專利名稱：低壓差穩(wěn)壓器、低壓差電壓調(diào)節(jié)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低壓差(LDO)線性穩(wěn)壓器，特別地，涉及具有內(nèi)部基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)壓器。
背景技術(shù)：
幾乎所有電子產(chǎn)品都具有經(jīng)調(diào)節(jié)的電源，調(diào)節(jié)的目的是為了迎合電子設(shè)備的需求。穩(wěn)壓器就是這種電源的重要組成部分，它的作用是使輸出電壓和/或電流保持在期望的范圍內(nèi)。線性穩(wěn)壓器基于在“線性區(qū)”中運(yùn)行的雙極結(jié)型晶體管或者場(chǎng)效應(yīng)管等有源器件的穩(wěn)壓器。線性穩(wěn)壓器的作用實(shí)質(zhì)上如同可變電阻。
低壓差或者LDO穩(wěn)壓器是具有很小的輸入輸出電壓差的直流(DC)線性穩(wěn)壓器。穩(wěn)壓器的電壓差決定了最低可用工作電壓(supply voltage)。由于目前系統(tǒng)對(duì)于效率的要求日益提高，同時(shí)功耗的問題日益突出，低壓差穩(wěn)壓器成為線性穩(wěn)壓器中的優(yōu)先選擇。另一個(gè)重要特性就是靜態(tài)電流，或者在沒有負(fù)載時(shí)流過系統(tǒng)的電流。靜態(tài)電流導(dǎo)致輸入電流和輸出電流之間的差異。靜態(tài)電流限制了LDO穩(wěn)壓器的效率，因此應(yīng)該使之最小化。
電壓基準(zhǔn)是大部分穩(wěn)壓器的重要部分，其提供了與穩(wěn)壓器的輸出進(jìn)行比較的基準(zhǔn)電壓。穩(wěn)壓器內(nèi)的電路能夠控制穩(wěn)壓器的輸出以便在任何時(shí)候都追隨電壓基準(zhǔn)。因此，電壓基準(zhǔn)的變化會(huì)直接并且不期望地影響穩(wěn)壓器的電壓輸出。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種具有高電源抑制能力和低靜態(tài)電流的低壓差線性穩(wěn)壓器、低壓差電壓調(diào)節(jié)方法和裝置。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種低壓差穩(wěn)壓器，包括可控通路元件，置于電源和所述穩(wěn)壓器的輸出端之間以控制從所述電源流到所述輸出端的電流；誤差放大器，包括內(nèi)部產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓，其中所述誤差放大器與所述輸出端通過第一電阻電連接，并檢測(cè)所述輸出端的電壓和所述基準(zhǔn)電壓的電壓差，其中所述基準(zhǔn)電壓基于誤差放大器組件的至少一個(gè)固有屬性；以及反饋連接器，在所述誤差放大器和所述可控通路元件之間，其中所述反饋連接器包括至少一個(gè)電流源，基于檢測(cè)到的所述輸出端電壓和所述基準(zhǔn)電壓之間的電壓差來控制所述可控通路元件。
根據(jù)本發(fā)明的低壓差穩(wěn)壓器，其中所述可控通路元件是晶體管。
根據(jù)本發(fā)明的低壓差穩(wěn)壓器，其中所述誤差放大器包括電流鏡，并且所述基準(zhǔn)電壓基于電流鏡晶體管的基極-發(fā)射極電壓。
根據(jù)本發(fā)明的低壓差穩(wěn)壓器，其中所述基準(zhǔn)電壓基于誤差放大器晶體管的帶隙電壓。
根據(jù)本發(fā)明的低壓差穩(wěn)壓器，其中至少部分所述誤差放大器包括晶體管和電流源的組合。
根據(jù)本發(fā)明的低壓差穩(wěn)壓器，其中所述誤差放大器包括兩個(gè)級(jí)聯(lián)電路，每個(gè)級(jí)聯(lián)電路包含晶體管和電流源的組合。
