專利名稱：功率管理方法和結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電子學(xué)，尤其涉及形成半導(dǎo)體裝置和結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
從前，半導(dǎo)體工業(yè)利用各種電路和方法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓器用于功率管理系統(tǒng)。通常稱作低回落(LDO)穩(wěn)壓器的一種特定的穩(wěn)壓器方案典型的用于高效功率管理系統(tǒng)，諸如用于電池操作的應(yīng)用。盡管當(dāng)輸入電壓低于一個(gè)伏特而高于規(guī)定的輸入電壓，LDO調(diào)節(jié)器可以正確的操作。圖1示意的描述了該典型的現(xiàn)有低回落(LDO)穩(wěn)壓器的一些元件。晶體管102接收來自電池的功率，并提供電流給輸出電容105和負(fù)載108。輸出電容105，通常由虛線框表示，典型的具有兩個(gè)成分，純電容性元件107和阻抗元件106，通常稱作等價(jià)串聯(lián)電阻或ESR。單級(jí)差動(dòng)放大器用作誤差放大器101以控制在電容105上的電壓。分壓器104形成的反饋電壓表現(xiàn)為輸出110上的輸出電壓。放大器101比較該反饋電壓和參考電壓，并驅(qū)動(dòng)晶體管102的門控在電容105上提供理想的輸出電壓。
該電路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生由負(fù)載108的輸入阻抗和晶體管102的輸出阻抗控制的主電極。由于晶體管102輸出阻抗隨著通過晶體管102的電流變化，主電極隨著變化的輸出電流在頻率中移動(dòng)。進(jìn)一步，該ESR和電容器105的電容在由電阻106和電容107的乘積確定的頻率處形成零。電容器105擁有大的ESR，因此造成高頻零點(diǎn)在高頻上提供穩(wěn)定性，并提供充分的相補(bǔ)角以提供穩(wěn)定的輸出電壓用于由調(diào)節(jié)器100提供的輸出電流值。然而，如果ESR值降低，零點(diǎn)移動(dòng)到更高的頻率，并且不能長期的提供LDO的穩(wěn)定性。如果不是所有的輸出電流由LDO提供，有時(shí)將導(dǎo)致不穩(wěn)定的輸出電壓。該低ESR值典型的是經(jīng)常用于輸出電容器的陶瓷電容器。
因此，希望具有一種形成功率管理單元的方法，該單元對(duì)于小的ESR值具有穩(wěn)定的輸出。


圖1示意的描述了現(xiàn)有LDO調(diào)節(jié)器的一部分。
圖2根據(jù)本發(fā)明示意的描述了功率系統(tǒng)的部分實(shí)施例。
圖3根據(jù)本發(fā)明示意的描述了圖2的功率系統(tǒng)的功率管理單元的部分實(shí)施例。
圖4根據(jù)本發(fā)明圖示了由圖3的功率管理單元形成的一些極點(diǎn)和零點(diǎn)的頻率。
圖5根據(jù)本發(fā)明示意的描述了圖3的功率管理單元的誤差放大器實(shí)施例的一部分。
圖6根據(jù)本發(fā)明示意的描述了具有功率管理單元的半導(dǎo)體裝置實(shí)施例的放大的平面圖。
為了簡單和清楚的描述，圖中的元件沒必要按比例繪圖，并且在不同圖中的同一的參考編號(hào)表示同一元件。另外，為了簡單描述，公知步驟和元件的細(xì)節(jié)及描述被省略。在此使用的載流電極意思是攜帶電流的裝置的元件，該電流通過該裝置，諸如MOS晶體管的源極或漏極或雙極晶體管的發(fā)射極或集電極，并且控制電極意味著控制電流的裝置的元件，該電流通過該裝置，諸如MOS晶體管的柵極或雙極晶體管的基極。
具體實(shí)施例方式
