基于反相放大器的双环电压调节器及其电压调节方法技术

提供了基于反相放大器的双环电压调节器及其电压调节方法。所述电压调节器包括通过元件、缓冲器和误差放大器。该电压调节器还包括快速推挽式驱动器，快速推挽式驱动器具有反相器型放大结构，连接在通过元件的电力输出和控制输入之间，并且以比主反馈回路的速度快的速度减小电力输出的正峰和负峰。

【技术实现步骤摘要】
要求于2014年12月11日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0178639号韩国专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用包含于此。
这里描述的本公开的实施例涉及一种电源装置，更具体地讲，涉及一种容易装在片上的电压调节器。
技术介绍
随着诸如智能电话、平板PC等高端移动装置的发展，为了改进性能、降低成本、减少缺陷率，正在进行各种尝试。作为这些尝试之一，正在进行关于低功耗的研究，以更长时间地使用移动装置的电池。此外，正在进行关于向移动装置中的电子器件供电以确保移动装置的可靠操作的研究。低漏失电压调节器向片上系统中的电子器件(诸如，应用处理器或存储器控制器)供电，并且必须具有不管电力输入的变化或负载电流的变化如何都保持恒定电力输出的功能。低漏失电压调节器是输入电压和输出电压之间的电平差相对小的一种电压调节器。当芯片中的电子器件所消耗的电流急剧变化时，电压调节器的输出电压出现纹波。电容相对大的电容器被安装在芯片的内部或外部，用于通过减少纹波来稳定输出电压，从而增加了制造成本并且增大了缺陷率。
技术实现思路
本公开的实施例提供了一种非常适合片上集成的电压调节器。本公开的实施例提供了一种能够减小或最小化由于短时间内的负载变化而产生的过冲或下冲的低漏失电压调节器。本公开的实施例提供了即使在没有电容器的配合的情况下使用时也能够提供快速响应和稳定电力输出的电压调节器和电压调节方法。本公开的实施例的一个方面涉及提供一种电压调节器，该电压调节器包括通过元件、缓冲器、误差放大器和快速推挽式驱动器。通过元件可具有与电压源连接的电力输入、与负载连接的电力输出和控制输入。缓冲器可具有输入并且可具有与通过元件的控制输入连接的输出。误差放大器可与通过元件和缓冲器一起形成第一反馈回路，并且可具有与通过元件的电力输出的取样电压连接的正输入、与参考电压连接的负输入和与缓冲器的输入连接的输出。快速推挽式驱动器可以以反相器型放大结构连接在通过元件的电力输出和控制输入之间，并且可以以比第一反馈回路的电压调节速度快的速度减小由于负载变化而导致的电力输出的负峰和正峰。快速推挽式驱动器可与通过元件一起形成第二反馈回路。第二反馈回路的操作速度比第一反馈回路的操作速度快。快速推挽式驱动器可包括：第一放大器，属于反相器型并且被构造成响应于通过元件的电力输出来产生反相输出；第二放大器，属于反相器型并且被构造成响应于反相输出来产生用于控制控制输入的电压电平的推驱动电流或拉驱动电流。快速推挽式驱动器还可包括与通过元件的电力输出连接并且被构造成执行交流(AC)耦合的高通滤波器。第一放大器可包括：第一PMOS晶体管，具有与电源电压连接的源极、与电力输出连接的栅极和与反相输出连接的漏极；第一NMOS晶体管，具有与反相输出连接的漏极、与电力输出连接的栅极和与地电压连接的源极。第二放大器可包括：第二PMOS晶体管，具有与电源电压连接的源极、与反相输出连接的栅极和与控制输入连接的漏极；第二NMOS晶体管，具有与控制输入连接的漏极、与反相输出连接的栅极和与地电压连接的源极。第一放大器可包括：第一电流源，与电源电压连接；第一PMOS晶体管，具有与第一电流源的输出连接的源极、与电力输出连接的栅极和与反相输出连接的漏极；第一NMOS晶体管，具有与反相输出连接的漏极和与电力输出连接的栅极；第二电流源，连接在第一NMOS晶体管的源极和地电压之间。