低压降稳压器、集成电路及电子设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一个包括一个调节电路、一个放大器、和一个第一补偿路径的低压降稳压器。该调节电路在其输入端接收一个输入信号，并响应其控制端接收到的控制信号在一个输出端输出一个输出信号。该放大器拥有一个连接至第一输入路径的第一输入端，一个输出端，该输出端通过一个路径连接至该调节电路的控制端用来提供该控制信号。该第一补偿路径连接在第一输入路径的第一节点和路径的第一节点之间，该路径将放大器的输出端连接至该调节电路的控制端，该第一补偿路径包括一个第一补偿电容。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种低压降稳压器、集成电路及电子设备。
技术介绍
低压降稳压器(LDOs)可用于多种电子设备中，例如笔记本电脑，手机、个人数字助理等，但并不限于这些设备，来为这些设备提供一个稳定的输出电压至一个负载。低压降稳压器可以应用于下述情况电源不能为电子设备的特定负载提供稳定的电压值时，和/或对于该特定负载来说该电源的精度不够高时。通常低压降稳压器可以提供此类稳定的输出电压，此时该低压降稳压器上只有较小的压降。作为一个负反馈系统，低压降稳压器通常需要频率补偿来保证稳定性。然而，许多现有技术实施例经常采用外接元件，例如一个电容外接于低压降稳压器实现频率补偿。采用此类外接元件至少需要一个焊盘、一根导线和一个管脚，从而造成整体成本增加。另外，外接元件也占用一定的体积，所以需要额外的费用。在低压降稳压器要求的很宽的输出电流范围内，一些现有的补偿技术很难确保其稳定性。
技术实现思路
本技术提供一个包括调节电路的低压降稳压器，该调节电路有一个输入端、一个输出端和一个控制端。该调节电路接收其输入端的输入信号，并响应其控制端接收到的控制信号从而在输出端输出一个输出信号。低压降稳压器也包括一个放大器，该放大器拥有一个第一和第二输入端和一个输出端。放大器的第一输入端可连接至一个第一输入路径，放大器的输出端通过一个路径连接至调节电路的控制端，以提供该控制信号。低压降稳压器还包括一个第一补偿路径，该第一补偿路径连接在第一输入端节点与输出节点之间，该路径将放大器输出端连接至调节电路的控制端，该第一补偿路径包括一个第一补偿电容。本技术还提供一个包括此类低压降稳压器的集成电路和一个包括该集成电路的电子设备。更有利地是，低压降稳压器在一个较大的有效负载电流范围内提供了一个稳定的输出电压。另外，低压降稳压器不需要任何外接补偿元件。此外，低压降稳压器可与一个相关负载集成在一个集成电路上。低压降稳压器也可通过任何类型的工艺加工而成，例如互补金属氧化半导体(CMOS)工艺，双极互补金属氧化半导体工艺(biCMOS)，和其他工艺。附图说明图1为一个拥有低压降稳压器的电子设备的方框图；图2为图1中低压降稳压器的电路图；图3为相同频率范围内的典型增益曲线图和相关相移图，该图示出了图2中低压降稳压器的一个实施例的典型极点和零点位置；图4为当低压降稳压器提供的有效负载电流在最小值和最大值之间变化时，表示图2中低压降稳压器的稳定特性的各种曲线图；和图5为当低压降稳压器提供的有效负载电流在最小值与最大值之间变化时，表示图2中低压降稳压器的输出电压瞬态响应的图。具体实施方式图1所示为电子设备100的简化方框图，该设备有一个电源102、一个低压降稳压器LDO 106和一个负载108。电子设备100可为多种设备，例如笔记本电脑，手机、个人数字助理等等。电源102可为一个电池，例如锂电池，用来提供不稳定的直流电压至低压降稳压器LDO 106。多种其他元件，例如一个直流/直流转换器，可接在电源102和低压降稳压器LDO 106之间。为了清楚起见图1中只示出一个低压降稳压器LDO 106和其相关负载108，但是电子设备100可有多个低压降稳压器来驱动任意数目的负载。低压降稳压器LDO 106也可与负载108集成在一个集成电路(IC)上。在此所用的“集成电路”是指一个半导体设备和/或微电子设备，例如一个半导体集成电路芯片。图2所示为图1中低压降稳压器LDO 106的电路图。低压降稳压器LDO 106在端口201接收一个输入电压，并在端口209提供一个稳定的输出电压。低压降稳压器LDO 106包括一个调节电路208和一个放大器212。