圖2示意的描述了具有穩(wěn)定輸出電壓的功率管理系統(tǒng)10的部分實(shí)施例，該輸出電壓超過大范圍的負(fù)載電流。功率管理系統(tǒng)10包括功率源11，典型為電池，其提供功率給系統(tǒng)10。系統(tǒng)10典型的是大型系統(tǒng)，諸如蜂窩電話、便攜計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字裝置、或其它類似系統(tǒng)的一部分。系統(tǒng)10提供輸出電壓和電流給大型系統(tǒng)內(nèi)部的其它部件(未示出)。功率管理單元12通過單元12的功率輸入14和自動(dòng)返回16接收來自源11的功率。單元12提供功率輸出17和自動(dòng)返回18之間的輸出電壓。負(fù)載13，例如蜂窩電話的部件，耦合在輸出17和返回18之間。輸出電容器19典型的插在輸出17和返回18之間以過濾輸出電壓。電容器19通常視為包括等價(jià)串聯(lián)電阻(ESR)21和純電容15，這在本領(lǐng)域中是公知的。
圖3示意的描述了功率管理單元20實(shí)施例的一部分，該單元由虛線框表示，其功能類似于圖2中解釋的單元12。單元20包括具有前饋模塊40的多級(jí)誤差放大器22。誤差放大器22和前饋模塊40通常由虛線框突出顯示。單元20也包括參考源23、輸出電壓反饋網(wǎng)絡(luò)24、和輸出晶體管29。網(wǎng)絡(luò)24由插在輸出17和反饋節(jié)點(diǎn)25之間的電阻器26形成，并且電阻器27連接在節(jié)點(diǎn)25和返回18之間。單元20除其它(未示出)任選電路諸如過壓保護(hù)和平穩(wěn)起動(dòng)控制之外，可以任意包括限流電路28。該任選電路對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的。
晶體管29具有耦合到輸入14上的漏極以接收輸入電壓，源極連接以提供輸出電壓和輸出電流給輸出17，并且具有連接的柵極以接收來自誤差放大器22的輸出42的控制信號(hào)。在耦合晶體管結(jié)構(gòu)的公共源中，晶體管29的輸出阻抗于負(fù)載13的輸入阻抗并聯(lián)，形成輸出17的輸出阻抗。輸出17的輸出阻抗和電容器19的電容產(chǎn)生影響單元20和系統(tǒng)10穩(wěn)定性的主電極。由于晶體管19的輸出阻抗和負(fù)載13的輸入阻抗都隨著由單元20提供的負(fù)載電流變化，主電極的頻率隨著變化的負(fù)載電流移動(dòng)。在該優(yōu)選實(shí)施例中，負(fù)載電流從幾乎零安培變化到一百毫安(0-100毫安)，并且主電極的頻率從大約10赫茲變化到大約10千赫茲(10Hz-10KHz)。在開環(huán)頻寬或放大器22的頻寬的附近沒有零點(diǎn)頻率，單元20的開環(huán)轉(zhuǎn)移函數(shù)不具有充分的相補(bǔ)角以提供超過單元20提供的輸出電流的整個(gè)范圍的穩(wěn)定操作。經(jīng)常認(rèn)為大約20度的相補(bǔ)角足夠能提供穩(wěn)定的操作。負(fù)載電容器19提供由ESR21的值和電容器15的值確定的零點(diǎn)頻率這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說屬于公知常識(shí)。在某些情況下，電容器19可以是陶瓷電容，其具有小于五百毫歐(500毫歐)的ESR值，并且?guī)缀踅?jīng)常接近二十毫歐(20毫歐)。該ESR值形成高頻中的零點(diǎn)，該零點(diǎn)遠(yuǎn)離頻寬以提供要求的穩(wěn)定性。在放大器22頻寬的頻率附近沒有零點(diǎn)的情況下，輸出電壓可能變的不穩(wěn)定，并且對(duì)一些或多數(shù)由單元20提供的負(fù)載電流有振蕩。
