电容反馈电路制造技术

改进的电容反馈电路（２０）包括反馈电容器（２３），它的输出端子连接到高阻抗节点（Ｎ）。更具体来说，改进的电容反馈电路包括具有串联的偏流源（２５）、放大元件（２６）和电流传感器（２７）的第一支路（２４），所述放大元件具有高阻抗控制端子（２６ｃ）。反馈电容器（２３）的输出端子连接到所述控制端子（２６ｃ）。电流－电压转换反馈环路（２８）具有连接到所述反馈电容器输出端子的高阻抗输出端子（２８ｃ）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一般来说，本专利技术涉及电容反馈电路，它设计成象电容器那样工作，但没有实际电容器的某些缺陷。本专利技术在用于为低功耗设计的电子装置、通常是电池供电的装置、例如移动电话中的线性电压调节器中特别有用。因此，下面将针对这种应用具体说明本专利技术。但是要指出，本说明性应用不能理解为限定本专利技术的使用，因为本专利技术可用于各种应用。一般来说，线性电压调节器是能够把可能呈现噪声和/或电压波动的一次电源电压转换为基本上没有噪声和电压波动的二次电源电压的装置，二次电压电平在理想情况下与负载阻抗无关，使得二次电压可用作电子元件、如电子装置中的集成电路(IC)的输入电源电压。附图说明图1A示意说明电压调节器10的整体设计，它具有用于接收输入电源电压VIN的输入端子11以及用于提供稳定输出电压VOUT的输出端子12。调节器10包括可控电流转换部件13，以FET来说明，它具有连接到输入端11的第一端子13a以及连接到输出端12的第二端子13b，用于从输入电压提供所需输出电流。所述电流转换部件13具有接收来自运算放大器14的控制信号的控制端子13c，运算放大器14根据输出电压VOUT与稳定参考电压VREF、如带隙之间的比较产生其输出信号。在所示实例中，当FET以n型(例如NMOS)实现时，放大器14具有连接到参考电压VREF的非反相输入端14a以及通过包含两个串联电阻器15a和15b的反馈环路15耦合到输出端子12的反相输入端14b。如果输出电压因增加的输出电流消耗而下降，则放大器14将控制所述电流转换部件13增加送往输出端的电流。由稳定输出电压VOUT供电的一组IC表示为16，代表调节器10的负载。一般来说，调节器是通用调节器，设计用于许多不同的应用，使得待供电的电路数量及其类型取决于实际应用且不是预先已知的。在那种情况下，负载阻抗可能变化。在任何情况下，在工作中，负载汲取的电流量可能变化，这意味着负载的有效阻抗可能变化。如包括反馈环路的装置通常的情况那样，它们对输出负载阻抗敏感，因为可能出现谐振。因此，为了确保调节器的稳定性，把负载电容器17A连接到输出端12。如本领域的技术人员所清楚的那样，这个负载电容器17A应当定义调节器的频率特性中的主要极点，因此输出端12所看到的电容值应当较大。为了实现负载电容器，基本上有两种选择。第一种选择是把外部电容器连接到输出端12，如图1A所示。这种选择具有一些缺点。为了调节器正确地工作，外部电容器应当具有调节器制造商所指定的值，但实际上是用户将选择电容器；而且，具有指定值的电容器的可获得性可能是一个问题。此外，电容器具有寄生电阻，它可能随着电容器类型而变化，且调节器的稳定性对外部电容器的电阻值敏感。因此，另一种选择是使用集成在调节器芯片内的内部电容器。这个解决方案如图1B所示，它与图1A相似，但外部负载电容器17A已经由连接在输出端子12与比较器14的反馈输入端子14b之间的内部负载电容器17B取代。与集成在芯片内的内部电容器相关的一个问题是以下事实电容器占用与电容器的电容值成比例的较大芯片面积。这个问题通过众所周知的密勒效应来缓和；简短地说，反馈电容器17B具有一个有效电容，等于其固有电容值乘以从其输出端并联到其输入端的环路的增益、即在图1B的图示中放大器14的增益结合转换部件(FET)13的增益。图1B的上述备选方案本身例如从US-A-6.084.475中是已知的。此公开说明了一种放大器的设计，它具有两个后续放大级和所述两级之间的中间节点，还具有耦合在放大器输出端与所述中间节点之间的反馈电容器。