电压翻转式零点补偿电路制造技术

本发明专利技术提出一种电压翻转式零点补偿电路，其用于一输出端以进行零点/极点补偿。该电压翻转式零点补偿电路包括一电容、一放大器、一第一电流镜、以及一第二电流镜。该电容连接至该输出端，以接收该输出端的电压。该放大器连接至该电容，以将该输出端的电压放大。第一电流镜连接至该放大器，以将该放大器(Mn1)的电流放大。该第二电流镜连接至该第一电流镜，以将该第一电流镜的电流放大，其中，该第二电流镜的一第一端点经由一第一外部电阻(Rf1)连接至该输出端。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及零点/极点(zero/pole)补偿的
，尤指一种电压翻转式零点补偿电路。
技术介绍
图1是一现有低压降电压稳压器(low-dropoutvoltageregulator)的电路图，其是例如为美国第6,710,583号专利公告所示的电路图。在图1中，一第一频率补偿电容116与电压分压器中的上部电阻(upperresistor)30平行，其中，该电压分压器是由该上部电阻30和一下部电阻(lowerresistor)32所组成。第一频率补偿电容106与该电压分压器提供一零点/极点(zero/pole)对，以在高电流负载时增加电路的相位余裕(phasemargin)。虽然图1的电路可以提供一超前的零点(leadzero)，然而，当该上部电阻30与该下部电阻32的比值(R1/R2)小的时候，此时，零点(zero)与极点(pole)则相当接近，此会降低相位补偿(phasecompensation)的效果。在ChaitanyaK.Chava,JoséSilva-Martínez,etal.等人在IEEETRANSACTIONSONCIRCUITSANDSYSTEMS,VOL.51,NO.6,pp.1041-1050,2004所发表的“AFrequencyCompensationSchemeforLDOVoltageRegulators”论文中，其提供一低压降线性稳压(lowdropoutvoltageregulator,LDOvoltageregulator)技术。图2是该论文所揭露的一跨导增益增强架构(transconductancegainenhancedstructure)，其在一回授中使用一跨导运算放大器(operationaltransconductanceamplifier,OTA)，以增强跨导(transconductance)。图3是图2的详细电路图。如图3所示，其包含一二极管连接的差动放大器310、一源极跟随器(sourcefollower)320、以及一电流镜330。该二极管连接的差动放大器310作为一电平转换缓冲器(level-shiftingbuffer)，以将直流电平下移(down-shift)使输出电压应用范围增加，同时将补偿的零点/极点分离。该源极跟随器320产生与一补偿电容340相关的电流。该电流镜330产生一比例的输出电流。图3的电路虽可提供多余的相位余裕(phasemargin)，但是输出电压的电压裕量(voltageheadroom)却大幅度缩小，而限制了其应用范围。图4是另一现有低压降电压稳压器(low-dropoutvoltageregulator)的电路图，其是例如美国第7,746,047号专利公告所示的电路图。在图4中，其使用一电压控制电流源(voltagecontrolledcurrentsource,VCCS)210以将小信号电流注入节点B，并以补偿电容410来进行零点/极点(zero/pole)补偿。然而节点B上的电压Vfb需大于2×Vov，当中Vov为晶体管420、430的过驱动电压(overdrivevoltage)，此限制了该电压控制电流源210的应用范围。另外其所产生的极点与补尝零点并未够分离，因此，现有零点/极点(zero/pole)补偿技术仍有改善的空间。
技术实现思路
本专利技术的目的主要在于提供一电压翻转式零点补偿电路，其可提供较佳的相位补偿，以增加电路的稳定性。依据本专利技术的一个方面，本专利技术提出一种电压翻转式零点补偿电路，其用于一输出端以进行零点/极点补偿，该电压翻转式零点补偿电路包括一电容、一放大器、一第一电流镜、以及一第二电流镜。该电容连接至该输出端，以接收该输出端的电压。该放大器连接至该电容，以将该输出端的电压放大。第一电流镜连接至该放大器(Mn1)，以将该放大器的电流放大。该第二电流镜连接至该第一电流镜，以将该第一电流镜的电流放大，其中，该第二电流镜的一第一端点经由一第一外部电阻连接至该输出端。附图说明图1为一现有低压降电压稳压器的电路图。图2为一现有跨导增益增强架构。图3为图2的详细电路图。图4为另一现有低压降电压稳压器的电路图。图5为本专利技术一种电压翻转式零点补偿电路的电路图。图6为本专利技术电压翻转式零点补偿电路与现有IEEE论文的模拟示意图。图7为本专利技术电压翻转式零点补偿电路的运用示意图。图8为本专利技术一种电压翻转式零点补偿电路的另一电路图。