如下文所述，放大器22形成兩個(gè)并行信號(hào)通路，其有利于改善單元20的輸出電壓的穩(wěn)定性。一條通路提供增益，并且另一條并行通路提供相位補(bǔ)償，由此改善輸出電壓的穩(wěn)定性。差動(dòng)前置放大器31和放大器3形成第一信號(hào)通路或提供信號(hào)增益的增益通路。前饋模塊44形成第二信號(hào)通路或提供相位補(bǔ)償?shù)那梆佂贰?br> 形成該誤差放大器22以插入零點(diǎn)，該零點(diǎn)參予提供相補(bǔ)角，該相補(bǔ)角導(dǎo)致超過單元20提供的負(fù)載電流的操作范圍的穩(wěn)定輸出電壓。形成該放大器22以接收來自表示輸出17的輸出電壓的反饋節(jié)點(diǎn)25的反饋信號(hào)或輸入信號(hào)，并且響應(yīng)激勵(lì)晶體管29具有補(bǔ)償信號(hào)，該信號(hào)相對(duì)于輸入信號(hào)同步漂移。如下文所述，塊40的函數(shù)運(yùn)算形成零點(diǎn)，該零點(diǎn)易于形成補(bǔ)償信號(hào)的相移，并提供用于單元20的穩(wěn)定輸出。為了便于該操作，形成的誤差放大器22也包括差動(dòng)前置放大器31、放大器33、前饋放大器32、前饋電容器36、激勵(lì)放大器或激勵(lì)器34。每個(gè)前置放大器31、放大器33、和激勵(lì)器34的阻抗產(chǎn)生頻率變化的電極，該變化的頻率由每個(gè)放大器各自的頻寬確定。在下文中，前置放大器31、放大器33、和激勵(lì)器34的每個(gè)電極將各自稱作電極P31、P33、和P34。為了為單元20提供穩(wěn)定的輸出電壓，有必要在這些極中插入零點(diǎn)頻率。如下文中更多的細(xì)節(jié)所述，放大器22插入兩個(gè)零點(diǎn)以參予提供穩(wěn)定的輸出電壓。通過米勒效應(yīng)電路形成一個(gè)零點(diǎn)，該電路包括電阻器45和串聯(lián)連接在輸出17和激勵(lì)器34的輸入之間電容器46。該米勒效應(yīng)電路在電極的頻率之間提供零點(diǎn)頻率，該電極由放大器33和激勵(lì)器34形成(電極P33和P34)。在優(yōu)選實(shí)施例中，由米勒效應(yīng)電路形成的零點(diǎn)具有接近八千赫茲到十五千赫茲(8KHz-15KHz)的頻率。前饋模塊40在由激勵(lì)器34和前置放大器31產(chǎn)生的電極(電極P34和P31)的頻率之間插入另一個(gè)零點(diǎn)頻率。
耦合該差動(dòng)前置放大器31以接收輸入信號(hào)并接收來自參考源23的參考電壓。前置放大器31比較輸入信號(hào)值和參考電壓，并形成表示輸入信號(hào)的前置放大器輸出信號(hào)，尤其是，表示輸入信號(hào)和參考電壓之間的差值的輸入信號(hào)。在該優(yōu)選實(shí)施例中，放大器31具有差動(dòng)輸出，以便參與形成前置放大器31的寬帶寬。然而，只要獲得該帶寬，其他實(shí)施例可以具有單向輸出。該前置放大器輸出信號(hào)在前置放大器31的正向輸出39和反向輸出40上形成差動(dòng)。典型的，前置放大器31具有寬帶寬，以便前置放大器輸出信號(hào)的相位實(shí)質(zhì)上與來自直流的頻率的輸入信號(hào)的相位相同，接近放大器22的開環(huán)帶寬的最大頻率。該寬帶寬易于確保電極P31不具有影響放大器22和系統(tǒng)10的穩(wěn)定性的頻率。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，前置放大器31具有大約0赫茲到10兆赫茲(0Hz-10MHz)，以便提供實(shí)質(zhì)不變的相位大約從0赫茲到1兆赫茲(0Hz-1MHz)，導(dǎo)致電極P31具有大約4兆赫茲到6兆赫茲(4-6MHz)。