调节电路208拥有一个输入端，该输入端接收一个来自端口201的输入电压信号，一个输出端，该输出端在端口209提供一个稳定的输出电压值，和一个控制端，该控制端接收放大器212输出的一个控制信号。调节电路208包括一个传输元件，例如图2所示的P型金属氧化半导体场效应管(MOSFET)MP1。晶体管MP1的源极与输入端201相连，其漏极与输出端209相连。晶体管MP1的栅极通过路径218与放大器212的输出相连。放大器212可为一个运算跨导放大器(OTA)。放大器212的反相输入端与输入路径203相连，用来接收一个基准电压信号。该基准电压信号由基准电压源202提供。电阻Rs也连接至基准电压源202和放大器212反相输入端之间的路径203上。放大器212的同相输入端通过路径291连接至节点215。反馈网络242连接在晶体管MP1的漏极和放大器212的同相输入端之间。该反馈网络242包括电阻R1和R2，这两个电阻构成了一个分压器，用来按比例缩小低压降稳压器LDO 106的输出电压Vout至一个更低的电压值Vp，它可用来表示输出电压。电阻R1连接在节点287和节点215之间，同时电阻R2连接在节点215和地之间，这样Vp＝Vout(R2/R1+R2)。本技术的优点是，第一补偿路径280连接在节点283和211之间。节点283为第一补偿路径280连接至输入路径203的接点，节点211为第一补偿路径280连接至路径218的接点。路径218将放大器212的输出连接至晶体管MP1的控制端。第一补偿路径280包括一个电容C1。第二补偿路径282连接在节点287和207之间。节点287为第二补偿路径282连接至路径290的接点。路径290与晶体管MP1的漏极相连。节点207为第二补偿路径282连接至路径218的接点。第二补偿路径282包括一个补偿电容C2。第一补偿电容C1和第二补偿电容C2可为任意类型的电容，例如金属-绝缘体-金属(MIM)、多晶硅-绝缘体-多晶硅(PIP)、等效MOS电容等等。在直流条件下，低压降稳压器LDO 106在端口209提供一个稳定的输出直流电压。反馈网络242提供一个电压值Vp至放大器212的同相输入端，用来代表端口209的输出电压值。放大器212也通过输入路径203在其反相输入端接收一个基准电压信号。该基准电压信号可由包括基准电压源202在内的任意类型的电源提供。在一个实施例中，基准电压源202可为一个能隙基准源电路。放大器212可作为一个误差放大器工作，用来比较该基准电压信号和电压值Vp，然后根据这些信号之间的差值即电压误差信号Verr，通过路径218提供一个合适的输出控制信号至调节电路212。调节电路208根据该控制信号作出任何必要的调节，通过调整输出电压值Vout使该电压误差信号Verr近可能地接近零。例如，如果端口209的输出电压Vout增加至一个超过预期值的稳定电压值，电压值Vp也增加。这样放大器212输入端之间的误差电压Verr将引起放大器212的输出电压增加。结果，晶体管MP1将传输更少的电流，这将减少输出电压从而保持输出电压的稳定。相反，如果端口209的输出电压Vout减少至一个低于预期值的稳定电压值，电压值Vp也将相应减少。这样放大器212输入端之间的误差电压Verr将导致放大器212的输出电压减少。结果，晶体管MP1将传输更大的电流，这将增加输出电压从而保持输出电压的稳定。通过路径291提供至放大器212的同相输入端的反馈信号为一个负反馈信号，也就是说该负反馈信号与在反相输入端接收到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压降稳压器，其特征在于该低压降稳压器包括：　　　　一个拥有一个输入端、一个输出端、和一个控制端的调节电路，所述调节电路在其输入端接收一个输入信号，并响应其控制端接收到的一个控制信号在其输出端输出一个输出信号；　　　　一个拥有一个第一和第二输入端和一个输出端的放大器，所述第一输入端连接至一个第一输入路径，所述放大器的输出端通过一个路径连接至所述调节电路的控制端，以提供所述控制信号；和　　　　一个第一补偿路径，所述第一补偿路径连接在所述第一输入路径的第一节点和所述路径的第一节点之间，所述路径将所述放大器的输出端连接至所述调节电路的控制端，所述第一补偿路径包括一个第一补偿电容。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈继伟，栗国星，
申请(专利权)人：美国凹凸微系有限公司，
类型：实用新型
国别省市：US[美国]