根據(jù)本發(fā)明的低壓差穩(wěn)壓器，其中所述可控通路元件是PNP晶體管，并且所述誤差放大器包括包含兩個(gè)NPN晶體管的電流鏡，其中一個(gè)NPN晶體管的發(fā)射極連接到比電源電壓低的較低電壓，另一個(gè)NPN晶體管的發(fā)射極通過第二電阻連接到所述較低電壓，兩個(gè)NPN晶體管的集電極分別通過實(shí)質(zhì)上相似的第三電阻和第四電阻連接到所述第一電阻，其中輸出電壓是所述NPN晶體管中至少一個(gè)NPN晶體管的基極-發(fā)射極電壓的函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的低壓差穩(wěn)壓器，其中所述可控通路元件是晶體管，所述晶體管的柵極連接到電流源，并且還連接到柵極受所述誤差放大器的輸出控制的第二通路晶體管。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種低壓差電壓調(diào)節(jié)的方法，包括利用置于電源和輸出端之間的可控通路元件控制從所述電源流到所述輸出端的電流；利用與所述輸出端電連接的誤差放大器檢測(cè)所述輸出端的電壓和內(nèi)部產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓之間的電壓差，其中所述基準(zhǔn)電壓基于誤差放大器組件的至少一個(gè)固有屬性；以及基于檢測(cè)到的電壓差，通過從所述誤差放大器反饋信號(hào)到所述可控通路元件來調(diào)節(jié)所述可控通路元件。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中所述可控通路元件是晶體管。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中所述誤差放大器包括電流鏡，所述基準(zhǔn)電壓部分基于電流鏡晶體管的帶隙電壓。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中在所述第一電阻和地之間有第二串聯(lián)電阻。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中至少部分所述誤差放大器包括晶體管和電流源的組合。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中所述誤差放大器包括兩個(gè)或兩個(gè)以上級(jí)聯(lián)電路，每個(gè)級(jí)聯(lián)電路包含晶體管和電流源的組合。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中所述可控通路元件是PNP晶體管，并且所述誤差放大器包括包含兩個(gè)NPN晶體管的電流鏡，其中一個(gè)NPN晶體管的發(fā)射極連接到比電源電壓低的較低電壓，另一個(gè)NPN晶體管的發(fā)射極通過第二電阻連接到所述較低電壓，兩個(gè)NPN晶體管的集電極分別通過實(shí)質(zhì)上相似的第三電阻和第四電阻連接到第一電阻，其中輸出電壓是所述NPN晶體管的基極-發(fā)射極電壓的函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中所述可控通路元件是晶體管，所述晶體管的柵極連接到電流源，并且還連接到柵極受所述誤差放大器控制的第二通路晶體管。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種低壓差電壓調(diào)節(jié)裝置，包括用于控制從電源流到輸出端的電流的裝置；用于檢測(cè)所述輸出端的電壓和內(nèi)部產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓之間的電壓差的裝置，其中所述基準(zhǔn)電壓部分基于半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)固有屬性；用于放大檢測(cè)到的電壓差的裝置；以及基于經(jīng)放大的檢測(cè)到的電壓差調(diào)節(jié)所述控制裝置的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的裝置，其中用于檢測(cè)所述輸出端的電壓和內(nèi)部產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓之間的電壓差的所述裝置包括電流鏡，并且所述基準(zhǔn)電壓基于所述電流鏡晶體管的帶隙電壓。
根據(jù)本發(fā)明的裝置，其中用于放大的所述裝置包括兩個(gè)或兩個(gè)以上級(jí)聯(lián)電路，每個(gè)級(jí)聯(lián)電路包含晶體管和電流源的組合。