電極P31實(shí)質(zhì)上不隨著負(fù)載電流的變化在頻率上來回移動(dòng)。而且，在該優(yōu)選實(shí)施例中，前置放大器31具有大約5-20dB(5dB-20dB)的增益，然而，這對(duì)于獲得寬帶寬很重要，以便前置放大器31精確的復(fù)制該輸入信號(hào)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，這對(duì)于設(shè)計(jì)放大器31，包括設(shè)計(jì)半導(dǎo)體布局是重要的，以最小化在輸出39和41上的寄生電容，從而有易于寬帶寬。在該優(yōu)選實(shí)施例中，放大器31也具有非常低的噪音，優(yōu)選的不大于15微伏均方值，如下文中圖5所示那樣。
放大器33接收差動(dòng)前置放大器輸出信號(hào)，放大該前置放大器輸出信號(hào)，并且在單向放大器輸出35上形成放大信號(hào)。輸出35連接補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)30。在輸出35上的放大信號(hào)包括從前置放大器31到激勵(lì)晶體管29的必然誤差信息，并且在輸出17上提供規(guī)則的輸出電壓，盡管該信號(hào)獨(dú)自無法具有充分的補(bǔ)償以提供期待的穩(wěn)定性。放大器33典型的具有大于前置放大器31的增益，便于放大前置放大器輸出信號(hào)。由于較高增益，放大器33典型的具有比前置放大器31窄的帶寬，然而，該帶寬典型的至少大于主電極的頻率并且小于放大器22的帶寬。在該優(yōu)選實(shí)施例中，放大器33具有大約50至60分貝(50-60dB)的增益，以及大約3千赫茲到50千赫茲(3KHz-50KHz)的帶寬，導(dǎo)致電極P33具有大約3千赫茲到50千赫茲(3KHz-50KHz)的頻率。放大器33在處于大于電極P33的頻率的頻率上的放大信號(hào)中引發(fā)相移。該相移典型的大約為90度。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解該相位不比正好是90度，而是逐漸的從處于電極P33的頻率上大約四十五(45)度改變到無窮頻率上大約九十度(90)。前置放大器31和放大器33形成第一信號(hào)路徑，其產(chǎn)生第一信號(hào)或放大器33的輸出35上的放大信號(hào)。
與放大器33并聯(lián)，前饋模塊40也接收前置放大器輸出信號(hào)，作為響應(yīng)形成前饋輸出信號(hào)，并且對(duì)前饋輸出信號(hào)和放大信號(hào)求和以形成補(bǔ)償信號(hào)。前饋放大器32被耦合以接收前置放大器32的反向輸出，并且響應(yīng)形成放大器32輸出上的間歇信號(hào)。放大器32典型的耦合作為具有一個(gè)增益的跟隨器，以便具有不影響接收信號(hào)的相位的大帶寬。形成放大器32以具有大于放大器22的帶寬的帶寬。在該優(yōu)選實(shí)施例中，放大器32耦合作為具有大約一個(gè)增益和大約一至二兆赫茲(1MHz-2MHz)帶寬的跟隨放大器。放大器32耦合該間歇信號(hào)給前饋電容器36，該電容器串聯(lián)連接在放大器32的輸出和補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)30之間。電容器36接收該間歇信號(hào)，耦合它到節(jié)點(diǎn)30作為前饋信號(hào)，并且對(duì)前饋信號(hào)和來自放大器33的放大信號(hào)求和以形成補(bǔ)償信號(hào)。理論上，該前饋信號(hào)具有接近零點(diǎn)的相移。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解該相位不比精確到零度，而是可以不同于精確零度，并且仍舊產(chǎn)生插入零度的效果，但是如果它相對(duì)于零度幾乎為九十度，它將不產(chǎn)生零度效果。