用于內部電源的具有改善的負載瞬態(tài)性能的ldo調節(jié)器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明總體涉及電子電路，并且更特別地涉及諸如低壓降電壓調節(jié)器之類的電壓調節(jié)器電路。
【背景技術】
[0002]電壓調節(jié)器電路起到獲取變化的輸入供應電壓并且生成穩(wěn)定輸出電壓的作用。例如，變化的輸入供應電壓可以包括電池供應電壓，以及穩(wěn)定輸出電壓被用于在電池供電電路應用中為模擬和/或數(shù)字電路裝置供電。由電壓調節(jié)器電路所要求的可使用的操作電壓和電流開銷是關鍵的設計考慮?？墒褂玫牟僮麟妷撼３１环Q作“壓降”電壓，并且這指的是變化的輸入供應電壓和由電壓調節(jié)器電路所提供的穩(wěn)定輸出電壓之間的差值?！皦航怠彪妷涸叫?，系統(tǒng)操作越好。此外，由于電池只能夠供應有限量的電荷，因此電壓調節(jié)器電路具有盡可能小的靜態(tài)電流是重要的。小的“壓降”電壓和小的靜態(tài)電流的組合從電池供應的有限資源上保證更有效和更長的系統(tǒng)操作。
[0003]根據(jù)上述，在本領域中對所謂的低壓降(LDO)電壓調節(jié)器電路存在相當大的興趣。這種調節(jié)器能夠有利地保持穩(wěn)定輸出電壓的電壓調節(jié)，甚至在變化的輸入供應的電平接近那個穩(wěn)定輸出電壓時。存在變化的負載條件時，穩(wěn)定輸出電壓的保持是個挑戰(zhàn)。在從電壓調節(jié)器電路所供應的負載包括數(shù)字電路裝置時，尤其如此。本領域的技術人員認識到，數(shù)字電路是有噪音的，并且顯示經常變化的負載條件。電壓調節(jié)器電路在生成穩(wěn)定輸出電壓時必須響應于那些變化的負載條件。然而，具有低靜態(tài)電流特征的電壓調節(jié)器電路往往具有不好的瞬態(tài)響應特征。
[0004]在本領域中存在對電壓調節(jié)器電路的需求，特別是低壓降(LDO)類型，其對變化的負載條件展示了更好的瞬態(tài)響應。
【發(fā)明內容】
[0005]在一個實施例中，電路包括:具有反饋調節(jié)環(huán)路和驅動晶體管的電壓調節(jié)器電路，驅動晶體管被配置為向被調節(jié)的輸出節(jié)點供應輸出電流；以及瞬態(tài)恢復電路，包括:第一晶體管，被配置為向驅動晶體管的控制端子發(fā)起第一電流，其中除了響應于反饋調節(jié)環(huán)路的操作被施加至驅動晶體管的控制端子的調節(jié)控制電流之外，所述第一電流被供應；第一控制電路，被配置為響應于在被調節(jié)的輸出節(jié)點處的電壓的下降，選擇性地啟動第一晶體管；第二晶體管，被配置為從被調節(jié)的輸出節(jié)點吸收第二電流；以及第二控制電路，被配置為響應于在被調節(jié)的輸出節(jié)點處的電壓的增加，控制所述第二晶體管的操作以將第二電流的量值從第一非零量值增加到更大的第二非零量值。
[0006]在一個實施例中，方法包括:操作電壓調節(jié)器電路的驅動晶體管以使用反饋調節(jié)環(huán)路向被調節(jié)的輸出節(jié)點發(fā)起電流；感測在被調節(jié)的輸出節(jié)點處的瞬態(tài)電壓變化；以及通過以下步驟對感測的瞬態(tài)電壓變化進行響應:響應于在被調節(jié)的輸出節(jié)點處感測的電壓的下降，選擇性地向驅動晶體管的控制端子中發(fā)起電流，所述選擇性地發(fā)起的電流是除了響應于反饋調節(jié)環(huán)路的操作而向控制端子發(fā)起的電流之外的電流；以及將吸收電流的量值從第一非零量值增加到更大的第二非零量值，吸收電流是響應于在被調節(jié)的輸出節(jié)點處感測的電壓的增加而從被調節(jié)的輸出節(jié)點處吸收的。
[0007]在一個實施例中，電路包括:具有反饋調節(jié)環(huán)路和驅動晶體管的電壓調節(jié)器電路，驅動晶體管被配置為向被調節(jié)的輸出節(jié)點供應輸出電流；以及瞬態(tài)恢復電路，包括被配置為響應于在被調節(jié)的輸出節(jié)點處的電壓的變化被選擇性地啟動的晶體管，所述被選擇性地啟動的晶體管被配置為將電流施加至驅動晶體管的控制端子，施加的所述電流是除了響應于反饋調節(jié)環(huán)路的操作而被施加至驅動晶體管的控制端子的電流之外的電流。
