电流模式前馈涟波消除制造技术

在实例中，一种设备包含误差放大器(202)、缓冲器(206)、晶体管(208)及电流模式前馈涟波消除器(CFFRC)(106)。所述误差放大器具有放大器输出、第一输入及第二输入，所述误差放大器第二输入经配置以接收参考电压(Vref)。所述缓冲器具有缓冲器输入及缓冲器输出，所述缓冲器输入经耦合到所述误差放大器输出。所述晶体管具有栅极、源极及漏极，所述栅极经耦合到所述缓冲器输出，所述漏极经耦合到所述第一输入。所述晶体管经配置以在所述源极处接收输入电压(VIN)，且在所述漏极处提供输出电压。所述CFFRC具有CFFRC输入及CFFRC输出，所述CFFRC输出经耦合到所述栅极，且所述CFFRC输入经配置以接收VIN。以接收VIN。以接收VIN。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电流模式前馈涟波消除

技术介绍

[0001]低压差调节器(LDO)是基于输入电压(VIN)来调节输出电压(VOUT)的直流(DC)线性电压调节器。如果VIN的值大于指示VOUT的编程调节点的参考电压(VREF)，那么LDO向下调节VIN以提供VOUT。LDO可用作跟随开关调节器的滤波装置以在将信号提供到负载之前调节所述信号。VIN可包含信号噪声或其它值变化，且LDO的电源抑制(PSR)比可定义LDO抑制此噪声或其它值变化传递到VOUT的能力。

技术实现思路

[0002]在实例中，一种设备包含误差放大器、缓冲器、晶体管及电流模式前馈涟波消除器(CFFRC)。所述误差放大器具有放大器输出、第一输入及第二输入，所述第二输入经配置以接收参考电压(Vref)。所述缓冲器具有缓冲器输入及缓冲器输出，所述缓冲器输入经耦合到所述放大器输出。所述晶体管具有栅极、源极及漏极，所述栅极经耦合到所述缓冲器输出，所述漏极经耦合到所述第一输入。所述晶体管经配置以在所述源极处接收输入电压(VIN)，且在所述漏极处提供输出电压(VOUT)。所述CFFRC具有CFFRC输入及CFFRC输出，所述CFFRC输出经耦合到所述栅极，且所述CFFRC输入经配置以接收VIN。
[0003]在实例中，一种设备包含晶体管、误差放大器、缓冲器及CFFRC。所述晶体管具有栅极、源极及漏极，所述源极经配置以接收VIN。所述误差放大器经配置以将所述漏极处的VOUT与Vref进行比较，且响应于所述比较而提供误差信号。所述缓冲器经配置以将所述误差信号提供到所述栅极。所述CFFRC经配置以感测VIN中的电压涟波，将所述经感测电压涟波转换为所述电压涟波的电流表示，且将所述电压涟波的所述电流表示提供到所述栅极。
[0004]在实例中，一种系统包含负载及低压差调节器(LDO)。所述LDO适于耦合到所述负载，且经配置以基于VIN将经调节VOUT提供到所述负载。所述LDO包含晶体管、误差放大器、缓冲器及CFFRC。所述晶体管具有栅极、源极及漏极，所述源极经配置以接收VIN。所述误差放大器经配置以将所述漏极处的VOUT与Vref进行比较，且响应于所述比较而提供误差信号。所述缓冲器经配置以将所述误差信号提供到所述栅极。所述CFFRC经配置以感测VIN中的电压涟波，将所述经感测电压涟波转换为所述电压涟波的电流表示，将所述电压涟波的所述电流表示提供到所述栅极。
附图说明
[0005]图1是实例系统的框图。
[0006]图2是低压差调节器(LDO)的实例实施方案的框图。
[0007]图3是LDO的一部分的实例实施方案的示意图。
[0008]图4是实例信号波形的图。
[0009]图5是实例信号波形的图。
[0010]图6是实例信号波形的图。
[0011]图7是实例信号波形的图。
[0012]图8A是实例信号波形的图。
[0013]图8B是实例信号波形的图。
具体实施方式
[0014]在低压差调节器(LDO)中，跨越宽频率范围具有高电源抑制(PSR)比(例如，举例来说跨越约2兆赫(MHz)的频率范围大于约45分贝(dB)的PSR)可为有利的。跨越宽频率范围内的高PSR可使LDO能够适于在多种应用中实施，例如跟随开关调节器，所述开关调节器可提供具有高或低频率噪声的输入电压(VIN)，且将输出电压(VOUT)提供到可对噪声敏感的组件，例如片上系统(SOC)、传感器模块、低解决方案尺寸的电源系统及其它噪声敏感电路(例如射频(RF)电路、模/数转换器(ADC)、锁相环(PLL)等)。一些LDO拓扑可在其环路带宽内提供PSR。然而，其PSR性能随着其环路带宽外的环路增益降低而降级。具有外部滤波电容器的LDO可在其PSR响应中具有频谱峰值，从而导致增加的系统级电源噪声。此外，用于改进PSR响应的大电容器可增加LDO的静态功率消耗，且增加由LDO消耗的硅表面积，这可增加LDO的成本。
[0015]本描述的方面涉及一种具有宽频率、高PSR比的LDO。例如，根据本描述的LDO的至少一个实施方案对于高达2MHz的频率且在从约100微安(μA)到约250毫安(mA)的负载电流范围内达到大于68dB的PSR。对于至少一些频率，与其它技术相比，PSR改进或增加高达约25dB。在至少一些实施方案中，经由在提供PSR时不使用求和放大器的电流模式方法来达到上述性能。LDO的至少一个实例包含电流模式前馈涟波消除器(CFFRC)。包含CFFRC的LDO的前馈路径的增益可与LDO的前向增益匹配。因此，对于至少一些实施方案，可在不对LDO进行特定校准的情况下实施CFFRC。
[0016]在至少一些实施环境中，包含例如p型晶体管、p型场效应晶体管(PFET)或p型金属氧化物半导体(PMOS)FET的p型传递装置(pass device)的LDO可在不包含电荷泵的情况下实施以将驱动信号提供到p型传递装置的栅极。相比之下，包含n型传递装置(例如，NFET)的LDO可使用电荷泵来将驱动信号提供到n型传递装置的栅极。电荷泵可增加LDO的静态电流消耗。因此，在某些情况下，例如在低静态电流可为有利的LDO应用中，使用具有p型传递装置而不是n型传递装置的LDO可为有利的。为了稳健的PSR性能，半导体物理学可规定n型传递装置可在传递装置的栅极上使用恒定电压，且p型传递装置可使用在传递装置的栅极上复制的电源电压涟波，例如由其在共同源极配置中的操作导致。在至少一些实例中，本描述中的LDO的CFFRC经配置以将由LDO接收的VIN的电源涟波复制到LDO的p型传递装置的栅极。CFFRC可以与波纹的频率无关的方式且在不使用求和放大器的情况下将波纹复制到传递装置的栅极，如上文描述。
[0017]图1是实例系统100的图。系统100的至少一些实施方案代表用于包含CFFRC的LDO的应用环境，如上文描述。在至少一些实例中，系统100包含电源102、包含CFFRC 106的LDO 104及负载108。LDO 104可经耦合在电源102与负载108之间，且经配置以基于从电源102接收的VIN将经调节VOUT提供到负载108。在一些实例中，VIN包含噪声或其它值变化。例如，电源102可为用于LDO 104的任何合适电源，例如电池、开关电源转换器(例如开关模式电源)、变压器等，其可将具有一定量的噪声或其它值变化的VIN提供到LDO 104。
[0018]在至少一些实例中，负载108对噪声敏感，或包含对噪声敏感的一或多个组件。因
此，在至少一些这样的实例中，LDO 104具有高PSR比以抑制噪声或其它VIN变化以减轻噪声或其它VOUT变化的出现可为有利的。为了至少部分减轻VIN的噪声在VOUT中传递到负载108，CFFRC 106可检测噪声且将其复制到LDO 104的传递装置(未展示)的栅极上，从而增加LDO 104的PSR，且借此增加在VOUT中被抑制的VIN噪声量。
[0019]图2是LDO 104的实例实施方案的框图。在至少一些实例中，LDO 104包含CFFR本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，其包括：误差放大器，其具有放大器输出、第一输入及第二输入，所述第二输入经配置以接收参考电压(Vref)；缓冲器，其具有缓冲器输入及缓冲器输出，所述缓冲器输入经耦合到所述放大器输出；晶体管，其具有栅极、源极及漏极，所述栅极经耦合到所述缓冲器输出，所述漏极经耦合到所述第一输入，且所述晶体管经配置以在所述源极处接收输入电压(VIN)且在所述漏极处提供输出电压(VOUT)；及电流模式前馈涟波消除器(CFFRC)，其具有CFFRC输入及CFFRC输出，所述CFFRC输出经耦合到所述栅极，且所述CFFRC输入经配置以接收VIN。2.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括耦合到所述放大器输出的补偿电路。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述晶体管适于在所述漏极处耦合到串联连接的第二电阻器及电容器。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述晶体管是第一晶体管，所述栅极是第一栅极，所述源极是第一源极，所述漏极是第一漏极，且所述设备进一步包括具有第二栅极、第二源极及第二漏极的第二晶体管，所述第二栅极经耦合到所述缓冲器输出，且所述第二源极经耦合到所述第一源极。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述晶体管是第一晶体管，所述栅极是第一栅极，所述源极是第一源极，所述漏极是第一漏极，所述放大器输出是第一放大器输出，且所述CFFRC包含：电容器，其具有第一板及第二板，所述第二板适于耦合到接地端子；电阻器，其具有第一端子及第二端子，所述第一端子经配置以接收偏压电压，且所述第二端子经耦合到所述第一板；差分放大器，其具有第二放大器输出、第三输入及第四输入，所述第三输入经耦合到所述第一板；第二晶体管，其具有第二栅极、第二源极及第二漏极，所述第二栅极及所述第二漏极经耦合到所述第四输入，且所述第二源极经配置以接收VIN；及第三晶体管，其具有第三栅极、第三源极及第三漏极，所述第三栅极经耦合到所述第二放大器输出，且所述第三源极经耦合到所述第四输入。6.根据权利要求5所述的设备，其中所述CFFRC包含串联耦合在所述第三漏极与所述第一栅极之间的第一电流镜及第二电流镜，其中所述第一电流镜及所述第二电流镜经配置以将流过所述第三晶体管的电流镜射到所述第一栅极。7.根据权利要求5所述的设备，其中所述缓冲器包含：第四晶体管，其具有第四栅极、第四源极及第四漏极，所述第四栅极经配置以接收所述偏压电压，所述第四源极经配置以接收VIN，且所述第四漏极经耦合到所述第一栅极；及第五晶体管，其具有第五栅极、第五源极及第五漏极，所述第五栅极经配置以在所述放大器输出处接收误差信号，所述第五源极经耦合到所述第一栅极，且所述第五漏极适于耦合到接地端子。8.根据权利要求7所述的设备，其中所述第二晶体管经配置以具有与所述第五晶体管相同的跨导。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述CFFRC经配置以在所述栅极处提供VIN的涟波分量的电流表示。10.一种设备，其包括：晶体管，其具有栅极、源极及漏极，所述源极经配置以接收输入电压(VIN)；误差放大器，其经配置以：将所述漏极处的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：