典型的，該相位幾乎為10度到60度，并且仍舊產(chǎn)生期待的零度插入效果。補(bǔ)償信號(hào)相對(duì)于輸入信號(hào)產(chǎn)生的相移比放大信號(hào)的相移小的多。產(chǎn)生的補(bǔ)償信號(hào)的相位取決于增益和每個(gè)信號(hào)相位。在該優(yōu)選實(shí)施例中，相對(duì)于輸入信號(hào)的相位，該補(bǔ)償信號(hào)具有大約45度的相移。典型的，該相位可以形成10到70度，并且仍舊具有期待的補(bǔ)償效果。這減小了由塊40提供的零插入函數(shù)產(chǎn)生的相位，并且改善了單元20輸出的穩(wěn)定性。該由塊40形成的零點(diǎn)，Z40，典型的在由電容器36的值確定的頻率上。電容器36的值典型的被選擇以確保零點(diǎn)在該頻率上，該頻率接近由放大器22形成的帶寬的頻率。在該優(yōu)選實(shí)施例中，電容器36具有大約三百到五百毫微微法拉(300-500ff)，以提供插入的零點(diǎn)具有大約一兆赫茲頻率(1MHz)。通過從電容器36的效果中隔離前置放大器輸出信號(hào)，放大器32提供附加優(yōu)點(diǎn)，由此確保電容器36不影響前置放大器31的帶寬或前置放大器輸出信號(hào)的相位。放大器32和電容器36形成與第一信號(hào)路徑平行的第二信號(hào)路徑。
來自節(jié)點(diǎn)30的補(bǔ)償信號(hào)應(yīng)用到激勵(lì)器34的輸入上，該激勵(lì)器驅(qū)動(dòng)具有補(bǔ)償信號(hào)的晶體管29的柵極。激勵(lì)器34典型的具有高于放大器33帶寬的帶寬，來參與提供用于放大器22的穩(wěn)定輸出。在該優(yōu)選實(shí)施例中，激勵(lì)器34是具有大約一個(gè)增益和大約20千赫茲至3兆赫茲(20KHz-3MHz)帶寬的跟隨放大器。激勵(lì)器34也從晶體管29中隔離電容器36，并提供更有效的操作和更快的響應(yīng)時(shí)間。
在評(píng)價(jià)系統(tǒng)10和單元20的優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)范例中，單元20提供范圍從1微安到100毫安的輸出電流。在該范例中，電容器19具有大約二十毫歐(20毫歐)的ESR以及大約1微法的電容，并且電容器36具有大約500毫微微法的值。在該范例中，系統(tǒng)10和單元20提供至少20度(20°)的相補(bǔ)角用于提供的電流電平，由此導(dǎo)致穩(wěn)定的輸出電壓。另外，該范例具有六毫伏的低的最大偏移電壓，以及小于15微伏均方值的噪音。該操作特點(diǎn)在圖5中用更多的細(xì)節(jié)解釋。
圖4是描繪由圖3描述評(píng)價(jià)的系統(tǒng)10和單元20的范例形成的電極的接近頻率和零點(diǎn)的曲線圖。由米勒效應(yīng)電路形成的零點(diǎn)指定為ZM，并且由前饋模塊40形成的零點(diǎn)指定為Z40。該曲線圖描繪了在主電極PD和電極P33和P34之上的頻率可以隨著變化的輸出電流值變化。
圖5示意的描繪了在圖3的描述中解釋的誤差放大器22的部分優(yōu)選實(shí)施例。放大器22具有偏壓輸入80，其提供偏流給內(nèi)有放大器22的不同的電流源晶體管。
