低压差稳压装置及其操作方法制造方法及图纸

一种低压差稳压装置，包括稳压器以及预充器。稳压器用以依据第一参考电压与反馈节点上的反馈电压之间的压差调节提供至输出节点的输出电压，其中该反馈节点耦接该输出节点。预充器电性连接该稳压器，该预充器与该反馈节点电性连接以进行电荷分享。

【技术实现步骤摘要】
低压差稳压装置及其操作方法
本专利技术是有关于一种低压差稳压装置及其操作方法。
技术介绍
低压差(lowdropout，LDO)稳压器(regulator)因具有低噪声、低成本等优点，目前已广泛地应用在各种电子产品中。低压差稳压装置可提供稳定的输出电压以作为电源电路。举例来说，低压差稳压装置可用来提供存储器芯片操作时的直流电源。然而，低压差稳压装置可能在电路操作状态转换时产生不稳定、不可预测的输出电压，使得负载电路运作出现异常。因此，如何提出一种改良的低压差稳压装置及其操作方法以解决上述问题，乃本领域所致力的课题之一。
技术实现思路
本专利技术是有关于一种低压差稳压装置及其操作方法，可加速低压差稳压装置的启动速度(startupspeed)，以缩短低压差稳压装置进入正常操作所需的时间。根据本专利技术一实施例，提出一种低压差稳压装置，其包括稳压器以及预充器。稳压器用以依据第一参考电压与反馈节点上的反馈电压之间的压差调节提供至输出节点的输出电压，其中该反馈节点耦接该输出节点，该稳压器包括比较电路以及输出晶体管。比较电路用以接收该第一参考电压以及该反馈电压，并依据该第一参考电压以及该反馈电压间的压差在控制节点上产生控制电压。输出晶体管具有耦接该控制节点的控制端、耦接供电电压的第一端以及耦接该输出节点的第二端，该输出晶体管响应于该控制电压，以通过该第二端产生该输出电压。预充器电性连接该稳压器，该预充器与该反馈节点电性连接以进行电荷分享。根据本专利技术另一实施例，提出一种低压差稳压装置的操作方法，该操作方法包括步骤如下：配置一稳压器，以依据一第一参考电压与一反馈节点上的一反馈电压之间的压差调节提供至一输出节点的一输出电压；配置一预充器，以在该稳压器处于一关闭状态时与该反馈节点电性隔离以累积电荷；以及电性连接该预充器与该反馈节点以进行电荷分享。为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：附图说明图1A绘示依据本专利技术的一实施例的低压差稳压装置的电路图。图1B绘示依据本专利技术的另一实施例的低压差稳压装置的电路图。图2A绘示低压差稳压装置的相关信号的波形图。图2B绘示低压差稳压装置的另一例相关信号的波形图。图3A绘示依据本专利技术的一实施例的低压差稳压装置的电路图。图3B绘示依据本专利技术的一实施例的低压差稳压装置的电路图。图4A绘示依据本专利技术的又一实施例的低压差稳压装置的电路图。图4B绘示依据本专利技术的又一实施例的低压差稳压装置的电路图。图5A绘示低压差稳压装置的相关信号的一例波形图图5B绘示低压差稳压装置的相关信号的另一例波形图。图6绘示依据本专利技术的一实施例的低压差稳压装置的操作方法流程图。【符号说明】10、10’、30、30’、40、40’：低压差稳压装置102、302、302’、402、402’：稳压器1022：比较电路1024：反馈电路104：预充器1042：预充电源106：保持电路1062：待命电源108：偏压电源M1：输出晶体管SWc：控制开关Vref1：第一参考电压Vref2：第二参考电压Vref3：第三参考电压Vfb：反馈电压Vc：控制电压Vout：输出电压SET：设定电压Nfb：反馈节点Nc：控制节点Nout：输出节点VDD：供电电压R1：第一阻抗元件R2：第二阻抗元件EN：开关信号ENB：开关信号的反相信号SWf：反馈开关SWa：取样开关SWb：分享开关SWt：待命开关BST：偏压信号Toff：稳压器处于关闭状态的期间Ton：稳压器处于开启状态的期间S1：取样信号S2：分享信号T1：第一期间T2：第二期间Csas：预充电容Cf：反馈电容602、604、606：步骤V1、V2、V1’、V2’：电位具体实施方式以下提出实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并不会限缩本专利技术欲保护的范围。此外，实施例中的附图省略不必要的元件，以清楚显示本专利技术的技术特点。图1A绘示依据本专利技术的一实施例的低压差稳压装置10的电路图。低压差稳压装置10可提供稳压后的输出电压Vout至输出节点Nout，像是NOR闪存、NAND闪存、动态随机存取存储器(dynamicrandom-accessmemory，DRAM)或是静态随机存取存储器(staticrandom-accessmemory，SRAM)。低压差稳压装置10包括稳压器102以及预充器104，更可选择性地包括保持电路106以及偏压电源108。稳压器102用以依据第一参考电压Vref1与反馈电压Vfb之间的压差调节提供至输出节点Nout的输出电压Vout。稳压器102包括比较电路1022、输出晶体管M1以及反馈电路1024。在此实施例中，输出晶体管M1例如以P型晶体管来实现，如PMOS。比较电路1022例如是一操作放大器(OperationalAmplifier，OPA)。比较电路1022可接收第一参考电压Vref1以及反馈电压Vfb，并依据第一参考电压Vref1以及反馈电压Vfb间的压差在控制节点Nc上产生控制电压Vc。输出晶体管M1可响应控制电压Vc而导通，以对输出节点Nout提供输出电压Vout。如图1A所示，输出晶体管M1具有耦接控制节点Nc的控制端(如栅极)、耦接供电电压VDD的第一端(如源/漏极)以及耦接输出节点Nout的第二端(如漏/源极)。当输出晶体管M1导通，供电电压VDD将被传递至输出节点Nout以作为输出电压Vout。反馈电路1024耦接在输出节点Nout与比较电路1022之间，用以提供一分压路径以形成反馈节点Nfb，并将反馈节点Nfb上的反馈电压Vfb提供至比较电路1022。如图1A所示，反馈电路1024包括第一阻抗元件R1以及第二阻抗元件R2以形成对输出电压Vout的分压路径。第一阻抗元件R1与第二阻抗元件R2相串联，两者间的相连处形成反馈节点Ntb。第一阻抗元件R1与第二阻抗元件R2可以是电阻，或是其他任何可等效成电阻的电路元件。在低压差稳压装置10工作的期间，若输出电压Vout发生变动，反馈电压Vfb将连带地改变，此时比较电路1022将响应反馈电压Vfb的变化来调节比较电路1022的控制电压Vc，更进一步通过调节后的控制电压Vc改变输出晶体管M1流出的电流，以维持输出电压Vout在一预定的位准。稳压器102可受开关信号EN的控制而开启或关闭。当开关信号EN为致能，稳压器102处于开启状态；当开关信号EN为禁能，稳压器102处于关闭状态。如图1A所示，比较电路1022受控于开关信号EN而开启或关闭。稳压器102可还包括控制开关SWc。控制开关SWc耦接在设定电压SET和控制节点Nc之间，其例如受控于开关信号EN。当稳压器102处于开启状态，致能该开关信号EN，控制开关SWc被关闭(TurnOFF)，使设定电压SET(可以是供电电压)与控制节点Nc电性隔离；当稳压器102处于关闭状态，禁能该开关信号EN，此时控制开关SWc被开启(TurnON)，使设定电压SET传递至控制节点Nc以关闭输出晶体管M1。在一实施例中，稳压器102还包括一受控于开关信号EN的反馈开关SWf。反馈开关SWf设置于反馈电路1024与输出节点Nout之间。当开关信号EN为致能，也就是稳压器102处于开启状态，反馈开关SWf将闭合(Tu本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压差稳压装置，其特征在于，包括：一稳压器，用以依据一第一参考电压与一反馈节点上的一反馈电压之间的压差调节提供至一输出节点的一输出电压，其中该反馈节点耦接该输出节点，该稳压器包括：一比较电路，用以接收该第一参考电压以及该反馈电压，并依据该第一参考电压以及该反馈电压间的压差在一控制节点上产生一控制电压；以及一输出晶体管，具有耦接该控制节点的一控制端、耦接一供电电压的一第一端以及耦接该输出节点的一第二端，该输出晶体管响应于该控制电压，以通过该第二端产生该输出电压；以及一预充器，电性连接该稳压器，该预充器与该反馈节点电性连接以进行电荷分享。

【技术特征摘要】
1.一种低压差稳压装置，其特征在于，包括：一稳压器，用以依据一第一参考电压与一反馈节点上的一反馈电压之间的压差调节提供至一输出节点的一输出电压，其中该反馈节点耦接该输出节点，该稳压器包括：一比较电路，用以接收该第一参考电压以及该反馈电压，并依据该第一参考电压以及该反馈电压间的压差在一控制节点上产生一控制电压；以及一输出晶体管，具有耦接该控制节点的一控制端、耦接一供电电压的一第一端以及耦接该输出节点的一第二端，该输出晶体管响应于该控制电压，以通过该第二端产生该输出电压；以及一预充器，电性连接该稳压器，该预充器与该反馈节点电性连接以进行电荷分享。2.根据权利要求1所述的低压差稳压装置，其中该稳压器还包括：一控制开关，耦接在一设定电压和该控制节点之间，当该稳压器处于一开启状态，该控制开关被关闭，使该设定电压与该控制节点电性隔离，当该稳压器处于一关闭状态，该控制开关被开启，使该设定电压传递至该控制节点以关闭该输出晶体管。3.根据权利要求1所述的低压差稳压装置，其中该稳压器还包括：一反馈电路，耦接在该输出节点与该比较电路之间，用以提供一分压路径以形成该反馈节点，并将该反馈节点上的该反馈电压提供至该比较电路；及一反馈开关，设置于该反馈电路与该输出节点之间，当该稳压器处于一开启状态，该反馈开关将该输出节点耦接至该反馈电路，当该稳压器处于一关闭状态，该反馈开关电性隔离该输出节点与该反馈电路。4.根据权利要求1所述的低压差稳压装置，其中该预充器包括：一预充电容；一预充电源，用以提供一第二参考电压；一取样开关，耦接在该预充电容与该预充电源之间，用以允许该预充电源对该预充电容进行充电；以及一分享开关，耦接在该预充电容与该反馈节点之间，用以允许该预充电容与该反馈节点进行电荷分享。5.根据权利要求4所述的低压差稳压装置，其中当该稳压器处于一关闭状态，该取样开关使该预充电容耦接至该预充电源，且该分享开关使该预充电容与该反馈节点电性隔离；以及当该稳压器处于一开启状态，该取样开关在一第一期间将该预充电容与该预充电源电性隔离，且该分享开关在该第一期间内的一第二期间将该预充电容电性连接至该反馈节点。6.根据权利要求1所述的低压差稳压装置，其特征在于，还包括：一偏压电源，耦接该比较电路，用以在该稳压器处于一开启状态时对该比较电路提供一偏压信号以提升该比较电路的偏压电流。7.根据权利要求1所述的低压差稳压装置，其特征在于，还包括：一反馈电容，耦接在该输出节点与该反馈节点之间，用以决定该反馈电容与该预充电容完成电荷分享时该反馈电压的一预定值。8.根据权利要求1所述的低压差稳压装置，其特征在于，还包括：一保持电路，用以在该稳压器处于一关闭状态时对该输出节点进行供电，包括：一待命电源，用以提供一第三参考电压；以及一待命开关，设置在该待命电源与该输出节点之间，以允许该待命电源在该稳压器处于该关闭状态时以该第三参考电压对该输出节点进行供电。9.根据权利要求1所述的低压差稳压装置，其中该预充器具有一第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宜山，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71