低成本超低功率低压差（LDO）电路制造技术

本申请公开一种低成本超低功率低压差(LDO)电路，具体公开一种低压差(LDO)调节器系统(100)，该LDO调节器系统包含电压源(102)、压降电路(104)和负载(106)。电压源(102)被配置为供应第一电压下的第一信号(122)。压降电路(104)包含肖特基二极管并且被配置为基于LDO调节器系统100工作在第一模式下而接收第一信号(122)并且产生第二电压下的输出信号(124)。第二电压小于第一电压。负载(106)被配置为基于LDO调节器系统(100)工作在第二模式下而接收第一电压下的第一信号(122)，并且基于LDO调节器系统(100)工作在第一模式下而接收第二电压下的输出信号(124)。

Low cost ultra low power low dropout (LDO) circuit

A low cost ultra low power low dropout (LDO) circuit is disclosed in which a low dropout (LDO) regulator system (100) is disclosed that includes a voltage source (102), a voltage drop circuit (104), and a load (106) (LDO). The voltage source (102) is configured to supply a first signal (122) under the first voltage. The voltage drop circuit (104) includes a Schottky diode and is configured to operate on the LDO regulator system 100 to receive the first signal (122) in the first mode and to generate an output signal (124) under the second voltage. The second voltage is less than the first voltage. The load (106) is configured as a LDO regulator system based on (100) and receiving a first signal at a first voltage in the second mode (122), and based on the LDO regulator system (100) in the first mode while receiving the output signal voltage of the second (124).

【技术实现步骤摘要】
低成本超低功率低压差(LDO)电路

技术介绍
需要电力来运行电子系统。例如，计算系统内的存储器需要电力来供应存储器阵列和逻辑门。换句话说，电子系统内的所有部件都需要电力。然而，电子系统的电力需求越低越好。为了减少电力，许多电子系统以两种模式操作。一种模式是主动模式。在主动模式下，在电子系统内发生活动。例如，在主动模式下，可以写入到存储器或从存储器中读取，或者处理器可以处理数据。电子系统可以在其中工作的第二模式是待机模式。在待机模式下，发生少量活动；因此系统需要较少电力。例如，保留存储在存储器中的内容，或在低压互补金属氧化物半导体(LVCMOS)中将晶体管偏置。因此，在待机模式下，将电压提供到电子系统中的负载；然而，电压不需要引起大电流。实际上，电压可以仅需要供应泄漏电流或流过各个栅极以支持泄漏电流的电流。因此，电路设计者可以设计具有两个电压轨的电子系统，一个电压轨用于在主动模式时为系统供电，而另一个电压轨用于在待机模式时为系统供电。
技术实现思路
上述问题大部分通过用于产生低压差电压的系统和方法得到解决。在一些实施例中，低压差(LDO)调节器系统包含电压源、压降电路和负载。电压源被配置为供应第一电压下的第一信号。压降电路包含肖特基二极管并且被配置为基于LDO调节器系统工作在第一模式而接收第一信号并且产生第二电压下的输出信号。第二电压小于所述第一电压。负载被配置为基于LDO调节器系统工作在第二模式而接收第一电压下的第一信号，并且基于所述LDO调节器系统工作在第一模式下而接收第二电压下的输出信号。另一说明性实施例是用于产生LDO电压的方法。该方法可以包含生成第一电压下的第一信号。基于LDO调节器系统工作在第一模式，该方法可以包含由包括肖特基二极管的压降电路产生第二电压下的输出信号。第二电压小于所述第一电压。基于LDO调节器系统工作在所述第一模式，该方法可以包含由负载接收所述第二电压下的输出信号。基于LDO调节器系统工作在第二模式，该方法可以包含由所述负载接收第一电压下的第一信号。又另一说明性实施例是包含电压源、压降电路和存储器的存储器系统。电压源被配置为供应第一电压下的第一信号。压降电路被配置为基于存储器系统工作在第一模式而接收第一信号并且产生第二电压下的输出信号，第二电压小于第一电压。存储器被配置为基于存储器系统工作在所述第一模式而接收第二电压下的输出信号，并且基于存储器系统工作在第二模式而接收第一电压下的第一信号。压降电路包括第一肖特基二极管，第一肖特基二极管被配置为接收第一信号并且产生第三电压下的第二信号。第三电压小于第一电压。附图说明为了更详细地描述各个示例，现将参考附图，其中：图1示出根据各个实施例的低压差调节器系统的框图；图2A示出根据各个实施例的压降电路的电路图；图2B示出根据各个实施例的压降电路的电路图；图3示出根据各个实施例的肖特基二极管的框图；图4示出根据各个实施例的用于产生低压差电压的方法的流程图；以及图5示出根据各个实施例的用于产生低压差电压的方法的流程图。符号和命名贯穿以下描述以及权利要求使用的某些术语是指特定系统组件。本领域技术人员将了解，公司会用不同的名称来指代同一组件。本文档无意区分名称不同而功能相同的组件。在以下讨论中以及在权利要求中，术语“包含”和“包括”以开放形式使用，因此这些术语应被解释为表示“包含，但不限于……”。而且，术语“耦合”旨在表示间接或直接连接。因此，如果第一装置耦合到第二装置，则所述连接可以通过直接连接或通过经由其它装置和连接的间接连接。叙述“基于”旨在表示“至少部分基于”。因此，如果X基于Y，则X可以基于Y以及任何数目的其它因素。具体实施方式以下论述涉及本专利技术的各个实施例。尽管这些实施例中的一个或多个实施例可以是优选的，但是所公开的实施例不应被解释为限制包含权利要求的公开的范围，或以其它方式用作限制包含权利要求的公开的范围。另外，本领域技术人员将理解，以下描述具有广泛应用并且任何实施例的论述仅表示该实施例的示例，并且并不意在暗示包含权利要求的公开的范围局限于所述实施例。电子系统运行需要电力。然而，需要向系统提供最低电力量，使得系统可以按预期的方式工作。为了减少电力，许多电子系统以两种模式操作。在主动模式下，在电子系统内发生活动。例如，在主动模式下，可以写入到存储器或从存储器中读取，或者处理器可以处理数据。在待机模式(即，低功率模式)下，发生少量活动；因此系统需要较少电力。例如，保留存储在存储器中的内容，或在LVCMOS中偏置晶体管。因此，在待机模式下，将电压提供到电子系统中的负载；然而，电压不需要引起(source)大电流。实际上，电压可以仅需要供应泄漏电流或流过各个栅极以支持泄漏电流的电流。因此，电路设计者可以设计具有两个电压轨的电子系统，一个电压轨用于在主动模式时为系统供电，而另一个电压轨用于在低功率模式时为系统供电。在许多情况下，在主动模式时提供到系统的电压大于在低功率模式时提供到系统的电压。设计电力管理系统，例如，直流(DC)到DC调节器(例如，低压差(LDO)调节器或任何其它类型的线性电压调节器)以工作在主动模式下时将电力提供到负载(即从电力管理系统接收电压的电路)。在常规系统中，许多电路设计者采取复杂电路来产生第二电压轨，以在低功率模式下为系统供电。在许多常规系统中，开关(例如，p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOS)或n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOS))用于将电力管理系统为主动模式产生的电压降低(即，减小)到以工作在低功率模式时供应到负载的较低电压。对于PMOS晶体管，阈值电压可以低至0.2V。然而，具有此低阈值电压的PMOS晶体管泄漏较多；因此通常不使用这些PMOS晶体管。因此，通常使用具有0.5V以及更高的阈值电压的PMOS晶体管。因此，由PMOS晶体管产生的压降最小为0.5V。在许多应用中，不需要此种大的压降。例如，如果电力管理系统提供1V源电压并且当负载工作在低功率模式下时需要0.8V，则用于实现压降的PMOS晶体管的使用可能无效，因为所述PMOS晶体管将仅产生0.5V。此外，用于产生压降的p-n二极管的使用会产生类似较大的压降，因为p-n二极管具有大约0.5V的阈值。换句话说，在消耗低电力量时，需要压降的更精细粒度。根据所公开的原理，LDO调节器提供许多应用需要的粒度、消耗较少电力或不消耗电力并且能够内置于CMOS工艺中，所述LDO调节器并入用于在低功率模式期间产生从电压源到负载的压降的肖特基二极管(也称为热载流子二极管)。与p-n二极管不同，肖特基二极管具有约0.1V至0.3V的阈值。因此，单个肖特基二极管可以产生低至0.1V的压降。此外，通过串联连接多个肖特基二极管，可以产生粒度较大的压降。例如，利用串联的三个肖特基二极管可以产生0.3V的压降(即，每肖特基二极管0.1V的压降)。以此方式，可以产生消耗极少电力甚至不消耗电力的粒化压降以在工作低功率模式下时将电力提供到负载。尽管常规数字CMOS工艺产生许多p-n二极管，但是通常不可获得肖特基二极管。然而，可以利用CMOS工艺制造肖特基二极管。每当金属接触与掺杂半导体接触时会产生肖特基二极管。然而，在常规CMOS工艺中，硅化物用于在半导体与金属接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压差调节器系统即LDO调节器系统，其包括：电压源，其被配置为供应第一电压下的第一信号；压降电路，其包括第一肖特基二极管，所述压降电路被配置为基于所述LDO调节器系统工作在第一模式下而接收所述第一信号并且产生第二电压下的输出信号，所述第二电压小于所述第一电压；以及负载，其被配置为基于所述LDO调节器系统工作在第二模式下而接收所述第一电压下的所述第一信号，并且基于所述LDO调节器系统工作在所述第一模式下而接收所述第二电压下的所述输出信号。

【技术特征摘要】
2015.11.23 US 14/948,7181.一种低压差调节器系统即LDO调节器系统，其包括：电压源，其被配置为供应第一电压下的第一信号；压降电路，其包括第一肖特基二极管，所述压降电路被配置为基于所述LDO调节器系统工作在第一模式下而接收所述第一信号并且产生第二电压下的输出信号，所述第二电压小于所述第一电压；以及负载，其被配置为基于所述LDO调节器系统工作在第二模式下而接收所述第一电压下的所述第一信号，并且基于所述LDO调节器系统工作在所述第一模式下而接收所述第二电压下的所述输出信号。2.根据权利要求1所述的LDO调节器系统，其中所述负载是被配置为工作在所述第一模式时保留存储在存储器中的数据的所述存储器。3.根据权利要求1所述的LDO调节器系统，其中所述负载是被配置为工作在所述第二模式时读取和写入数据的存储器。4.根据权利要求1所述的LDO调节器系统，其中所述压降电路进一步包括串联耦合到所述第一肖特基二极管的第二肖特基二极管。5.根据权利要求4所述的LDO调节器系统，其中所述第一肖特基二极管被配置为基于所述LDO调节器系统工作在所述第一模式而接收所述第一电压下的所述第一信号并且产生第三电压下的第二信号，所述第三电压小于所述第一电压。6.根据权利要求5所述的LDO调节器系统，其中所述第二肖特基二极管被配置为基于所述LDO调节器系统工作在所述第一模式而接收所述第三电压下的所述第二信号并且产生第四电压下的第三信号，所述第四电压小于所述第三电压。7.根据权利要求6所述的LDO调节器系统，其中所述第三信号是所述输出信号。8.根据权利要求1所述的LDO调节器系统，其中所述输出信号将泄漏电流供应到所述负载。9.根据权利要求1所述的LDO调节器系统，其中所述负载是低压互补金属氧化物半导体即LVCMOS中的晶体管，并且所述输出信号被配置为偏置所述晶体管。10.一种用于产生低压差电压的方法，其包括：产生第一电压下的第一信号；基于低压差调节器系统即LDO调节器系统工作在第一模式，由包括第一肖特基二极管的压降电路产生第二电压下的输出信号，所述第二电压小于所述第一电压；以及基于所述LDO调节器系统工作在所述第一模式，由负载接收所述第二电压下的所述输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·梅内塞斯，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US