形成前置放大器31作為具有連接到單元20的反向輸入38的反向輸入，和具有連接到單元20的輸入37的正向輸入的差動(dòng)放大器。形成前置放大器31以具有第一輸入晶體管51，該晶體管具有通過第一電阻器54連接功率輸入14和連接前置放大器31的正向輸入39的漏極，連接接收反向輸入38的柵極，和源極。前置放大器31的第二輸入晶體管52具有通過第二電阻器56連接功率輸入14和連接前置放大器31的反向輸出41的漏極，連接接收正向輸入37的柵極，和連接晶體管51的源極的源極。應(yīng)當(dāng)理解，利用電阻器54和56代替晶體管作為負(fù)載晶體管改善放大器22的噪音特性，而且也改善圖3中解釋的偏置電壓。電流源晶體管53具有連接第一輸入晶體管51的源極的漏極，連接偏壓輸入80的柵極，和連接自動(dòng)返回16的源極。
形成前饋放大器32包括第一輸入晶體管76，該晶體管具有連接功率輸入14的漏極，連接前置放大器31的輸出41的柵極，和連接放大器32的輸出的源極。放大器32的電流源晶體管77具有連接第一輸入晶體管76源極的漏極，連接自動(dòng)返回16的源極，和連接偏壓輸入80的柵極。晶體管76和77都是N溝道晶體管，以便形成放大器31的跟隨結(jié)構(gòu)。在圖3中用于放大器32的符號(hào)示意為跟隨放大器，而不表示放大器32的輸出連接到輸入。形成前饋電容器36以具有連接到放大器32的輸出上，由此連接到第一輸入晶體管76的源極的第一終端，和連接節(jié)點(diǎn)30的第二終端。
形成放大器33作為改變具有負(fù)載電流的放大器33的輸入阻抗的放大器，由此隨著負(fù)載電流變化改變電極P33的頻率。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，如果電極同時(shí)靠的太近，它變的很困難插入零點(diǎn)以提供期待的穩(wěn)定性。因此，移動(dòng)該電極作為負(fù)載電流的函數(shù)確保該電極保持頻率上的分離，由此易于零點(diǎn)插入效果并獲得理想的穩(wěn)定性。形成放大器33以具有連接前置放大器31的反向輸出41的第一輸入。連接前置放大器31的正向輸出39的第二輸入。
形成激勵(lì)器34包括恒定電流源，其連接電極P34的頻率到最小負(fù)載電流值。因此，當(dāng)負(fù)載電流接近零點(diǎn)并且優(yōu)選的當(dāng)負(fù)載電流不大于50毫安時(shí)，放大器34保持電極P34的頻率高于電極P33頻率。如上文所述，隨著負(fù)載電流變化移動(dòng)電極的頻率有助于插入零點(diǎn)和穩(wěn)定該輸出電壓。
在優(yōu)選實(shí)施例中，晶體管51、52、53、76、和77都是作為N溝道MOS晶體管形成。
圖6示意了半導(dǎo)體裝置的放大平面圖，該裝置具有在半導(dǎo)體印模86上形成的功率管理單元20和負(fù)載13。功率源11和電容器19典型的不形成在印模86上，并且沒有顯示在圖6中。
根據(jù)上面所述，明顯的公開了用于功率管理單元的新裝置和方法。隱含的，在其它特征當(dāng)中，在放大器中形成兩個(gè)不同的信號(hào)路徑以提供誤差放大器輸出信號(hào)，其參與提供功率管理單元的穩(wěn)定輸出。這兩個(gè)不同路徑有助于前饋路徑有效地插入提供穩(wěn)定輸出電壓的零點(diǎn)。使用兩個(gè)路徑也有助于形成一個(gè)路徑來提供放大，和另一個(gè)路徑來提供相位補(bǔ)償。在前饋模塊中使用跟隨放大器隔離相關(guān)的電容，并且阻止它改變放大信號(hào)的相位。使用分離的激勵(lì)級(jí)以驅(qū)動(dòng)輸出晶體管有助于在前饋模塊中使用小電容器，并提供更有效的操作和更快的響應(yīng)時(shí)間。形成放大器31以具有差動(dòng)輸出有助于獲得寬帶寬，并且有助于獲得低的靜態(tài)電流和低的噪音操作。
