電極電壓、第二電流電極電壓以及控制電極電壓來(lái)生成提供至可變RC電路317的控制電壓。該提供至可變RC電路317的控制電壓根據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)器308的電阻變化?？勺僐C電路317接收控制電壓，并且在節(jié)點(diǎn)331生成允許補(bǔ)償極點(diǎn)P2和P3的零點(diǎn)。使用輸出驅(qū)動(dòng)器308的電阻生成提供至節(jié)點(diǎn)331的零點(diǎn)允許根據(jù)耦合至PMOS晶體管308第二電極的負(fù)載315的阻抗調(diào)整該零點(diǎn)。根據(jù)負(fù)載315的阻抗調(diào)整零點(diǎn)是輸出驅(qū)動(dòng)器308的電阻取決于提供至負(fù)載315的電流量的結(jié)果。此外，由于放大器305的輸出取決于提供至節(jié)點(diǎn)331的零點(diǎn)，可變?cè)鲆骐娐?21能夠根據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)器308的電阻調(diào)整放大器302的輸出的差分增益。
對(duì)于主要被驅(qū)動(dòng)操作在飽和區(qū)的電壓調(diào)節(jié)器，僅僅依靠柵源電壓足夠防止穩(wěn)定性。然而，對(duì)于主要被驅(qū)動(dòng)操作在或者接近線性區(qū)的電壓調(diào)節(jié)器，僅僅依靠柵源電壓不足以防止電壓調(diào)節(jié)器變得不穩(wěn)定。此處說(shuō)明的可變零點(diǎn)控制器311利用輸出驅(qū)動(dòng)器308的漏源電壓和柵源電壓感應(yīng)輸出驅(qū)動(dòng)器308電阻的能力允許電壓調(diào)節(jié)器300在操作于或接近線性區(qū)時(shí)保持穩(wěn)定。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)器400的示意圖。圖4更詳細(xì)地描述了可變RC電路317、可變零點(diǎn)控制器311、反饋電路314、可變?cè)鲆骐娐?21、放大器305以及放大器302。
如前所述，在正常操作期間，耦合放大器302以從參考電壓源(未示出)接收參考電壓VREF，并且從反饋電路314接收反饋電壓信號(hào)(VFB)。反饋電路314包括串聯(lián)耦合的電阻器421和電阻器417。電阻器421具有耦合至節(jié)點(diǎn)310的端子，用于從輸出驅(qū)動(dòng)器308接收電流。電阻器417具有耦合至地的端子。反饋電壓VFB從將電阻器421耦合至電阻器417的節(jié)點(diǎn)提供至運(yùn)算放大器302的非反相輸入端。在一個(gè)實(shí)施例中，放大器302可以是運(yùn)算放大器，它的部件和功能在本領(lǐng)域內(nèi)公知，并且不在此處詳細(xì)說(shuō)明。放大器302，其在節(jié)點(diǎn)331耦合至可變RC電路317、放大器305以及可變?cè)鲆骐娐?21，在節(jié)點(diǎn)331生成放大的輸出。如前所述，通過(guò)可變?cè)鲆骐娐?21調(diào)整節(jié)點(diǎn)331的放大輸出的增益。在一個(gè)實(shí)施例中，可變?cè)鲆骐娐?21使用輸出驅(qū)動(dòng)器308的柵源電壓(VGS)來(lái)調(diào)整放大器302的增益。
在一個(gè)實(shí)施例中，可變?cè)鲆骐娐?21包括PMOS晶體管427和PMOS晶體管430。耦合PMOS晶體管427的第一電流電極來(lái)在節(jié)點(diǎn)322從電壓源接收電壓VDD。PMOS晶體管427的第二電流電極和PMOS晶體管427的控制電極在節(jié)點(diǎn)306耦合至PMOS晶體管430的第一電流電極。在一個(gè)實(shí)施例中，PMOS晶體管427的第一電流電極是源極，PMOS晶體管427的第二電流電極是漏極，而PMOS晶體管427的控制電極是柵極。PMOS晶體管430的第二電流電極和PMOS晶體管430的控制電極在節(jié)點(diǎn)331耦合至PMOS晶體管424的控制電極。在一個(gè)實(shí)施例中，PMOS晶體管430的控制電極是柵極，PMOS晶體管430的第一電流電極是源極，而PMOS晶體管430的第二電流電極是漏極。
