[发明专利]具有电流吸收器的电压调节器及包括其的数字放大器

说明书

本申请要求于2006年11月30日向韩国知识产权局提交的2006-119484号韩国专利申请文件的优先权，通过引用的方式将其公开内容全部合并于此。

技术领域

本发明总体上涉及电源，更具体而言，涉及具有用于分流(divert)外部电流的电流吸收器(current sink)的电压调节器，诸如用于数字放大器中。

背景技术

典型地，在各自的半导体芯片中构成执行特定功能的电路和用于向该电路供电的电源电路，这些半导体芯片被集成在一个或多个印刷电路板(Printed circuit board，PCB)上。集成半导体芯片通过PCB上的焊线(bonding wire)或印刷线(printed wire)彼此电连接。

希望电源电路向其它电路提供稳定的电力，而不考虑电源电路与其它电路之间的布线的阻抗变化。具体而言，如果对开关元件的供电发生变化，则用于放大接收信号的带开关的数字放大器增大了诸如三次谐波失真(THD)这样的噪声而降低性能。

电压调节器能够提供稳定的电力而不考虑输出阻抗。具体而言，即使当输入电压与输出电压之间的差值相对较小时也工作的电压调节器被称为低压降(low dropout，LDO)调节器。在2004-30308号韩国专利申请中公开了具有输入与输出电压之间较小差值的LDO调节器。

图1是根据现有技术的传统电压调节器100的电路图。参照图1，电压调节器100包括误差放大器110、分压电路120和电压驱动电路130。误差放大器110放大了在参考电压VREF与反馈电压VFB之间的差值，以产生控制信号CVO。分压电路120通过利用电阻器R1和R2将输出节点N1处的输出电压VO进行电阻式分压(resistive-dividing)来产生反馈电压VFB。

控制信号CVO被施加到电压驱动电路130中的PMOSFET(P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管)TSR的栅极。流经PMOSFET TSR的电流受这样的控制信号CVO控制，以在输出节点N1处调整输出电压VO。电容器C1被耦接到输出节点N1。

在电压调节器100中，如果从外部电路流向输出节点N1的反向电流IRV也对电容器C1充电，就会不利地增大输出电压VO。输出电压VO这样的增大影响流经PMOSFETTSR的拉电流(sourcing current)，以致于由电压调节器100所提供的电力变得不稳定。

流经电阻器R1和R2的电流I2远小于流入电容器C1的充电电流I1。因此，不能由电流I2来显著地抑制由反向电流IRV引起的输出电压VO的增大。而且，如果为了增大电流I2而减小分压电阻器R1和R2的阻抗，则会降低电压驱动电路130的电流源输出(current sourcing)能力。

由于数字放大器或开关放大器为了放大的效率而执行开关转换，所以在其中的电压调节器中通常会产生反向电流。不幸的是，随着数字放大器的信噪比(SNR)的降低以及THD(三次谐波失真)特性的恶化，这样的电压调节器的输出电压被反向电流增大。

发明内容

因此，本发明的电压调节器分流这种外部反向电流，以产生稳定的输出电压。

根据本发明的一个方面的电压调节器包括电压驱动电路和电流吸收单元。电压驱动电路被控制以保持输出节点处的输出信号。电流吸收单元被耦接到输出节点，以产生灌电流，该灌电流用于分流流向输出节点的外部电流。

在本发明的一个实施例中，电压调节器还包括误差放大器，用于从输出信号和参考信号产生控制信号。根据该控制信号来控制电压驱动电路和电流吸收单元。

例如，根据控制信号来控制电压驱动电路，以向输出节点提供拉电流，从而使输出信号保持在由参考信号所指示的期望电平上。

在本发明的另一个实施例中，外部电流是从外部源流向输出节点的反向电流。在此情况下，电流吸收单元从输出节点吸收至少一部分反向电流。

在本发明的一个示范性实施例中，电压驱动电路是P-沟道场效应晶体管，其被耦接在高电压源和输出节点之间，具有受到根据控制信号控制的栅极。另外，电流吸收单元是N-沟道场效应晶体管，其被耦接在输出节点和地节点之间，并具有受到根据控制信号控制的栅极。

在本发明的再一个实施例中，电压调节器还包括控制电路，用于从由误差放大器所生成的控制信号中产生第一晶体管控制信号，该第一晶体管控制信号被施加到P-沟道场效应晶体管的栅极。控制电路还从所述控制信号产生第二晶体管控制信号，该第二晶体管控制信号被施加到N-沟道场效应晶体管的栅极。