根據(jù)本發(fā)明的裝置，其中用于控制從電源流到輸出端的電流的所述裝置是PNP晶體管，其中用于放大的所述裝置包括包含兩個(gè)NPN晶體管的電流鏡，其中一個(gè)NPN晶體管的發(fā)射極連接到比電源電壓低的較低電壓，另一個(gè)NPN晶體管的發(fā)射極通過電阻連接到所述較低電壓。根據(jù)本發(fā)明的方法，其中所述可控通路元件是晶體管。
本發(fā)明運(yùn)用可靠的半導(dǎo)體固有特性來產(chǎn)生電壓基準(zhǔn)，比如帶隙電壓基準(zhǔn)，從而能夠在低壓差穩(wěn)壓器內(nèi)提供穩(wěn)定的電壓基準(zhǔn)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的線性穩(wěn)壓器的電路圖。
圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LDO穩(wěn)壓器的高層電路圖。
圖3為圖2的LDO穩(wěn)壓器的詳細(xì)電路圖。
具體實(shí)施例方式
以下公開的實(shí)施例描述了工作穩(wěn)定且具有低壓差的穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器還能夠產(chǎn)生其自身的電壓基準(zhǔn)。一些實(shí)施例利用半導(dǎo)體的固有特性來產(chǎn)生電壓基準(zhǔn)。
在以下說明中，提供了許多具體的細(xì)節(jié)用于對(duì)發(fā)明的實(shí)施例提供透徹的理解，比如各種系統(tǒng)組成部分的標(biāo)識(shí)。但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明在沒有一個(gè)或多個(gè)特定細(xì)節(jié)的情況下同樣可以實(shí)現(xiàn)，或者使用其他方法、器件、材料等實(shí)現(xiàn)。在一些情況下，公知的結(jié)構(gòu)、材料或操作并未在此詳細(xì)描述以避免造成本發(fā)明不同實(shí)施例之間的特征不明顯。
在說明書中提及“一個(gè)實(shí)施例”時(shí)，意指關(guān)于該實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在說明書不同地方提到“在一個(gè)實(shí)施例中”時(shí)，未必指的是同一個(gè)實(shí)施例。而且，這些特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中。
圖1為線性DC/DC穩(wěn)壓器的典型現(xiàn)有技術(shù)，其應(yīng)用經(jīng)典的閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)將輸出電壓Vout保持在期望電平，其中Vout受基準(zhǔn)電壓Vref的控制。在圖1電路的反饋部分中，輸出電壓的一部分，即Vfb被反饋到誤差放大器105。電阻R1和R2產(chǎn)生反饋增益，并且決定Vout中多少量被反饋?zhàn)鳛閂fb，其中Vfb＝Vout×R1/(R1+R2)。
在圖1的前饋部分，誤差放大器105將Vfb和基準(zhǔn)電壓Vref相比較，并且放大比較得到的偏差/誤差以產(chǎn)生誤差電壓Verr。在圖1所示電路的前饋部分，激勵(lì)信號(hào)Verr用來驅(qū)動(dòng)作為該控制系統(tǒng)的激勵(lì)器的晶體管103。晶體管103調(diào)節(jié)流經(jīng)R1和R2的電流量，從而產(chǎn)生輸出電壓Vout。
在這種典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)中，Vout的任何改變都會(huì)產(chǎn)生誤差信號(hào)Verr，迫使Vout回到指定電平。Vout下降導(dǎo)致Verr上升，從而導(dǎo)致流經(jīng)R1和R2的電流上升。Vout上升導(dǎo)致Verr下降，從而導(dǎo)致流經(jīng)R1和R2的電流下降。因?yàn)樵撾娐肥冀K要保持Vfb等于Vref，并且Vfb＝Vout×R1/(R1+R2)，所以Vout＝Vref(1+R2/R1)。