反馈电容器17B可被视为电容装置，它具有连接到输出端12的输入端17BIN以及具有连接到电压调节器的放大器14内节点的输出端17BOUT。在它的输入端所看到的其电容性能意味着反馈电容器17B把AC输入电压转换为AC输出电流，从而提供AC电流反馈。所述US-A-6.084.475中所说明的设计的缺点在于，反馈电容器的输出端子连接到低阻抗节点，更具体说是连接成二极管配置的NMOS FET的漏极和栅极，使得反馈电容器产生的反馈电流的一部分通过此NMOSFET大量损失。因此，为了得到预期的有效反馈电流，反馈电容器还必须较大。所述US-A-6.084.475中所示设计的另一个缺点与以下事实有关所述NMOS FET在电流镜配置中连接到第二NMOS FET，以及在其漏极端子接收偏流。为了对电流镜的总栅电容充电，增加的偏流是必要的，它在功率消耗和耗散方面是不利的。此外，反馈电容器产生的部分反馈电流被大量损失。本专利技术的一般目的是提供一种改进的电容反馈电路，其中反馈电流被更有效地利用。根据本专利技术的一个重要方面，改进的电容反馈电路包括反馈电容器，它的输出端子连接到高阻抗节点。在此节点的阻抗最好至少为10MΩ。在一个优选实施例中，改进的电容反馈电路包括具有串联的偏流源、放大元件以及电流传感器的第一支路，所述放大元件具有高阻抗控制端子。反馈电容器的输出端子连接到所述控制端子。电流-电压转换反馈环路具有连接到所述控制端子的高阻抗输出端子。通过以下参照附图对根据本专利技术的电容反馈电路的优选实施例的描述，进一步说明本专利技术的这些及其它方面、特征和优点，附图中，相同的参考标号表示相同或相似的部分，其中图1A和1B示意说明先有技术的电压调节器；图2示意说明根据本专利技术的电容反馈电路；图3示意说明图2的电容反馈电路的详细实现；图4A-C示意说明先有技术的差分放大器的输入级；图4D示意说明根据本专利技术的差分放大器的输入级；图5A示意说明先有技术的输出驱动器；图5B是先有技术的输出驱动器的简化表示；图5C示意说明先有技术的输出驱动器；图5D示意说明先有技术的输出驱动器；图5E是简化图，示意说明根据本专利技术的输出驱动器；图5F说明根据本专利技术的输出驱动器的示范实施例；以及图6是示意图，示意说明根据本专利技术的电压调节器。图2示意说明根据本专利技术的电容反馈电路，由参考标号20总体表示，它具有电压输入端子21和电流输出端子22。这个电路20可用来取代图1B中所示的反馈电容器17B。电容反馈电路20包括反馈电容器23，它的第一端子连接到输入端21且第二端子连接到高阻抗节点N。此节点处的阻抗最好至少为10MΩ。假定电压输入端21处的电压电平被提高这将使来自电容器23的输出电流流入节点N；由于节点N处的高阻抗，因此这个电流会使节点N处的电压电平迅速提高。假定达到稳态、即电压和电流保持恒定的状态；在这种稳态中，由于节点N处的高阻抗，因此流出节点N的电流(向AC地，即电源电压中的任一个)极小，实际上为零。电容反馈电路20还包括第一支路24，其中具有串联在第一电源电压VD与第二电源电压VS之间的偏流源25、放大元件26以及电流传感器27，所述第二电源电压VS具有低于第一电源电压VD的电压电平。放大元件26具有连接到所述节点N的高阻抗控制端子26c。电流传感器27是电流-电压转换反馈环路28的组成部分，电流-电压转换反馈环路28具有连接到所述节点N的高阻抗输出端子28c。放大元件26响应其控制端子26c处的变化电压而相应地改变第一支路24中的电流。这通过传感器27感测，以及通过反馈环路28把电压的变化施加到节点N。反馈环路28经过设计，使得所施加的反馈电压具有与输入端21的本文档来自技高网...

【技术保护点】
电容反馈电路，包括：电压输入端子；电流输出端子；反馈电容器，具有连接到输入端子的第一端子以及具有连接到高阻抗节点的第二端子。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G德克雷穆西，
申请(专利权)人：DSP集团瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]