PMOS晶體管430的控制電極在節(jié)點(diǎn)331接收放大器302的輸出，并且從PMOS晶體管430的第二電流電極接收電流。來(lái)自PMOS晶體管430第二電流電極的電流和節(jié)點(diǎn)331的電壓用于調(diào)整放大器302的輸出的增益。此外，放大器302在節(jié)點(diǎn)331的輸出和來(lái)自PMOS晶體管430第二電流電極的電流可用于偏移極點(diǎn)P2和P3中的至少一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，極點(diǎn)P2和P3的偏移允許極點(diǎn)P2和P3跟隨電壓調(diào)節(jié)器300的極點(diǎn)P1。如前所述，可變?cè)鲆骐娐?21向放大器302的輸出提供的增益量基于輸出驅(qū)動(dòng)器308的電阻。
在一個(gè)實(shí)施例中，電壓調(diào)節(jié)器400的可變RC電路317包括電容性元件414(電容器414)和NMOS晶體管411。可變零點(diǎn)控制器311包括NMOS晶體管408、PMOS晶體管402、PMOS晶體管405以及電阻器406。在一個(gè)實(shí)施例中，電阻器406可以是晶體管?？勺僐C電路317的電容器414具有耦合至節(jié)點(diǎn)331的端子和耦合至NMOS晶體管411第二電流電極的端子。NMOS晶體管411的第一電流電極耦合至地。
NMOS晶體管411的控制電極耦合至NMOS晶體管408的控制電極和PMOS晶體管402的第二電流電極，以接收控制提供至節(jié)點(diǎn)331的零點(diǎn)的頻率的控制電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，提供至PMOS晶體管411控制電極的控制電壓基于從PMOS晶體管402第二電流電極提供的電流。在一個(gè)實(shí)施例中，提供至NMOS晶體管411控制電極的控制電壓可由放大器302中的電流源用來(lái)影響放大器302中的電流源。可變RC電路317然后使用該控制電壓來(lái)向節(jié)點(diǎn)331提供零點(diǎn)，以補(bǔ)償放大器302的輸出的極點(diǎn)P2和放大器305的輸出的節(jié)點(diǎn)P3。
在一個(gè)實(shí)施例中，PMOS晶體管402的第二電流電極經(jīng)由NMOS晶體管408耦合至可變RC電路317，其中NMOS晶體管408作為電流-電壓變換器操作。在替換實(shí)施例中，PMOS晶體管402的第二電流電極可以經(jīng)由電流鏡耦合至可變RC電路317。
在一個(gè)實(shí)施例中，可變零點(diǎn)控制器311經(jīng)由節(jié)點(diǎn)306耦合至可變?cè)鲆骐娐?21、放大器305以及輸出驅(qū)動(dòng)器308。電阻器406具有耦合至電源的端子和耦合至PMOS晶體管405第一電流電極和PMOS晶體管402第一電流電極的端子。PMOS晶體管402第二電流電極耦合至NMOS晶體管408的第二電流電極、NMOS晶體管408的控制電極以及NMOS晶體管411的控制電極。PMOS晶體管405的第二電流電極在節(jié)點(diǎn)310耦合至輸出驅(qū)動(dòng)器308的第二電流電極。如前所述，PMOS晶體管402的第二電流電極根據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)器308的柵源電壓和漏源電壓向NMOS晶體管411的控制電極提供控制電壓。耦合PMOS晶體管402的控制電極和PMOS晶體管405的控制電極來(lái)在節(jié)點(diǎn)306接收放大器305的輸出。
在一個(gè)實(shí)施例中，放大器305包括電流源425和PMOS晶體管424。電流源425具有耦合至電壓源的端子和在節(jié)點(diǎn)306耦合至PMOS晶體管424第一電流電極的端子。PMOS晶體管424的第二電流電極耦合至地。PMOS晶體管424的控制電極在節(jié)點(diǎn)331耦合至PMOS晶體管430的控制電極、PMOS晶體管430的第二電流電極、放大器302以及電容器414。PMOS晶體管424的控制電極在節(jié)點(diǎn)331接收放大器302的輸出，并且利用電流源425放大放大器302的輸出。該放大的輸出被提供至PMOS晶體管402和PMOS晶體管405的控制電極，以調(diào)整NMOS晶體管411控制電極處的電壓。此外，該放大的輸出被提供至輸出驅(qū)動(dòng)器308的控制電極，以調(diào)節(jié)在輸出驅(qū)動(dòng)器308的第二電流電極提供至負(fù)載307的電壓。
在一個(gè)實(shí)施例中，可變RC電路317結(jié)合可變零點(diǎn)控制器311構(gòu)成可變零點(diǎn)電路318?？勺兞泓c(diǎn)控制器311使用輸出驅(qū)動(dòng)器308的柵源電壓和漏源電壓，通過(guò)向節(jié)點(diǎn)331提供零點(diǎn)來(lái)補(bǔ)償放大器級(jí)301的極點(diǎn)P2和放大器級(jí)303的極點(diǎn)303。提供至節(jié)點(diǎn)331的零點(diǎn)取決于輸出驅(qū)動(dòng)器308的電阻，這根據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)器308的柵源電壓和漏源電壓進(jìn)行確定。結(jié)果，電壓調(diào)節(jié)器400能夠?qū)τ诙鄠€(gè)極點(diǎn)和變化的阻抗保持穩(wěn)定。