從上式可以看到，圖1中穩(wěn)壓器的性能的瓶頸在于基準(zhǔn)電壓Vref的穩(wěn)定性。這種電路在追隨基準(zhǔn)電壓上表現(xiàn)很好，然而，提供一個(gè)可靠穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓是另一回事，并給穩(wěn)壓器的用戶造成了負(fù)擔(dān)。比如，如圖1所示，Vdd的任何改變都會(huì)通過基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器造成Vref的改變，Vref會(huì)變?yōu)閂ref+ΔVdd/(PSRR×Vref)，其中PSRR是基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器電路的電源抑制比?？梢园l(fā)現(xiàn)，要得到穩(wěn)定的Vref，PSRR必須非常大。
以下公開的實(shí)施例能夠在穩(wěn)壓器電路內(nèi)部提供穩(wěn)定的電壓基準(zhǔn)。一些實(shí)施例利用可靠的半導(dǎo)體固有特性來產(chǎn)生電壓基準(zhǔn)，例如帶隙電壓基準(zhǔn)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LDO穩(wěn)壓器的簡(jiǎn)化高層電路圖。在圖2中，盡管單獨(dú)表示基準(zhǔn)電壓Vcomp209，但并不從電路外部提供該基準(zhǔn)電壓，Vref由經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓Vout提供，從而顯著增強(qiáng)了PSRR。在圖3中表示得更清楚，Vcomp同樣在電路內(nèi)部產(chǎn)生，由誤差放大器203調(diào)節(jié)。在一些實(shí)施例中，Vcomp是誤差放大器203的一部分。
圖2還示出了控制環(huán)路，其中Vfb是將關(guān)于輸出電壓Vout的信息傳送到誤差放大器203的反饋信號(hào)。電阻R1和R2決定反饋增益，并且用來僅反饋一部分Vout。如果在反饋Vout時(shí)Vout沒有明顯減小，那么電阻R2是非必需器件。
在圖2的電路中，反饋信號(hào)Vfb與內(nèi)部產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Vcomp進(jìn)行比較，并且被放大以產(chǎn)生誤差信號(hào)Verr。誤差信號(hào)Verr在電流源205的協(xié)助下產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)Vact來控制晶體管207，其中電流源205可以是多個(gè)電流源的級(jí)聯(lián)。在圖2的控制環(huán)路中，晶體管207作為激勵(lì)器用于調(diào)節(jié)流經(jīng)R1和流向輸出端的電流。請(qǐng)注意，誤差信號(hào)Verr和/或Vact可以是電壓信號(hào)也可以是電流信號(hào)。
圖3是圖2描述的LDO線性穩(wěn)壓器201的更詳細(xì)電路圖。通路晶體管207標(biāo)注為QP16。晶體管QP13和QP17用來輔助驅(qū)動(dòng)通路晶體管QP16，而且作用于誤差放大過程。晶體管QP13和QN17在反饋路徑中用來控制晶體管QP16。晶體管QP18和QP21形成電流源。晶體管QP21和QP19還形成另一個(gè)電流源。
經(jīng)過電阻R47的電流是由流經(jīng)R51的電流和流經(jīng)R52的電流之和來決定的，這兩條電流路徑是由QN15和QN16部分形成的電流鏡的兩條支路。由于在此電流鏡中流經(jīng)R51和R52的電流是相等的并且同樣的電流流經(jīng)R51和R46，因此流經(jīng)電阻R47的電流是流經(jīng)電阻R46的電流的兩倍。R46兩端的電壓等于QN15和QN16的基極-發(fā)發(fā)射極電壓差。因此，流經(jīng)R46的電流可以表示為VR46＝VBE(QN16)-VBE(QN15)＝ΔVBE＝VTln10，該電壓在室溫下約為60mv。因此IR46可以表示為IR46＝VR46/R46＝ΔVBE/R46＝VTln10/R46＝Io或 IR46＝IR51＝I/2IR47，結(jié)果是IR47＝2ΔVBE/R46.
另外，Vref可以表示為Vref＝VBE(QN16)+Io×R52＝VBE(QN16)+(VTln10)×R52/R46，或 ＝VBE(QN16)+IR46×R51.