盡管用特定實(shí)施例描述本發(fā)明，對(duì)半導(dǎo)體領(lǐng)域技術(shù)人員來說，任何替換或變化將是顯而易見的。例如，只要能獲得寬帶寬和相位特性，前置放大器33可以用差動(dòng)或單向低增益放大器制成。例如，可以使用完全對(duì)稱設(shè)計(jì)，并且PMOS晶體管可以用來代替NMOS晶體管。放大器32可以用各種寬帶寬開環(huán)或閉環(huán)放大器制成。放大器33可以用不同的具有差動(dòng)或單向輸出的差動(dòng)輸入高輸出阻抗放大器制成。激勵(lì)器34可以是不同類型的大帶寬跟隨級(jí)，其中前置放大器31的輸入應(yīng)當(dāng)被改序。另外，輸出晶體管29可以用垂直PNP雙極晶體管代替。
權(quán)利要求
1.一種功率管理方法，包括在誤差放大器(22)的輸入(38)上接收輸入信號(hào)，其中該輸入信號(hào)具有一個(gè)輸入相位，并且該信號(hào)表示了功率管理單元的輸入電壓；產(chǎn)生通過誤差放大器的第一信號(hào)路徑(31-33)的一個(gè)第一信號(hào)，其中該第一信號(hào)表示所述輸入信號(hào)并具有相對(duì)于所述輸入相位的第一相位；產(chǎn)生與第一信號(hào)并行的前饋信號(hào)(32-36)，該前饋信號(hào)表示所述輸入信號(hào)，其中前饋信號(hào)具有相對(duì)于所述輸入相位的第二相位；利用第一信號(hào)和前饋信號(hào)形成一個(gè)補(bǔ)償信號(hào)(30)，該補(bǔ)償信號(hào)具有相對(duì)于所述輸入相位的第三相位；和利用補(bǔ)償信號(hào)對(duì)功率管理單元的輸入裝置(29)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的功率管理方法，其中產(chǎn)生表示輸入信號(hào)的第一信號(hào)包括產(chǎn)生相對(duì)于輸入相位的第一相位90度，以及形成小于第一相位的第三相位。
3.如權(quán)利要求1所述的功率管理方法，其中產(chǎn)生與第一信號(hào)并行的表示輸入信號(hào)的前饋信號(hào)包括產(chǎn)生是零點(diǎn)的第二相位。
4.如權(quán)利要求1所述的功率管理方法，其中產(chǎn)生第一信號(hào)并行的表示輸入信號(hào)的前饋信號(hào)包括接收表示輸入信號(hào)的信號(hào)，形成表述輸入信號(hào)的中間信號(hào)(41)，以及將該中間信號(hào)應(yīng)用到串聯(lián)耦合電容器(36)以形成前饋信號(hào)，該信號(hào)包括形成是零點(diǎn)的第二相位。
5.如權(quán)利要求1所述的功率管理方法，其中由激勵(lì)放大器接收補(bǔ)償信號(hào)并響應(yīng)驅(qū)動(dòng)該輸出裝置包括使用激勵(lì)放大器形成具有頻率的電極，該頻率隨著通過輸出裝置的負(fù)載電流函數(shù)變化。
6.一種形成功率管理單元的方法，包括形成誤差放大器(22)以具有為第一頻率的第一帶寬，并接收輸入信號(hào)(38)，該信號(hào)具有表示功率管理單元的輸出信號(hào)的輸入相位；形成誤差放大器(22)以產(chǎn)生通過第一信號(hào)路徑(31-33)的第一信號(hào)，其中第一信號(hào)表示輸入信號(hào)并相對(duì)于輸入相位具有第一相位；形成誤差放大器以產(chǎn)生與第一信號(hào)并行(32、36)的第二信號(hào)，其中第二信號(hào)表示輸入信號(hào)，并相對(duì)于輸入相位具有第二相位；形成誤差放大器來使用第一信號(hào)和第二信號(hào)以形成誤差放大器的輸出信號(hào)(42)，其中輸出信號(hào)相對(duì)于輸入相位具有第三相位；和耦合誤差放大器，以驅(qū)動(dòng)具有輸出信號(hào)的功率管理單元的輸出裝置(29)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中形成誤差放大器以產(chǎn)生通過第一信號(hào)路徑的第一信號(hào)包括形成第一信號(hào)路徑，其包含形成前置放大器具有第二帶寬，并響應(yīng)該輸入信號(hào)產(chǎn)生前置放大器輸出信號(hào)，形成放大器具有小于第一帶寬的第三帶寬，并且連接該放大器以接收前置放大器輸出信號(hào)和響應(yīng)產(chǎn)生第一信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中形成放大器以具有第三帶寬包括形成放大器，來形成第二頻率的電極，該第二頻率小于第一頻率。