[0008]在一個實施例中，電路包括:具有反饋調節(jié)環(huán)路和驅動晶體管的電壓調節(jié)器電路，驅動晶體管被配置為向被調節(jié)的輸出節(jié)點供應輸出電流；以及瞬態(tài)恢復電路，包括:被耦合以將電流施加至被調節(jié)的輸出節(jié)點的晶體管，所述晶體管被配置為響應于在被調節(jié)的輸出節(jié)點處的電壓的變化，將施加的電流的量值從第一非零量值增加到更大的第二非零量值。
[0009]上文已經相當廣泛地概述了本發(fā)明的特征。在下文中，本發(fā)明的附加特征將被描述，其形成本發(fā)明的權利要求書的主題。本領域的技術人員將意識到，所公開的概念和特定實施例可以容易地被用作為了實施本發(fā)明相同的目的而修改或設計其他結構或過程的基礎。本領域的技術人員還將意識到，這些等價的構造不背離如在所附的權利要求書中所陳述的本發(fā)明的精神和范圍。
【附圖說明】
[0010]為了更完整的理解本發(fā)明和其中的優(yōu)勢，現(xiàn)在結合附圖參照下面的描述，其中:
[0011]圖1是低壓降(LDO)電壓調節(jié)器電路的實施例的電路圖；
[0012]圖2A和圖2B是低壓降(LDO)電壓調節(jié)器電路的實施例的電路圖；
[0013]圖3A是負載瞬態(tài)圖；
[0014]圖3B是比較在圖1和圖2A中示出的電路的負載瞬態(tài)性能的圖；以及
[0015]圖3C是比較在圖1和圖2B中示出的電路的負載瞬態(tài)性能的圖。
[0016]除非另外指示，在不同的圖中對應的數(shù)字和符號通常指對應的部分。圖被繪制以清晰地圖示本發(fā)明的實施例的相關方面，并且未必按比例繪制。為了更清晰地圖示某些實施例，指示相同結構、材料或處理步驟的變化的字母可以跟在附圖數(shù)字后面。
【具體實施方式】
[0017]現(xiàn)在參照圖1，其圖示了低壓降(LDO)電壓調節(jié)器電路100的實施例的電路圖。電路100包括差分放大器102。差分放大器102包括被配置為接收參考電壓(VBG)的正輸入端子104，在優(yōu)選的實施例中該參考電壓是由帶隙參考電壓生成器(沒有示出，但是其配置和操作對本領域的技術人員是熟知的)來生成的。差分放大器102進一步包括被配置為接收以本文中將描述的形式生成的反饋電壓(VFB)的負輸入端子106。差分放大器102是從正和負電壓供應節(jié)點來供電，這個示例包括提供電池電壓(VBAT)和接地電壓的電池端子(沒有示出)。雖然電池供應被示出，但是將理解，被耦合至正和負電壓供應節(jié)點的電壓供應可以包括用于應用的任何合適的電壓供應。例如，電壓VBAT可以是相對高的電壓供應6-28VDC。差分放大器102進一步包括輸出節(jié)點108。在操作中，差分放大器102在輸出節(jié)點108生成輸出電壓，其基本上等于在正輸入端子104處接收的電壓(在這種情況下為VBG)和在負輸入端子106處接收的電壓(在這種情況下為VFB)之間的差值。
[0018]差分放大器102是由一對差分輸入晶體管麗I和麗2來形成。晶體管麗I的柵極被耦合至至正輸入端子104，并且晶體管MN2的柵極被耦合至負輸入端子106。晶體管MNl和麗2是η溝道MOSFET器件。晶體管麗I和麗2的源極端子在節(jié)點110被耦合在一起。固定的電流源Il (在本領域中被稱作尾電流源)被耦合在節(jié)點110和負電壓供應節(jié)點(接地)之間。一對共源共柵晶體管麗3和ΜΝ4分別和一對差分輸入晶體管麗I和麗2串聯(lián)耦合。因此，晶體管麗3和麗I被串聯(lián)地源-漏耦合，并且晶體管ΜΝ4和麗2被串聯(lián)地源-漏耦合。晶體管ΜΝ3和ΜΝ4是η溝道MOSFET器件，并且更優(yōu)選地是被配置為耐受高漏源電壓的NDMOS型器件。晶體管麗3和ΜΝ4的柵極被耦合在一起以接收偏置電壓(Vana3V3)。在優(yōu)選的實施例中，偏置電壓(Vana3V3)是被供應給器件的模擬部分的經調節(jié)的電壓，該器件包括電壓調節(jié)器電路100，使電壓調節(jié)器電路100被配置為生成被供應給器件的數(shù)字部分的穩(wěn)定的輸出電壓(Vana3V3)。將理解，Vana3V3能夠是任何合適的偏置電壓。差分放大器102進一步包括一對負載晶體管MPl和MP2，分別和一對共源共柵晶體管麗3和MN4串聯(lián)耦合。因此，晶體管麗3和MPl被串聯(lián)地源-漏耦合，以及晶體管MN4和MP2被串聯(lián)的源-漏耦合。晶體管MPl和MP2是P溝道MOSFET器件，并且更優(yōu)選地是被配置為耐受高的漏源電壓的PDMOS器件。晶體管MPl和MP2的柵極被耦合在一起，并且被耦合至晶體管MPl的漏極。因此，晶體管MPl和MP2以