因此，輸出電壓可以表示為Vout＝Vref+IR47×R47，或＝VBE(QN16)+IR46×R51+IR47×R47＝VBE(QN16)+ΔVBE×R51/R46+2ΔVBE×R47/R46＝VBE(QN16)+ΔVBE(R51+2 R47)/R46＝VBE(QN16)+(VTln10)(R51+2R47)/R46.
從上面的等式可以看出，通過選擇不同的電阻值可以獲得低Vout。
在圖3的示例電路中，Vout＝VBE(QN16)+20ΔVBE。另外，在這個(gè)實(shí)施例中，Vout的任何改變都會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閂ref的改變，而Vref的改變影響晶體管QN17的基極信號(hào)。從而，晶體管QN17的基極將相似的信號(hào)發(fā)送給晶體管QP13的基極，QP13控制晶體管QP16，而QP16調(diào)節(jié)Vout。
這些信號(hào)通過QN17和QP13后，還放大了源于晶體管QN16的誤差信號(hào)。因此，圖3所示的穩(wěn)壓器的控制環(huán)路利用電流鏡晶體管的基極-發(fā)發(fā)射極電壓VBE和ΔVBE作為穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓的基礎(chǔ)，而不需要借助任何外界電壓基準(zhǔn)。
以上對(duì)于本發(fā)明實(shí)施例的具體描述并不意圖將本發(fā)明限于以上公開的形式。在用于說明性目的的上述本發(fā)明具體實(shí)施例和實(shí)例中，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在本發(fā)明范圍內(nèi)可以有不同的等價(jià)修改。例如，雖然步驟和組件都以給定的順序呈現(xiàn)，其他實(shí)施例可以不同的順序來執(zhí)行具有多種步驟或組件的例行程序。在此提出的本發(fā)明的教導(dǎo)也可以運(yùn)用于其他系統(tǒng)，并不只限于在此描述的網(wǎng)路模型。上述多種實(shí)施例中的部件和動(dòng)作可以組合以產(chǎn)生其他實(shí)施例，同時(shí)實(shí)施例中的一些步驟或組件也可以省略、移動(dòng)、添加、細(xì)分、組合和/或修改。每個(gè)步驟都可以以不同方法實(shí)施。另外，當(dāng)這些步驟被顯示為串行執(zhí)行時(shí)，也可以并行執(zhí)行或者在不同時(shí)間實(shí)施。
除非上下文明確地要求，否則在說明書和權(quán)利要求中，“組成”之類的詞不應(yīng)以限制和窮盡的方式理解，而應(yīng)理解為“包括，但不局限于”。文中的單數(shù)也可以理解為復(fù)數(shù)，同樣的復(fù)數(shù)也可以理解為單數(shù)。另外，文中的“在此”、“以上”、“以下”等詞，在本申請(qǐng)中使用時(shí)，指的是全文而非文中的一部分。當(dāng)權(quán)利要求中用“或”來連接一序列一個(gè)或兩個(gè)以上的項(xiàng)目時(shí)，包括了以下所有的含義序列中的任何一項(xiàng)，序列中的所有項(xiàng)或者是序列中項(xiàng)目的任意組合。
此處提供的本發(fā)明的教導(dǎo)可以運(yùn)用于其他系統(tǒng)，并不局限于此處描述的系統(tǒng)。可以根據(jù)細(xì)節(jié)描述對(duì)發(fā)明進(jìn)行這些和其他的變換。以上描述的組件和動(dòng)作可以組合以提供其他的實(shí)施例。
所有以上專利和申請(qǐng)和其他參考文件，包括任何列在相關(guān)申請(qǐng)資料中的文件，作為參考在此合并。如果有必要，可以修改本發(fā)明的一些方面，以利用上述參考資料中的系統(tǒng)，功能和概念來提供新的實(shí)施例。
根據(jù)以上細(xì)節(jié)的描述，本發(fā)明可以進(jìn)行這些和其他的變換。雖然以上的描述將本發(fā)明的具體實(shí)施例細(xì)節(jié)化并且描述的是最好的模式，但無論以上文字描述多么詳細(xì)，本發(fā)明可以以不同方式實(shí)施。各種網(wǎng)絡(luò)模型和實(shí)施方式可能在細(xì)節(jié)上相差甚遠(yuǎn)，但仍不脫本發(fā)明的公開范圍。正如上文所述，在描述本發(fā)明的特點(diǎn)和具體方面時(shí)用到任何術(shù)語并不意味著重新定義這些術(shù)語并將其限制在本發(fā)明特定的性能，特點(diǎn)或具體方面上?？偟膩碚f，下文權(quán)利要求用到的語句并不是將本發(fā)明限制在說明書中的具體實(shí)施例，除非上文的細(xì)節(jié)描述中具體的定義了這些語句。相應(yīng)的，本發(fā)明的實(shí)際范圍不僅包括公開的實(shí)施例，還包括在在權(quán)利要求范圍內(nèi)的一切本發(fā)明的等同物。
雖然本發(fā)明的一些方面以某種權(quán)利要求的形式呈現(xiàn)在下文，但發(fā)明人以其他權(quán)利要求的形式概括了本發(fā)明的各種方面。因此，發(fā)明人保留提交申請(qǐng)后增加權(quán)利要求權(quán)項(xiàng)來保護(hù)本發(fā)明其他方面的權(quán)利。
權(quán)利要求
1.一種低壓差穩(wěn)壓器，包括可控通路元件，置于電源和所述穩(wěn)壓器的輸出端之間以控制從所述電源流到所述輸出端的電流；誤差放大器，包括內(nèi)部產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓，其中所述誤差放大器與所述輸出端通過第一電阻電連接，并檢測(cè)所述輸出端的電壓和所述基準(zhǔn)電壓的電壓差，其中所述基準(zhǔn)電壓基于誤差放大器組件的至少一個(gè)固有屬性；以及反饋連接器，在所述誤差放大器和所述可控通路元件之間，其中所述反饋連接器包括至少一個(gè)電流源，基于檢測(cè)到的輸出端電壓和所述基準(zhǔn)電壓之間的電壓差來控制所述可控通路元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓差穩(wěn)壓器，其中所述可控通路元件是晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓差穩(wěn)壓器，其中所述誤差放大器包括電流鏡，并且所述基準(zhǔn)電壓基于電流鏡晶體管的基極-發(fā)射極電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓差穩(wěn)壓器，其中所述基準(zhǔn)電壓基于誤差放大器晶體管的帶隙電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓差穩(wěn)壓器，其中至少部分所述誤差放大器包括晶體管和電流源的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓差穩(wěn)壓器，其中所述誤差放大器包括兩個(gè)級(jí)聯(lián)電路，每個(gè)級(jí)聯(lián)電路包含晶體管和電流源的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓差穩(wěn)壓器，其中所述可控通路元件是PNP晶體管，并且所述誤差放大器包括包含兩個(gè)NPN晶體管的電流鏡，其中一個(gè)NPN晶體管的發(fā)射極連接到比電源電壓低的較低電壓，另一個(gè)NPN晶體管的發(fā)射極通過第二電阻連接到所述較低電壓，兩個(gè)NPN晶體管的集電極分別通過實(shí)質(zhì)上相似的第三電阻和第四電阻連接到所述第一電阻，其中輸出電壓是所述NPN晶體管中至少一個(gè)NPN晶體管的基極-發(fā)射極電壓的函數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓差穩(wěn)壓器，其中所述可控通路元件是晶體管，所述晶體管的柵極連接到電流源，并且還連接到柵極受所述誤差放大器的輸出控制的第二通路晶體管。
9.一種低壓差電壓調(diào)節(jié)的方法，包括利用置于電源和輸出端之間的可控通路元件控制從所述電源流到所述輸出端的電流；利用與所述輸出端電連接的誤差放大器檢測(cè)所述輸出端的電壓和內(nèi)部產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓之間的電壓差，其中所述基準(zhǔn)電壓基于誤差放大器組件的至少一個(gè)固有屬性；以及基于檢測(cè)到的電壓差，通過從所述誤差放大器反饋信號(hào)到所述可控通路元件來調(diào)節(jié)所述可控通路元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述可控通路元件是晶體管。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述誤差放大器包括電流鏡，所述基準(zhǔn)電壓部分基于電流鏡晶體管的帶隙電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在所述第一電阻和地之間有第二串聯(lián)電阻。