9.一種功率管理單元，包括形成的具有輸出電壓的輸出(17、18)；連接的輸出裝置(29)，驅(qū)動(dòng)功率管理單元的輸出；包括前置放大器的誤差放大器(22)，該前置放大器具有耦合以接收信號(hào)的輸入(38)，該信號(hào)表示輸出電壓，并響應(yīng)形成前置放大器輸出信號(hào)(39、41)；耦合的放大器(33)，來接收前置放大器輸出信號(hào)，并響應(yīng)該信號(hào)形成放大的輸出信號(hào)(35)，該信號(hào)相對(duì)于前置放大器輸出信號(hào)具有相移；耦合的前饋模塊(40)，來接收前置放大器輸出信號(hào)，并響應(yīng)該信號(hào)形成前饋輸出信號(hào)，該信號(hào)實(shí)質(zhì)上相對(duì)于前置放大器沒有相移，并且耦合該前饋模塊以對(duì)前饋輸出信號(hào)和放大的輸出信號(hào)求和(30)，并形成補(bǔ)償信號(hào)；和耦合的激勵(lì)放大器(34)，接收補(bǔ)償信號(hào)，并響應(yīng)驅(qū)動(dòng)輸出裝置(29)。
10.如權(quán)利要求9所述的功率管理單元，進(jìn)一步包括功率輸入；功率返回；偏壓輸入；正向輸入；反向輸入；該前置放大器包含連接功率管理單元的反向輸入的反向輸入，連接功率管理單元的正向輸入的正向輸入，反向輸出、正向輸出，第一輸入晶體管具有通過第一晶體管連接功率輸入，并連接前置放大器正向輸出的第一載流電極，第二載流電極，耦合的控制電極以接收前置放大器的反向輸入，第二輸入晶體管具有通過第二晶體管連接功率輸入，并連接前置放大器反向輸出的第一載流電極，耦合的控制電極接收前置放大器的正向輸入，第二載流電極連接第一輸入晶體管的第二載流電極，電流源晶體管具有連接第一輸入晶體管的第二載流電極的第一載流電極，控制電極連接偏壓輸入，并且第二載流電極連接功率返回；前饋模塊包含輸出，前饋放大器和前饋電容器，其中前饋放大器包含第一輸入晶體管，該晶體管具有連接功率輸入的第一載流電極，連接前置放大器反向輸出的控制電極，第二載流電極；第二輸入晶體管具有連接前饋放大器的第一輸入晶體管的第二載流電極的第一載流電極，第二載流電極連接功率返回，和控制電極連接偏壓輸入；和前饋電容器(36)具有連接前饋放大器的第一輸入晶體管的第二載流電極的第一端，和連接前饋放大器的輸出的第二端。
全文摘要
形成功率管理系統(tǒng)(10)的多級(jí)誤差放大器(22)以插入零點(diǎn)來補(bǔ)償高頻電極，其在一些輸出電流電平處引起不穩(wěn)定輸出。該誤差放大器(22)包括前饋模塊(40)，其將電容器(36)與其它信號(hào)路徑隔離，有助于降低噪音和高效操作。
文檔編號(hào)G05F1/575GK1543061SQ20041000674
公開日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2004年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月27日
發(fā)明者斯特凡·帕里爾, 帕特里克·伯納德, 伊維斯·伯納德, 伯納德, 克 伯納德, 斯特凡 帕里爾 申請(qǐng)人:半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司