第二放大器可包括：第三电流源，与电源电压连接；第二PMOS晶体管，具有与电流源的输出连接的源极、与反相输出连接的栅极和与控制输入连接的漏极；第二NMOS晶体管，具有与控制输入连接的漏极和与反相输出连接的栅极；第四电流源，连接在第二NMOS晶体管的源极和地电压之间。第一放大器可包括：第一PMOS晶体管，具有与电源电压连接的源极和与电力输出连接的栅极；第三PMOS晶体管，具有与第一PMOS晶体管的漏极连接的源极、与电力输出连接的栅极和与反相输出连接的漏极；第一NMOS晶体管，具有与电力输出连接的栅极和与地电压连接的源极；第三NMOS晶体管，具有与反相输出连接的漏极、与电力输出连接的栅极、与第一NMOS晶体管的漏极连接的源极。第二放大器可包括：第二PMOS晶体管，具有与电源电压连接的源极和与反相输出连接的栅极；第四PMOS晶体管，具有与第二PMOS晶体管的漏极连接的源极、与反相输出连接的栅极和与控制输入连接的漏极；第二NMOS晶体管，具有与反相输出连接的栅极和与地电压连接的源极；第四NMOS晶体管，具有与控制输入连接的漏极、与反相输出连接的栅极和与第二NMOS晶体管的漏极连接的源极。第一放大器可包括：第一PMOS晶体管，具有与电源电压连接的源极和与电力输出连接的栅极；第三PMOS晶体管，具有与第一PMOS晶体管的漏极连接的源极、与第一控制电压连接的栅极和与反相输出连接的漏极；第一NMOS晶体管，具有与电力输出连接的栅极和与地电压连接的源极；第三NMOS晶体管，具有与反相输出连接的漏极、与第二控制电压连接的栅极和与第一NMOS晶体管的漏连接的源极。第二放大器可包括：第二PMOS晶体管，具有与电源电压连接的源极和与反相输出连接的栅极；第四PMOS晶体管，具有与第二PMOS晶体管的漏极连接的源极、与第一控制电压连接的栅极和与控制输入连接的漏极；第二NMOS晶体管，具有与反相输出连接的栅极和与地电压连接的源极；第四NMOS晶体管，具有与控制输入连接的漏极、与第二控制电压连接的栅极和与第二NMOS晶体管的漏极连接的源极。第一放大器可包括：第一PMOS晶体管，具有与电源电压连接的源极和与电力输出连接的栅极；第三PMOS晶体管，具有与第一PMOS晶体管的漏极连接的源极和与电力输出连接的栅极；第一NMOS晶体管，具有与电力输出连接的栅极和与地电压连接的源极；第三NMOS晶体管，具有与第三PMOS晶体管的漏极连接的漏极、与电力输出连接的栅极和与第一NMOS晶体管的漏极连接的源极。第二放大器可包括：第二PMOS晶体管，具有与电源电压连接的源极、与第一PMOS晶体管的漏极连接的栅极和与控制输入连接的漏极；第二NMOS晶体管，具有与第一NMOS晶体管的漏极连接的栅极、与控制输入连接的漏极和与地电压连接的源极。电压调节器还可包括：频率补偿元件，连接在通过元件的电力输出和缓冲器的输入之间并且被构造成稳定整个电路回路的频率。本公开的实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压调节器，所述电压调节器包括：通过元件，具有连接到电压源的电力输入、连接到负载的电力输出以及控制输入；缓冲器，具有输入并且具有连接到通过元件的控制输入的输出；误差放大器，与通过元件和缓冲器一起形成第一反馈回路，并且具有与通过元件的电力输出的取样电压连接的正输入、连接到参考电压的负输入和连接到缓冲器的输入的输出；快速推挽式驱动器，以反相器型放大结构连接在通过元件的电力输出和控制输入之间，并且被构造成以比第一反馈回路的电压调节速度快的速度减小由于负载变化而导致的电力输出的负峰和正峰。

【技术特征摘要】
2014.12.11 KR 10-2014-01786391.一种电压调节器，所述电压调节器包括：
通过元件，具有连接到电压源的电力输入、连接到负载的电力输出以及
控制输入；
缓冲器，具有输入并且具有连接到通过元件的控制输入的输出；
误差放大器，与通过元件和缓冲器一起形成第一反馈回路，并且具有与
通过元件的电力输出的取样电压连接的正输入、连接到参考电压的负输入和
连接到缓冲器的输入的输出；