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中至少部分所述誤差放大器包括晶體管和電流源的組合。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述誤差放大器包括兩個(gè)或兩個(gè)以上級(jí)聯(lián)電路，每個(gè)級(jí)聯(lián)電路包含晶體管和電流源的組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述可控通路元件是PNP晶體管，并且所述誤差放大器包括包含兩個(gè)NPN晶體管的電流鏡，其中一個(gè)NPN晶體管的發(fā)射極連接到比電源電壓低的較低電壓，另一個(gè)NPN晶體管的發(fā)射極通過第二電阻連接到所述較低電壓，兩個(gè)NPN晶體管的集電極分別通過實(shí)質(zhì)上相似的第三電阻和第四電阻連接到第一電阻，其中輸出電壓是所述NPN晶體管的基極-發(fā)射極電壓的函數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述可控通路元件是晶體管，所述晶體管的柵極連接到電流源，并且還連接到柵極受所述誤差放大器控制的第二通路晶體管。
17.一種低壓差電壓調(diào)節(jié)裝置，包括用于控制從電源流到輸出端的電流的裝置；用于檢測(cè)所述輸出端的電壓和內(nèi)部產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓之間的電壓差的裝置，其中所述基準(zhǔn)電壓部分地基于半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)固有屬性；用于放大檢測(cè)到的電壓差的裝置；以及基于經(jīng)放大的檢測(cè)到的電壓差調(diào)節(jié)所述控制裝置的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中用于檢測(cè)所述輸出端的電壓和內(nèi)部產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓之間的電壓差的所述裝置包括電流鏡，并且所述基準(zhǔn)電壓基于所述電流鏡晶體管的帶隙電壓。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中用于放大的所述裝置包括兩個(gè)或兩個(gè)以上級(jí)聯(lián)電路，每個(gè)級(jí)聯(lián)電路包含晶體管和電流源的組合。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中用于控制從電源流到輸出端的電流的所述裝置是PNP晶體管，其中用于放大的所述裝置包括包含兩個(gè)NPN晶體管的電流鏡，其中一個(gè)NPN晶體管的發(fā)射極連接到比電源電壓低的較低電壓，另一個(gè)NPN晶體管的發(fā)射極通過電阻連接到所述較低電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有高電源抑制能力和低靜態(tài)電流的低壓差穩(wěn)壓器、低壓差電壓調(diào)節(jié)方法和裝置。所述低壓穩(wěn)壓器包括可控通路元件，置于電源和穩(wěn)壓器的輸出端之間以控制從電源流到輸出端的電流；誤差放大器，包括內(nèi)部產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓，誤差放大器與輸出端通過第一電阻電連接，并檢測(cè)輸出端的電壓和基準(zhǔn)電壓的電壓差，其中基準(zhǔn)電壓基于誤差放大器組件的至少一個(gè)固有屬性；以及反饋連接器，在誤差放大器和可控通路元件之間，其中反饋連接器包括至少一個(gè)電流源，基于檢測(cè)到的輸出端電壓和基準(zhǔn)電壓之間的電壓差來控制可控通路元件。本發(fā)明運(yùn)用可靠的半導(dǎo)體固有特性來產(chǎn)生電壓基準(zhǔn)，比如帶隙電壓基準(zhǔn)，從而能夠在低壓差穩(wěn)壓器內(nèi)提供穩(wěn)定的電壓基準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G05F1/10GK101089770SQ20071010669
公開日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者法爾胡德·莫拉維基 申請(qǐng)人:美國芯源系統(tǒng)股份有限公司