数字电压调节器电流感测和调节制造技术

可以在闭环电压调节器内使用功率门晶体管的缩小尺寸复制件来测量由非复制件功率门中的晶体管输送的平均电流。所测得的电流被与已知的基准电流进行比较，并且反馈回路被用来修改功率门晶体管和复制件功率门晶体管的栅极偏置。改进的电流感测功率门复制件方案可以包括：测量来自功率门的小复制件的电流，并通过将复制件电流乘以启用的功率门的尺寸与复制件的尺寸的比率来推算总电流。通过复制件的电流，其与等效功率门器件中的电流基本匹配，可以在模拟总线上得以收集并通过已知电阻器传导以生成电压，该电压决定了功率门器件的估计电流。计电流。计电流。

【技术实现步骤摘要】
数字电压调节器电流感测和调节


[0001]本文描述的实施例一般地涉及数字电压调节器电路。

技术介绍

[0002]数控功率门(Power Gate,PG)可以被用于提供片上线性电压调节。然而，当功率门器件以数字方式从关断(OFF)切换到完全导通(ON)时，它们可能会导致电压调节器遭受一些缺陷。这些挑战可能包括难以跨工作点保持回路稳定性、晶体管可靠性降低和高压差下的自热问题，或者会导致输入电力传输网络崩溃的无界快速瞬态电流阶跃。由电压调节器提供的功率管理特征也可能受到其电流传感器精度的影响。然而，电压调节器电流感测通常对工艺非常敏感。工艺中的变化可能会导致不准确性和可重复性问题，并且在功率、速度和准确性之间通常存在巨大权衡。
[0003]片上电压调节器通常需要准确电流传感器以为了产品安全(即，过流保护)，诸如为了支持优化功率和性能的片上系统(SOC)功率管理目标。负载电流传统上是一个难以测量的参数，因为电力输送网络中的电流可能是不均匀的并且因为电流流过电网中的未知电阻。当电流流过电压调节器内的功率门时，功率门两端的电压降可以用于推断由该调节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字线性电压调节器装置，包括：功率门阵列，所述功率门阵列生成初始功率门电压；功率门复制件电路，所述功率门复制件电路耦合到所述功率门阵列，生成初始复制件电压；以及调节电路，所述调节电路耦合到所述功率门阵列并耦合到所述功率门复制件电路，所述调节电路基于所述初始功率门电压和所述初始复制件电压来生成经调节的复制件电压；所述功率门阵列基于所述经调节的复制件电压来生成经调节的功率门电压。2.根据权利要求1所述的装置，其中：所述功率门复制件电路包括第一晶体管和耦合到所述第一晶体管的第二晶体管；并且所述调节电路包括第一放大器电路和耦合到所述第一放大器电路的第三晶体管。3.根据权利要求2所述的装置，还包括：第二放大器电路，所述第二放大器电路基于所述经调节的复制件电压来生成经电流调节的电压；以及第三放大器电路和输出级，所述第三放大器电路和输出级基于所述经电流调节的电压来生成经缓冲的电压；所述功率门阵列进一步基于所述经缓冲的电压来生成所述经调节的功率门电压。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第一放大器电路和所述第三晶体管生成所述经调节的复制件电压包括：将所述初始复制件电压调节为等于所述初始功率门电压。5.根据权利要求3所述的装置，还包括修整电流基准，所述修整电流基准生成基准电压，所述第二放大器电路进一步基于所述基准电压来生成所述经电流调节的电压。6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第二放大器电路生成所述经电流调节的电压包括：调整所述第一晶体管的第一栅极电压以将所述经调节的复制件电压调节为等于所述基准电压。7.根据权利要求3所述的装置，其中，所述功率门阵列包括第四晶体管，所述第四晶体管接收来自所述第三放大器电路和输出级的所述经缓冲的电压。8.根据权利要求2所述的装置，还包括模数转换器，所述模数转换器基于所述经调节的复制件电压来生成经调节的数字电压信号。9.根据权利要求2所述的装置，还包括乘法器电路，所述乘法器电路用于：接收启用的功率门尺寸与功率门复制件尺寸的复制件比率；并且基于所述复制件比率来生成总调节器电流数字值。10.根据权利要求2所述的装置，其中，所述功率门复制件电路还包括复制件多路复用器，该复制件多路复用器耦合到所述第一晶体管，所述复制件多路复用器通过将所述第一晶体管的第一栅极电压拉到输入电源电压来可逆地禁用所述功率门复制件电路。11.根据权利要求2所述的装置，还包括级联放大器电路，所述级联放大器电路包括级联的n沟道金属氧化物半导体NMOS晶体管，所述级联放大器电路基于来自导电地耦合在所述第一晶体管和所述第二晶体管之间的复制件节点的复制件节点电压来生成级联电压，所述功率门阵列进一步基于所述级联电压来生成所述经调节的功率门电压。12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述级联放大器电路在所述复制件节点电压下降到低于电源电压时对所述经调节的功率门电压进行调节。
13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述级联放大器电路包括修改的Cherry
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Hooper放大器电路。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆士，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：