注意此處所使用，晶體管(或者器件)的第一電流電極可以指該晶體管的源極或者漏極，該晶體管的第二電流電極可以指源極或漏極中的另一個(gè)，而晶體管的控制電極可以指該晶體管的柵或者柵電極。
在前面的實(shí)施例中，已經(jīng)參考特定實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員明白，可以進(jìn)行各種修改和變化，而不脫離所附權(quán)利要求書表示的本發(fā)明范圍。因此，說(shuō)明書和附圖僅被視為解釋意義，而不是限制意義，并且所有這樣的修改包含在本發(fā)明范圍之內(nèi)。
上面對(duì)于特定實(shí)施例說(shuō)明了益處、其它優(yōu)勢(shì)和問(wèn)題的解決方案。然而，這些益處、優(yōu)勢(shì)、問(wèn)題的解決方案以及使任何益處、優(yōu)勢(shì)或解決方案出現(xiàn)或顯得更加明顯的任何要素將不被視為任何或所有權(quán)利要求的關(guān)鍵的、必須的或本質(zhì)的特征。如此處所使用，術(shù)語(yǔ)“包括”或其任何變形，目的是涵蓋非排它性的內(nèi)容，使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或裝置不僅包括這些要素，而且包括沒(méi)有明確列出的或這些過(guò)程、方法、物品或裝置固有的其它要素。
權(quán)利要求
1.一種電壓調(diào)節(jié)器，包括耦合用于接收參考電壓的第一放大器級(jí)；耦合至所述第一放大器級(jí)的輸出級(jí)，所述輸出級(jí)具有輸出驅(qū)動(dòng)器，并被耦合來(lái)根據(jù)所述參考電壓提供輸出電壓；以及耦合至所述第一放大器級(jí)和所述輸出級(jí)的可變零點(diǎn)電路，所述可變零點(diǎn)電路根據(jù)所述輸出驅(qū)動(dòng)器的柵源電壓和所述輸出驅(qū)動(dòng)器的漏源電壓提供補(bǔ)償所述電壓調(diào)節(jié)器的第一極點(diǎn)的零點(diǎn)。
2.權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述第一放大器級(jí)引入所述電壓調(diào)節(jié)器的所述第一極點(diǎn)。
3.權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)器，進(jìn)一步包括在所述第一放大器級(jí)和所述輸出級(jí)之間耦合的第二放大器級(jí)，其中所述第二放大器級(jí)引入所述電壓調(diào)節(jié)器的所述第一極點(diǎn)。
4.權(quán)利要求3所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述第一放大器級(jí)引入所述電壓調(diào)節(jié)器的第二極點(diǎn)，并且所述輸出級(jí)引入所述電壓調(diào)節(jié)器的第三極點(diǎn)。
5.權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述可變零點(diǎn)電路包括可變電阻-電容(RC)電路、所述可變零點(diǎn)電路感應(yīng)所述輸出驅(qū)動(dòng)器的所述柵源電壓和所述漏源電壓，并且生成控制所述可變RC電路的控制電壓。
6.權(quán)利要求5所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中基于所述柵源電壓和所述漏源電壓生成所述控制電壓。
7.權(quán)利要求6所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述可變RC電路包括耦合至電容器的第一晶體管，其中所述電容器耦合至所述第一放大器級(jí)，而所述控制電壓被提供至所述第一晶體管的控制電極。
8.權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)器，進(jìn)一步包括耦合至所述第一放大器級(jí)和所述輸出級(jí)的可變?cè)鲆骐娐?，所述可變?cè)鲆骐娐犯鶕?jù)所述輸出驅(qū)動(dòng)器的柵源電壓調(diào)整所述第一放大器級(jí)的增益。
9.權(quán)利要求8所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述可變?cè)鲆骐娐菲扑鲭妷赫{(diào)節(jié)器的所述第一極點(diǎn)。
10.一種電壓調(diào)節(jié)器，包括第一放大器級(jí)，被耦合來(lái)接收參考電壓并且引入所述電壓調(diào)節(jié)器的第一極點(diǎn)；第二放大器級(jí)，耦合至所述第一放大器級(jí)，并且引入所述電壓調(diào)節(jié)器的第二極點(diǎn)；輸出級(jí)，耦合至所述第二放大器級(jí)，所述輸出級(jí)具有輸出驅(qū)動(dòng)器，并被耦合來(lái)根據(jù)所述參考電壓提供輸出電壓；以及可變零點(diǎn)電路，耦合至所述第一放大器級(jí)、所述第二放大器級(jí)以及所述輸出級(jí)，所述可變零點(diǎn)電路根據(jù)所述輸出驅(qū)動(dòng)器的柵源電壓和所述輸出驅(qū)動(dòng)器的漏源電壓提供零點(diǎn)，以補(bǔ)償所述電壓調(diào)節(jié)器的所述第一極點(diǎn)或所述第二極點(diǎn)中的至少一個(gè)。
11.權(quán)利要求10所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述可變零點(diǎn)電路包括可變電阻-電容(RC)電路；電阻性元件，具有耦合至第一電源電壓的第一端子；第一晶體管，具有耦合至所述電阻性元件的第二端子的第一電流電極、耦合至所述輸出驅(qū)動(dòng)器的第一電流電極的第二電流電極以及耦合至所述輸出驅(qū)動(dòng)器的控制電極的控制電極；以及第二晶體管，具有耦合至所述電阻性元件的第二端子的第一電流電極、耦合至所述輸出驅(qū)動(dòng)器的控制電極的控制電極以及耦合至所述可變RC電路的第二電流電極。
12.權(quán)利要求11所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述可變RC電路包括電容性元件；以及第三晶體管，具有被耦合來(lái)根據(jù)所述第二晶體管的第二電流電極提供的電流接收控制電壓的控制電極、耦合至第二電源電壓的第一電流電極以及耦合至所述電容性元件的第一端子的第二電流電極。
13.權(quán)利要求12所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述電容性元件的第二端子耦合至所述第一放大器級(jí)的輸出端。
14.權(quán)利要求12所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述電容性元件的第二端子耦合至所述第二放大器級(jí)的輸出端。
15.權(quán)利要求12所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述控制電壓用于調(diào)整所述第一放大器級(jí)的增益。
16.權(quán)利要求10所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述可變零點(diǎn)電路提供所述零點(diǎn)，以補(bǔ)償所述電壓調(diào)節(jié)器的所述第一極點(diǎn)。
17.權(quán)利要求10所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述可變零點(diǎn)電路提供所述零點(diǎn)，以補(bǔ)償所述電壓調(diào)節(jié)器的所述第二極點(diǎn)。
18.權(quán)利要求10所述的電壓調(diào)節(jié)器，進(jìn)一步包括耦合至所述第一放大器級(jí)和所述輸出級(jí)的可變?cè)鲆骐娐?，所述可變?cè)鲆骐娐犯鶕?jù)所述輸出驅(qū)動(dòng)器的柵源電壓調(diào)整所述第一放大器級(jí)的增益。
19.權(quán)利要求18所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述可變?cè)鲆骐娐菲扑鲭妷赫{(diào)節(jié)器的所述第一極點(diǎn)和所述第二極點(diǎn)中的至少一個(gè)。
20.一種電壓調(diào)節(jié)器，包括第一放大器級(jí)，耦合來(lái)接收參考電壓；第二放大器級(jí)，耦合至所述第一放大器級(jí)；輸出級(jí)，耦合至所述第二放大器級(jí)，所述輸出級(jí)具有輸出驅(qū)動(dòng)器，并被耦合來(lái)根據(jù)所述參考電壓提供輸出電壓；可變電阻-電容(RC)電路；電阻性元件，具有耦合至第一電源電壓的第一端子；第一晶體管，具有耦合至所述電阻性元件的第二端子的第一電流電極、耦合所述輸出驅(qū)動(dòng)器的第一電流電極的第二電流電極以及耦合至所述輸出驅(qū)動(dòng)器的控制電極的控制電極；以及第二晶體管，具有耦合至所述電阻性元件的所述第二端子的第一電流電極、耦合至所述輸出驅(qū)動(dòng)器的控制電極的控制電極以及耦合至所述可變RC電路的第二電流電極。
21.權(quán)利要求20所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述可變RC電路提供零點(diǎn)，以至少補(bǔ)償所述電壓調(diào)節(jié)器的第一極點(diǎn)。
22.權(quán)利要求21所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述可變RC電路耦合至所述第一放大器級(jí)，并且所述第一放大器級(jí)提供所述電壓調(diào)節(jié)器的所述第一極點(diǎn)。
23.權(quán)利要求21所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述可變RC電路耦合至所述第二放大器級(jí)，并且所述第二放大器級(jí)提供所述電壓調(diào)節(jié)器的所述第一極點(diǎn)。
24.權(quán)利要求20所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述可變RC電路包括電容性元件；以及第三晶體管，具有被耦合來(lái)根據(jù)所述第二晶體管的第二電流電極提供的電流接收控制電壓的控制電極、耦合至第二電源電壓的第一電流電極以及耦合至所述電容性元件的第一端子的第二電流電極。
25.權(quán)利要求24所述的電壓調(diào)節(jié)器，進(jìn)一步包括第四晶體管，具有耦合至所述第二晶體管的第二電流電極的第一電流電極、耦合第二電源電壓的第二電流電極以及耦合至所述第四晶體管的所述第一電流電極并被耦合來(lái)向所述可變RC電路提供所述控制電壓的控制電極。
26.權(quán)利要求24所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述電容性元件包括電容器和晶體管中的至少一個(gè)。
27.權(quán)利要求24所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述控制電壓用于調(diào)整所述第一放大器級(jí)的增益。
28.權(quán)利要求20所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述電阻性元件包括電阻器和晶體管中的至少一個(gè)。
29.一種提供輸出電壓的方法，包括向電壓調(diào)節(jié)器的第一放大器級(jí)提供參考電壓；根據(jù)所述參考電壓生成輸出電壓，所述輸出電壓由所述電壓調(diào)節(jié)器的輸出驅(qū)動(dòng)器提供；以及根據(jù)所述輸出驅(qū)動(dòng)器的柵源電壓和漏源電壓，提供零點(diǎn)以補(bǔ)償所述電壓調(diào)節(jié)器的第一極點(diǎn)。
30.權(quán)利要求29所述的方法，其中所述電壓調(diào)節(jié)器的所述第一極點(diǎn)由所述第一放大器級(jí)引入。
31.權(quán)利要求29所述的方法，進(jìn)一步包括提供第二放大器級(jí)，其中所述電壓調(diào)節(jié)器的所述第一極點(diǎn)由所述第二放大器級(jí)引入。
全文摘要
一種電壓調(diào)節(jié)器(300)，包括第一和第二放大器級(jí)(301，303)、輸出級(jí)(307)以及可變零點(diǎn)電路(318)。第一放大器級(jí)被耦合來(lái)接收參考電壓(VREF)并且引入電壓調(diào)節(jié)器的第一極點(diǎn)(P1)。第二放大器級(jí)耦合至第一放大器級(jí)，并且引入電壓調(diào)節(jié)器的第二極點(diǎn)(P2)。輸出級(jí)耦合至第二放大器級(jí)，具有輸出驅(qū)動(dòng)器(308)，并被耦合來(lái)根據(jù)參考電壓提供輸出電壓(VOUT)?？勺兞泓c(diǎn)電路(311)耦合至第一放大器級(jí)、第二放大器級(jí)以及輸出級(jí)?？勺兞泓c(diǎn)電路(311)提供零點(diǎn)，以根據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)器的柵源電壓(VS)和輸出驅(qū)動(dòng)器的漏源電壓補(bǔ)償電壓調(diào)節(jié)器的第一極點(diǎn)和第二極點(diǎn)中的至少一個(gè)。
文檔編號(hào)G05F1/618GK1985226SQ200580023070
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月15日
發(fā)明者僖良賀瀨, 馬伊·萊恩 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司