快速推挽式驱动器，以反相器型放大结构连接在通过元件的电力输出和
控制输入之间，并且被构造成以比第一反馈回路的电压调节速度快的速度减
小由于负载变化而导致的电力输出的负峰和正峰。
2.根据权利要求1所述的电压调节器，其中，快速推挽式驱动器与通过
元件一起形成第二反馈回路，第二反馈回路的操作速度比第一反馈回路的操
作速度快。
3.根据权利要求1所述的电压调节器，其中，快速推挽式驱动器包括：
第一放大器，属于反相器型并且被构造成响应于通过元件的电力输出来
产生反相输出；
第二放大器，属于反相器型并且被构造成响应于反相输出来产生用于控
制控制输入的电压电平的推驱动电流或拉驱动电流。
4.根据权利要求3所述的电压调节器，其中，快速推挽式驱动器还包括
连接到通过元件的电力输出并且被构造成执行交流耦合的高通滤波器。
5.根据权利要求4所述的电压调节器，其中：
第一放大器包括：第一PMOS晶体管，具有连接到电源电压的源极、连
接到电力输出的栅极和连接到反相输出的漏极；第一NMOS晶体管，具有连
接到反相输出的漏极、连接到电力输出的栅极和连接到地电压的源极，
第二放大器包括：第二PMOS晶体管，具有连接到电源电压的源极、连
接到反相输出的栅极和连接到控制输入的漏极；第二NMOS晶体管，具有连
接到控制输入的漏极、连接到反相输出的栅极和连接到地电压的源极。
6.根据权利要求4所述的电压调节器，其中：
第一放大器包括：第一电流源，连接到电源电压；第一PMOS晶体管，

\t具有连接到第一电流源的输出的源极、连接到电力输出的栅极和连接到反相
输出的漏极；第一NMOS晶体管，具有连接到反相输出的漏极和连接到电力
输出的栅极；第二电流源，连接在第一NMOS晶体管的源极与地电压之间，
第二放大器包括：第三电流源，连接到电源电压；第二PMOS晶体管，
具有连接到电流源的输出的源极、连接到反相输出的栅极和连接到控制输入
的漏极；第二NMOS晶体管，具有连接到控制输入的漏极和连接到反相输出
的栅极；第四电流源，连接在第二NMOS晶体管的源极与地电压之间。
7.根据权利要求4所述的电压调节器，其中：
第一放大器包括：第一PMOS晶体管，具有连接到电源电压的源极和连
接到电力输出的栅极；第三PMOS晶体管，具有连接到第一PMOS晶体管的
漏极的源极、连接到电力输出的栅极和连接到反相输出的漏极；第一NMOS
晶体管，具有连接到电力输出的栅极和连接到地电压的源极；第三NMOS晶
体管，具有连接到反相输出的漏极、连接到电力输出的栅极和连接到第一
NMOS晶体管N1的漏极的源极；
第二放大器包括：第二PMOS晶体管，具有连接到电源电压的源极和连
接到反相输出的栅极；第四PMOS晶体管，具有连接到第二PMOS晶体管的
漏极的源极、连接到反相输出的栅极和连接到控制输入的漏极；第二NMOS
晶体管，具有连接到反相输出连接栅极和连接到地电压连接源极；第四NMOS
晶体管，具有连接到控制输入的漏极、连接到反相输出的栅极和连接到第二
NMOS晶体管的漏极的源极。
8.根据权利要求4所述的电压调节器，其中：
第一放大器包括：第一PMOS晶体管，具有连接到电源电压的源极和连
接到电力输出的栅极；第三PMOS晶体管，具有连接到第一PMOS晶体管的
漏极的源极、连接到第一控制电压的栅极和连接到反相输出的漏极；第一
NMOS晶体管，具有连接到电力输出的栅极和连接到地电压连接源极；第三
NMOS晶体管，具有连接到反相输出的漏极、连接到第二控制电压的栅极和
连接到第一NMOS晶体管的漏极的源极；
第二放大器包括：第二PMOS晶体管，具有连接到电源电压的源极和连
接到反相输出的栅极；第四PMOS晶体管，具有连接到第二PMOS晶体管的
漏极...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁埈赫，金大容，庾成敏，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR