快速启用的电源制造技术

用于快速启用电源的方法包括通过第一分支传导第一电流，该第一分支包括响应于通过启用信号启用第一开关而与该第一开关串联连接的第一晶体管。通过该第一晶体管的第一栅极与第一源极之间的第一电容从偏置轨道去除第一电荷。通过第二分支传导第二电流，该第二分支包括响应于通过该启用信号启用第二开关而与第二晶体管串联连接的该第二开关。通过该第二晶体管的第二漏极与第二栅极之间的第二电容将第二电荷添加到该偏置轨道，其中该第一栅极和该第二栅极连接到该偏置轨道并且通过镜像参考电压偏置。

【技术实现步骤摘要】
快速启用的电源
本公开大体上涉及可切换电源，且更具体地说，涉及可以在最小化稳定时间时快速地启动的电源。
技术介绍
低功率集成电路(“integratedcircuit，IC”)经常使用定期地启用和停用的电路或块组以节省电力。例如，在以脉冲频率调制(PulseFrequencyModulation，PFM)模式操作的DC/DC功率转换器中，在每个时钟循环，电路块在活动状态与非活动状态之间切换。一般来说，这些电路块包括接通或断开的数字电路以及模拟电路，该模拟电路具有也进行开关的电源。对于需要快速和稳定响应的高性能模拟电路，这些电源必须快速地接通并且在短时间段内稳定到稳定值。解决快速地启用电源问题的先前尝试包括使用电流控制电路，该电流控制电路会浪费电流并且不适合于低功率电路。另一解决方案利用闭环电路，这会减少输出电流的稳定时间并且在某些情况下消耗大量静态功率。最后，另一先前解决方案使用大型电容器，该大型电容器面积大、速度慢并且通常对负载条件敏感。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种快速启用的电源，包括：偏置链，所述偏置链被配置成在偏置轨道上产生镜像参考电压；第一分支，所述第一分支包括第一晶体管，所述第一晶体管具有连接到第一节点的第一漏极、连接到第一开关的第一源极，以及连接到所述偏置轨道的第一栅极，所述第一开关被配置成响应于启用信号而将所述第一源极短接到第二节点；第一电容，所述第一电容处于所述第一栅极与所述第一源极之间；第二分支，所述第二分支包括第二晶体管，所述第二晶体管具有连接到第二开关的第二漏极、连接到所述第二节点的第二源极，以及连接到所述偏置轨道的第二栅极，所述第二开关被配置成响应于所述启用信号而将所述第二漏极短接到所述第一节点；以及第二电容，所述第二电容处于所述第二漏极与所述第二栅极之间，其中响应于所述启用信号，由所述第一电容从所述偏置轨道去除的第一电荷通过由所述第二电容添加到所述偏置轨道的第二电荷抵消。根据一个或多个实施例，所述第一电荷等于所述第二电荷，并且所述第一晶体管的第一宽度除以所述第二晶体管的第二宽度限定最佳晶体管比率。根据一个或多个实施例，所述最佳晶体管比率是二分之一，其中所述快速启用的电源的所述晶体管中的每一个包括n沟道场效应晶体管。根据一个或多个实施例，所述第一开关包括n沟道场效应晶体管，所述n沟道场效应晶体管包括：连接到所述第一源极的第一开关漏极；连接到所述启用信号的第一开关栅极，所述启用信号被配置成启用所述第一开关；以及连接到所述第二节点的第一开关源极。根据一个或多个实施例，所述第二开关包括高压n沟道场效应晶体管，所述n沟道场效应晶体管包括：连接到所述第一节点的第二开关漏极；连接到所述启用信号的第二开关栅极，所述启用信号被配置成启用所述第二开关；以及连接到所述第二漏极的第二开关源极。根据一个或多个实施例，所述偏置链包括偏置晶体管，所述偏置晶体管包括连接到电源的偏置漏极、连接到所述偏置漏极和所述偏置轨道的偏置栅极，以及连接到所述第二节点的偏置源极。根据一个或多个实施例，还包括连接在所述偏置源极与所述第二节点之间的偏置补偿装置，其中当启用所述第一开关时，所述偏置补偿装置与所述第一开关具有相同压降。根据一个或多个实施例，还包括连接在所述第一节点与所述第一漏极之间的保护装置，其中当启用所述第二开关时，所述保护装置与所述第二开关具有相同压降。根据一个或多个实施例，还包括连接在所述第二源极与所述第二节点之间的补偿装置，其中当启用所述第一开关时，所述补偿装置与所述第一开关具有相同压降。根据一个或多个实施例，所述第一电容是所述第一晶体管的第一寄生电容，并且第二电容是所述第二晶体管的第二寄生电容。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于快速启用电源的方法，包括：在偏置轨道上产生镜像参考电压；通过第一节点与第二节点之间的第一分支传导第一电流，所述第一分支包括响应于通过启用信号启用第一开关而与所述第一开关串联连接的第一晶体管；通过所述第一晶体管的第一栅极与第一源极之间的第一电容从所述偏置轨道去除第一电荷，其中所述第一栅极通过所述镜像参考电压偏置；通过所述第一节点与所述第二节点之间的第二分支传导第二电流，所述第二分支包括响应于通过所述启用信号启用第二开关而与第二晶体管串联连接的所述第二开关；以及通过所述第二晶体管的第二漏极与第二栅极之间的第二电容将第二电荷添加到所述偏置轨道，其中所述第二栅极通过所述镜像参考电压偏置。根据一个或多个实施例，还包括通过将所述第一晶体管的第一宽度除以所述第二晶体管的第二宽度来确定最佳晶体管比率，其中所述最佳晶体管比率导致所述第一电荷等于所述第二电荷。根据一个或多个实施例，确定所述最佳晶体管比率导致所述第一宽度是所述第二宽度的一半，其中所述电源的所述晶体管中的每一个包括n沟道场效应晶体管。根据一个或多个实施例，还包括通过所述第一节点与所述第一漏极之间的保护装置补偿所述第二开关的阻抗，其中当启用所述第二开关时，所述保护装置与所述第二开关具有相同压降。根据一个或多个实施例，还包括通过所述第二源极与所述第二节点之间的补偿装置补偿所述第一开关的阻抗，其中当启用所述第一开关时，所述补偿装置与所述第一开关具有相同压降。根据一个或多个实施例，产生所述镜像参考电压包括通过偏置晶体管供应电流，所述偏置晶体管包括连接到电源的偏置漏极、连接到所述偏置漏极和所述偏置轨道的偏置栅极，以及连接到所述第二节点的偏置源极。根据一个或多个实施例，还包括通过连接在所述偏置源极与所述第二节点之间的偏置补偿装置补偿所述第一开关的阻抗，其中当启用所述第一开关时，所述偏置补偿装置与所述第一开关具有相同压降。根据本专利技术的第三方面，提供一种快速启用的电源，包括：第一分支，所述第一分支包括第一晶体管，所述第一晶体管具有连接到保护装置的第一漏极、连接到第一开关的第一源极，以及连接到偏置轨道的第一栅极，所述保护装置连接到第一节点，所述第一开关被配置成响应于启用信号而将所述第一源极短接到第二节点；第一寄生电容，所述第一寄生电容处于所述第一栅极与所述第一源极之间；第二分支，所述第二分支包括第二晶体管，所述第二晶体管具有连接到第二开关的第二漏极、连接到补偿装置的第二源极，以及连接到所述偏置轨道的第二栅极，所述补偿装置连接到所述第二节点，所述第二开关被配置成响应于所述启用信号而将所述第二漏极短接到所述第一节点；以及第二寄生电容，所述第二寄生电容处于所述第二漏极与所述第二栅极之间，其中响应于所述启用信号，由所述第一电容从所述偏置轨道去除的第一电荷通过由所述第二电容添加到所述偏置轨道的第二电荷抵消。根据一个或多个实施例，，当启用所述第二开关时，所述保护装置与所述第二开关具有相同压降。根据一个或多个实施例，，当启用所述第一开关时，所述补偿装置与所述第一开关具有相同压降。附图说明本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速启用的电源，其特征在于，包括：/n偏置链，所述偏置链被配置成在偏置轨道上产生镜像参考电压；/n第一分支，所述第一分支包括第一晶体管，所述第一晶体管具有连接到第一节点的第一漏极、连接到第一开关的第一源极，以及连接到所述偏置轨道的第一栅极，所述第一开关被配置成响应于启用信号而将所述第一源极短接到第二节点；/n第一电容，所述第一电容处于所述第一栅极与所述第一源极之间；/n第二分支，所述第二分支包括第二晶体管，所述第二晶体管具有连接到第二开关的第二漏极、连接到所述第二节点的第二源极，以及连接到所述偏置轨道的第二栅极，所述第二开关被配置成响应于所述启用信号而将所述第二漏极短接到所述第一节点；以及/n第二电容，所述第二电容处于所述第二漏极与所述第二栅极之间，其中响应于所述启用信号，由所述第一电容从所述偏置轨道去除的第一电荷通过由所述第二电容添加到所述偏置轨道的第二电荷抵消。/n

【技术特征摘要】
20190314 US 16/354,1471.一种快速启用的电源，其特征在于，包括：
偏置链，所述偏置链被配置成在偏置轨道上产生镜像参考电压；
第一分支，所述第一分支包括第一晶体管，所述第一晶体管具有连接到第一节点的第一漏极、连接到第一开关的第一源极，以及连接到所述偏置轨道的第一栅极，所述第一开关被配置成响应于启用信号而将所述第一源极短接到第二节点；
第一电容，所述第一电容处于所述第一栅极与所述第一源极之间；
第二分支，所述第二分支包括第二晶体管，所述第二晶体管具有连接到第二开关的第二漏极、连接到所述第二节点的第二源极，以及连接到所述偏置轨道的第二栅极，所述第二开关被配置成响应于所述启用信号而将所述第二漏极短接到所述第一节点；以及
第二电容，所述第二电容处于所述第二漏极与所述第二栅极之间，其中响应于所述启用信号，由所述第一电容从所述偏置轨道去除的第一电荷通过由所述第二电容添加到所述偏置轨道的第二电荷抵消。


2.根据权利要求1所述的快速启用的电源，其特征在于，所述第一电荷等于所述第二电荷，并且所述第一晶体管的第一宽度除以所述第二晶体管的第二宽度限定最佳晶体管比率。


3.根据权利要求2所述的快速启用的电源，其特征在于，所述最佳晶体管比率是二分之一，其中所述快速启用的电源的所述晶体管中的每一个包括n沟道场效应晶体管。


4.根据权利要求1所述的快速启用的电源，其特征在于，所述第一开关包括n沟道场效应晶体管，所述n沟道场效应晶体管包括：连接到所述第一源极的第一开关漏极；连接到所述启用信号的第一开关栅极，所述启用信号被配置成启用所述第一开关；以及连接到所述第二节点的第一开关源极。


5.根据权利要求1所述的快速启用的电源，其特征在于，所述第二开关包括高压n沟道场效应晶体管，所述n沟道场效应晶体管包括：连接到所述第一节点的第二开关漏极；连接到所述启用信号的第二开关栅极，所述启用信号被配置成启用所述第二开关；以及连接到所述第二漏极的第二开关源极。


6.根据权利要求1所述的快速启用的电源，其特征在于，所述偏置链包括偏置晶体管，所述偏置晶体管包括连接到电源的偏置漏极、连接到所述偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁德雷·波克，约翰·皮戈特，
申请(专利权)人：恩智浦美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US