本发明专利技术提供用于无电容器低压差LDO电压调节器的系统及方法。误差放大器经配置以放大参考电压与经调节的LDO电压之间的差。在所述LDO电压调节器中不包括外部电容器的情况下，米勒放大器耦合到所述误差放大器的输出，其中所述米勒放大器经配置以放大在所述米勒放大器的输入节点处形成的米勒电容。耦合到所述误差放大器的所述输出的电容器产生正反馈回路以用于降低质量因数Q，使得系统稳定性得以改善。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
所揭示的实施例是针对于低压差(LDO)芯片上电压调节器的无电容器实施方案。更明确地说，示范性实施例是针对于经配置以控制质量因数(Q)从而改善系统稳定性的 LDO电压调节器的无电容器实施方案。
技术介绍
电力管理在当前电子工业中扮演重要角色。电池供电及手持式装置要求电力管理技术延长电池寿命且改善所述装置的性能及操作。电力管理的一个方面包括控制操作电压。常规的电子系统(明确地说，芯片上系统(SOC))通常包括各种子系统。可在根据各种子系统的特定需要而制定的不同操作电压下操作所述各种子系统。使用电压调节器将规定电压输送到各种子系统。还可使用电压调节器保持所述子系统彼此隔离开。通常使用低压差(LDO)电压调节器来产生并供应低电压，且实现低噪声电路。常规的LDO电压调节器需要经常在若干微法拉的范围中的大型外部电容器。这些外部电容器占据颇有价值的板空间，增加集成电路(IC)引脚计数，且阻止高效SOC解决方案。参看图1，说明具有电容器Q的常规LDO电压调节器100。如上文所描述，电容器Q有问题。如所说明，LDO电压调节器100接受未经调节的输入电压Vin及输入参考电压Vref,且产生经调节的输出电压Vwt。差分放大器102的一个输入监视如电阻器R1与R2的电阻比所确定的经调节的输出电压Vwt的分数。差分放大器102的另一个输入为稳定的参考电压VMf。差分放大器102的输出驱动大型传送晶体管(晶体管104)。如果在晶体管104的输出处导出的经调节的输出电压Vwt相对于参考电压Vref升高得太高，则差分放大器102改变对晶体管104的驱动强度以便将经调节的输出电压Vwt维持于恒定电压值。图I的常规LDO电压调节器100为“双极点”系统。如在与电路相关联的控制系统中众所周知，“极点”是对电路的稳定性的指示。具体来说，关于电阻器-电容器电路，在通过所述电路的交流电的频率范围内测定的回路增益将在所述电路的极点处显著增加。为了维持电路在这些极点处的稳定性，用充当对回路增益的阻尼因子的其它电路元件来补偿极点。如果存在多个极点(例如，归因于多个电阻器-电容器组合)，则可集中于补偿主要极点。在这些系统中，需要非主要极点靠近主要极点，使得可有效地使用补偿电路来使主要极点与非主要极点稳定。回到图1，非主要极点形成于晶体管104的栅极处。电容器Q促成主要极点。为了实现系统稳定性，如图所示引入电阻器Resk。然而，以足够精度来控制Resk以便确保LDO电压调节器100在两个极点上的稳定性非常困难。因此，作为替代方案，增加电容器(^的大小，有时增加到大约若干微法拉，其导致众多上述问题。因此，在此项技术中出现对不需要大型电容器Q来确立LDO电压调节器100的稳定性的解决方案的需要。换句话说，需要LDO电压调节器的无电容器解决方案。从LDO电压调节器中消除电容器的先前努力遭受严重缺点。举例来说，在K· N·梁(K. N. Leung)及Ρ·Κ·Τ·莫(P. K. T. Mok)的“具有阻尼因子控制频率补偿的无电容器 CMOS 低压差调节器(A capacitor-free CMOS low-dropout regulatorwith damp ing-factor-contro I frequency compensation)，，(IEEE 固态电路杂志(IEEEJ. Solid-State Circuits)，第 38 卷，第 10 期，第 1691 到 1702 页，2003 年 10 月)(在下文中称为“梁”)中使用阻尼因子控制(DFC)块。然而，梁的DFC块本质上为包括电容器以提升在误差放大器的输出处的电容性负载的放大器。此电容器产生主要极点。结果，梁的技术需要最小为ImA的电流负载以便确保LDO电压调节器的稳定性。支持这些大电流负载(大约为若干mA)是不可行的。因此，梁的LDO电压调节器不适合于高效SOC实施方案。 在另一实例中，在S · K ·劳(S. K. Lau)、P · K · T ·莫(P. K. T. Mok)、K · N ·梁(K. N. Leung)的“具有质量因数减小的用于SoC的低压差调节器(A low-dropoutregulator for SoC withQ-reduction) ” (IEEE 固态电路杂志(IEEE Journal ofSolid-State Circuits)，第42卷，第3期，2007年3月)(在下文中称为“劳”)中提出质量因数(Q)减小技术。劳的技术包括电容器及二极管以控制LDO电压调节器的峰值增益。然而，劳的技术也遭受需要极大的最小电流负载(大约为100 μ A)以便维持LDO电压调节器的稳定性的缺点。在R · J ·米利肯(R. J. Milliken)、J ·席尔瓦 _ 马丁内斯(J. Silva-Martinez)、E ·桑切斯-西内恩西奥(E. Sanchez-Sinencio)的“全芯片上CMOS低压差电压调节器(Full on-chip CMOS low-dropout voltage regulator) ” (IEEE 电路与系统学报 I :基础理论与应用(IEEETransactions on Circuits and Systems I: Fundamental Theory andApplications)，第54卷，第9期，2007年9月，第1879到1890页)(在下文中称为“米利肯”)中描述LDO电压调节器的又一实例。米利肯使用微分器回路来感测LDO电压调节器的输出电压的变化，且提供用于负载瞬变量的快速负反馈路径。微分器回路还充当“米勒电容器”以通过分开电路的极点而使LDO电压调节器稳定。米利肯使用“共源共栅”电流镜来保证在传送晶体管的栅极处的适当电流分布。然而，在低电源供应电压及缩小的装置大小下难以维持适当电流分布，低电源供应电压及缩小的装置大小在此项技术中为普遍趋势。缺乏适当电流分布可导致大的电流偏移。此外，用以控制LDO电压调节器的峰值增益的米利肯的技术需要大量反复来实现收敛。又一 LDO实施方案见于德克萨斯仪器公司的产品“TPS73601”中。TPS73601为LDO电压调节器的独立实施方案，其包括电荷泵及“伺服”块以加速在传送晶体管的栅极处的电压变化。伺服块使用比较器来测量输出电压。在输出电压低于规定电压时，即，如果存在“下冲”，则将增加拉电流。另一方面，如果发生过冲，则将增加灌电流。TPS73601的实施方案需要额外电路，额外电路消耗大的静态电流，且因此所述实施方案不具电力效益。因此，在此项技术中存在对用于LDO电压调节器的高效无电容器解决方案的需要，所述解决方案未负担有上述技术的缺点。
技术实现思路
本专利技术的示范性实施例是针对于用于LDO电压调节器的无电容器实施方案的系统及方法。举例来说，一个示范性实施例是针对于一种无电容器低压差(LDO)电压调节器，所述无电容器LDO电压调节器包含误差放大器，所述误差放大器经配置以放大参考电压与经调节的LDO电压之间的差；及耦合到所述误差放大器的输出的米勒放大器，其中所述米勒放大器经配置以放大在所述米勒放大器的输入节点处形成的米勒电容。耦合到所述误差放大器的输出的电容器产生正反馈回路以用于降低本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：章仁茂，刘·G·蔡奥安，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：
国别省市：
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