附图标记说明：第一频率补偿电容116上部电阻30下部电阻32二极管连接的差动放大器310源极跟随器320电流镜330补偿电容340电压控制电流源210补偿电容410节点B晶体管420、430电压翻转式零点补偿电路500电容C1放大器Mn1第一电流镜510第二电流镜520第一电流源IA第二电流源IB第三电流源IC偏置电压Vbias高电位Vdd低电位Gnd第一NMOS晶体管Mn1第二NMOS晶体管Mn2第三NMOS晶体管Mn3第一PMOS晶体管Mp1第二NMOS晶体管Mp2第一端点FB第一外部电阻Rf1第二外部电阻Rf2放大器710电压翻转式零点补偿电路800电压Vout。具体实施方式图5为依据本专利技术一优选实施例的一种电压翻转式零点补偿电路500的电路图，其用于一输出端(Vout)以进行零点/极点(zero/pole)补偿。如图5所示，该电压翻转式零点补偿电路500包括一电容C1、一放大器Mn1、一第一电流镜510、一第二电流镜520、一第一电流源IA、一第二电流源IB、以及一第三电流源IC。该电容C1连接至该输出端，以接收该输出端的电压Vout。该放大器Mn1连接至该电容C1，以将该输出端的电压Vout放大。在本优选实施例中，该放大器Mn1为一第一NMOS晶体管Mn1，该第一NMOS晶体管Mn1为共栅极(commongate)配置，以放大该输出端电压Vout。该第一电流镜510连接至该放大器Mn1，以将该放大器Mn1的电流放大。该第一电流镜510为由一第二NMOS晶体管Mn2以及一第三NMOS晶体管Mn3所组成。该第一电流镜510的电流放大比例为1:M。通过第二NMOS晶体管Mn2的宽长比(W2/L2)以及第三NMOS晶体管Mn3的宽长比(W3/L3)即可达成，故该第一电流镜510的电流放大比例可为1:2.5(＝2:5)。在本实施例中，M可为大于0的数值，优选地可为大于1的数值，且M并不限定为整数。该第二电流镜520连接至该第一电流镜510，以将该第一电流镜510的电流放大。该第二电流镜520为由一第一PMOS晶体管Mp1和一第二NMOS晶体管Mp2所组成。该第二电流镜520的电流放大比例为1:N，N优选地可为大于1的数值，且N并不限定为整数。其中，该第二电流镜520的一第一端点FB经由一第一外部电阻Rf1连接至该输出端。如图5所示，该第一电流源IA的一端连接至一高电位Vdd，另一端连接至该第一NMOS晶体管Mn1的漏极D、该第二NMOS晶体管Mn2的栅极G、以及该第三NMOS晶体管Mn3的栅极G。该第一NMOS晶体管Mn1的源极S连接至该电容C1的一端、及该第二NMOS晶体管Mn2的漏极D，该第一NMOS晶体管Mn1的栅极G连接至一偏置电压Vbia本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压翻转式零点补偿电路，其用于一输出端以进行零点/极点补偿，该电压翻转式零点补偿电路包括：一电容，连接至该输出端，以接收该输出端之电压；一放大器，连接至该电容，以将该输出端之电压放大；一第一电流镜，连接至该放大器，以将该放大器的电流放大；以及一第二电流镜，连接至该第一电流镜，以将该第一电流镜的电流放大；其中，该第二电流镜的一第一端点经由一第一外部电阻连接至该输出端。

【技术特征摘要】
2015.08.24 TW 1041275301.一种电压翻转式零点补偿电路，其用于一输出端以进行零点/极点补偿，该电压翻转式零点补偿电路包括：一电容，连接至该输出端，以接收该输出端之电压；一放大器，连接至该电容，以将该输出端之电压放大；一第一电流镜，连接至该放大器，以将该放大器的电流放大；以及一第二电流镜，连接至该第一电流镜，以将该第一电流镜的电流放大；其中，该第二电流镜的一第一端点经由一第一外部电阻连接至该输出端。2.根据权利要求1所述的电压翻转式零点补偿电路，还包含一第一电流源连接至该第一电流镜、一第二电流源连接至该第一电流镜及该第二电流镜、以及一第三电流源连接至该第二电流镜。3.根据权利要求2所述的电压翻转式零点补偿电路，其中，该放大器为一第一NMOS晶体管，该第一电流镜为由一第二NMOS晶体管及一第三NMOS晶体管所组成，该第二电流镜为由一第一PMOS晶体管及一第二NMOS晶体管所组成。4.根据权利要求3所述的电压翻转式零点补偿电路，其中，该第一电流源的一端连接至一高电位，另一端连接至该第一NMOS晶体管的漏极、该第二NMOS晶体管的栅极、及该第三NMOS晶体管的栅极，该第一NMOS晶体管的源极连接至该电容的一端、及该第二NMOS晶体管的漏极，该第一NMOS晶体管的栅极连接至一偏置电压，该电容的另一端连接至输出端。5.根据权利要求4所述的电压翻转式零点补偿电路，其中，该第一NMOS晶体管为共栅极配置，以放大该输出端电压。6.根据权利要求4所述的电压翻转式零点补偿电路，其中，该第二NMOS晶体管的源极连接至一低电位，该第三NMOS晶体管的源极连接至该低电位，其漏极连接至该第二电流源的一端、该第一PMOS晶体管的漏极、该第一PMOS晶体管的栅极、及该第二PMOS晶体管的栅极，该第二电流源的另一端连接至该高电位。7.根据权利要求6所述的电压翻转式零点补偿电路，其中，该第一PMOS晶体管的源极连接至该高电位，该第二PMOS晶体管的源极连接至该高电位，其漏极经由该第一端点连接至该第三电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜韶甫，
申请(专利权)人：敦泰电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71