电容倍增器和方法技术

一种电容倍增器电路提供增大的等效电容，可以使用期望小的台面面积来实现电容倍增器电路。如根据一个或多个实施例所实现的，电容器跨越第一和第二极板提供第一电容，电容倍增器电路与所述电容器一起操作以提供作为第一电容的倍数的第二等效电容。电容倍增器电路包括：第一电路路径，具有在第一电容器极板和公共端子之间的第一电阻器；以及第二电路路径，具有在第二电容器极板和公共端子之间的开关和第二电阻器电路。放大器具有分别与第一和第二电路路径相对应的差分输入，通过基于所述差分输入以及由第一和第二电路路径中的电阻器提供的相应电阻控制开关的操作，来提供第二等效电容。

【技术实现步骤摘要】

实施例的多种方面涉及提供电容倍增。
技术介绍
许多电路应用得益于使用电容器或需要使用电容器，以便确保正确操作。例如，窄 带环路补偿电路、升压稳压器、集成型脉宽调制器（PWM)升压变压器、LED驱动器和低频锁 相环（PLL)可以得益于使用电容器和相关电路。 在电路应用（诸如涉及集成电路系统的闭环控制的应用）中，通常为了稳定目的 产生主极点（dominant pole)。可以根据频域中的控制理论来实现这种方案。可由片上电 容器以及诸如跨导放大器的放大器来创建该主极点。通常还产生左手平面（LHP)零点，以 便补偿由于环路中的现存极点而引起的相移。然而，对于诸如PWM升压稳压器（或变压器） 之类的电路，由于存在右手平面（RHP)零点，期望地限制了控制环路带宽。 尽管许多方案涉及提供大值补偿电容器（例如，300pF)，然而这种电容器可能占 据较大的管芯面积。在许多实现方案中，这种较大面积是不实际的或是无法忍受的。上述 和其它问题针对多种应用对于电容器的实现方案提出了挑战。
技术实现思路
多种示例实施例涉及电容倍增器电路、它们的实现方案和相关方法。许多这种实 施例涉及解决包括上述问题的多种问题。 根据示例实施例，装置包括：电容器电路，跨越第一电容器极板和第二电容器极板 提供第一电容；以及电容倍增器电路，与所述电容器电路一起操作以提供作为第一电容的 倍数的第二等效电容。电容倍增器电路包括：第一电路路径，具有在第一电容器极板和公共 端子之间的第一电阻器电路；以及第二电路路径，具有耦接在第二电容器极板和公共端子 之间的开关和第二电阻器电路。该装置还包括放大器电路，所述放大器电路具有分别与第 一和第二电路路径相对应的差分输入，并且所述放大器电路通过基于所述差分输入以及由 第一和第二电路路径中的电阻器电路提供的对应电阻，经由放大器电路的输出控制开关的 操作，来提供第二等效电容。 另一实施例涉及如下方法。跨越第一电容器极板和第二电容器极板提供第一电 容，产生为第一电容的倍数的等效电容。具体地，具有差分输入的放大器用于基于第一和 第二电路路径控制开关的操作，其中第一电路路径与差分输入之一相连，第二电路路径与 差分输入中的另一个相连。第一电路路径具有在第一电容器极板和公共端子之间的第一电 阻器，第二电路路径具有耦接在第二电容器极板和公共端子之间的开关和第二电阻器。因 此，使用由第一和第二电路路径中的电阻器提供的相应电阻，经由开关的控制而产生等效 电容。 以上描述/概述并不用于描述本公开的每个实施例或每个实施方式。以下附图和 详细描述还例示了多种实施例。【附图说明】 考虑到结合附图的以下详细描述，将更全面地理解多种示例实施例，附图中： 图1示出了根据示例实施例的电容倍增器电路； 图2示出了根据另一示例实施例的另一电容倍增器电路；以及 图3示出了根据另一示例实施例的具有偏置电流的另一电容倍增器电路。【具体实施方式】 尽管这里讨论的多种实施例应该包括多种修改和备选形式，在附图中示例性地示 出了并详细描述了实施例的多个方面。然而，应理解这么做的目的不是为了将本专利技术限于 所述的具体实施例。相反，而是为了涵盖落在本公开范围内的所有修改、等同和替换，所述 本公开范围包括由权利要求限定的多个方面。此外，贯穿本申请所用的术语"示例"仅是说 明性的，而不是为了进行限制。 确信本公开的多个方面可应用于提供倍增电容的多种不同类型装置、系统和方 法，如同可以实现在多个分立电路中一样。尽管不必这样限制，然而可以通过对在该背景下 对示例的讨论认识到本专利技术的多个方面。 多种示例实施例涉及电容倍增器以及涉及这种具有可调等效串联电阻（ESR)的 倍增器。在一些实现方案中，电容倍增器电路包括具有电容器的有源电路，其中总的等效小 信号电容是内部物理电容器值的倍数（例如，两倍或更多倍）。有源电路引起电容倍增，而 不必需要如实现等效电容值（例如，采用覆盖较大面积的电容器极板）所需要的那样的大 管芯面积 根据另一示例实施例，电容倍增器电路包括：电容器；以及有源电路，增强（倍增） 电容器以提供作为该电容器提供的电容的倍数（例如，几倍或许多倍）的等效电容。在第 一电路路径中，将电容器极板之一与电阻器相连，该电阻器连接在该电容器极板和公共端 子之间。在第二电路路径中，将另一电容器极板与开关和第二电阻器相连，开关和第二电阻 器连接在所述另一电容器极板和公共端子之间。放大器具有与第一和第二电路路径相对应 (例如，相耦接）的差分输入，并通过基于在差分输入处提供的值以及与电阻器提供的对应 电阻相关的值来控制开关的操作，产生等效电容。 在一些实施例中，电容倍增器中的第一个或多个电阻器是动态可调整的。例如，可 以调整上述第一路径中的电阻器，以便设置电容器的倍增器。在一些实现方案中，第二路径 中的电阻器是可调整的，可以基于对其他电阻器进行的任何调整来调整第二路径中的电阻 器以便保持第一电阻器的比率/固定分数。 在一些实施例中，电容倍增器用于补偿相移。在一个这种实施例中，极点产生器和 另一放大器连接在闭合环路中，电容倍增器结合左手平面零点提供等效电容以便补偿该相 移。例如，在具有左手平面极点的极点产生器使得经过该环路的信号具有依赖于所述极点 的相移的情况下，可以通过向电容倍增器提供左手平面零点来补偿这种相移。在一些实现 方案中，在分别由电容器和第一电阻器提供的电容和电阻的乘积的导数处提供左手平面零 点。在一些实施例中，通过以下操作来执行相移补偿：监控提供等效电容的节点，检测任何 的这种相移，并通过动态地修改一个或两个电阻器以调谐等效电容来补偿相移。 在其它实施例中，将偏置电流用于增强或实现等效电容。在一个这种实施例中，偏 置电流源被用于向第一电流路径中的电容器和电阻器之间的节点提供偏置电流。另一偏置 电流源向电容器和开关之间的节点提供偏置电流。这些偏置电流电路与放大器、电阻器和 开关一起操作以便提供等效电容。 在涉及偏置电流源的另一实施例中，附加电阻器被用于增强电容。在一个实现方 案中，附加电阻器与在该电容器和电路端口之间的节点相耦接，其中在该电路端口处提供 等效电容。在另一实现方案中，将附加电阻器耦接到电容器与电容器和电阻器间偏置电路 之一提供偏置电流的节点之间的节点。在每个实现方案中，附加电阻器与偏置电路、其它电 阻器和放大器一起操作以提供等效电容。 在其它实施例中，放大器和极点产生器连接在具有电容倍增器的闭合环路中。极 点产生器极点和经过该环路的信号的相移，其中补偿所述相移以便稳定。放大器、电阻器、 开关和电容器补偿相移。例如，可以通过在由第一电路路径中的电容器和电阻器提供的电 容和电阻的乘积的导数处产生左手平面零点，来执行补偿。 另一实施例涉及包括电容器、耦接到公共端子的第一和第二电阻器、晶体管和放 大器的装置，所有这些组件操作用于提供等效电容。电容器具有相应的极板，其中一个极板 耦接到输入端口，另一个极板耦接到第一电阻器。第二电阻器的当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括电容器电路，配置并布置为跨越第一电容器极板和第二电容器极板提供第一电容；以及电容倍增器电路，与所述电容器电路一起配置并布置为提供第二等效电容，所述第二等效电容为第一电容的倍数，所述电容倍增器电路包括：第一电路路径，具有在第一电容器极板和公共端子之间的第一电阻器电路；第二电路路径，具有耦接在第二电容器极板和公共端子之间的开关和第二电阻器电路；以及放大器电路，具有分别与第一电路路径和第二电路路径相对应的差分输入，配置并布置为通过基于所述差分输入以及由第一电路路径和第二电路路径中的电阻器电路提供的相应电阻，经由放大器电路的输出控制开关的操作，来提供第二等效电容。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王戈，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL