[发明专利]补偿模块及电压调节器

说明书

技术领域

本发明涉及一种补偿模块及其电压调节器，尤其涉及一种能够提升稳定性及抗噪声能力的补偿模块及电压调节器。

背景技术

在集成电路中，电压调节器（Voltage Regulator）是常用在产生准确且稳定电压的负反馈电路。电压调节器所输出的电压通常会作为集成电路中其它电路的参考电压或是电源。因此，在电压调节器的设计中，往往需要利用频率补偿提升电压调节器的稳定性，并通过电压调节器本身的负反馈特性降低系统电源的电源噪声干扰以及提升电压调节器的电源抑制比（Power Supply Rejection Ratio，PSRR）。

请参考图1，图1为用于现有电压调节器的一传统米勒补偿架构10的示意图。如图1所示，米勒补偿架构10包括N型晶体管MN1～MN3、P型晶体管MP1、MP2、电流源IB以及米勒电容C_M1。N型晶体管MN2、MN3、P型晶体管MP1、MP2的组合为前级电路的输出级。米勒电容C_M1跨接在节点MN1_G与输出端OUT之间（即N型晶体管MN1的栅极与漏极之间），也通过N型晶体管MN1的增益GainMN1，米勒电容C_M1将可等效于一挂载在节点MN1_G的放大电容。此放大电容的电容值为米勒电容C_M1的电容值与增益GainMN1的乘积。借此，电压调节器的主极点将往低频率移动，从而提升电压调节器的稳定性。然而，米勒补偿架构10中的电源噪声将会经由P型晶体管MP1、MP2与米勒电容C_M1的路径传递至输出端OUT，进而大幅降低电压调节器在高频的电源抑制比。

请参考图2，图2为用于现有电压调节器的一传统共源共栅式米勒补偿（Cascode Miller Compensation）架构20的示意图。类似于米勒补偿架构10，共源共栅式米勒补偿架构20包括N型晶体管MN1～MN3、P型晶体管MP1、MP2、电流源IB以及米勒电容C_M2。N型晶体管MN2、MN3、P型晶体管MP1、MP2的组合为前级电路的输出级。与米勒补偿架构10不同的是，共源共栅式米勒补偿架构20的米勒电容C_M2耦接于节点X与输出端OUT之间。通过节点MN1_G至节点X间的高阻抗，电源噪声将无法由米勒电容C_M2传递至输出端OUT，从而提高电压调节器的电源抑制比。然而，将米勒电容C_M2耦接于节点X时，寄生零点Z1、Z2会随之产生。寄生零点Z1、Z2可分别表示为：

Z1≅-gmMN2CX,]]>Z2≅gmMN1CxCOTACM2+CGDCX+CM2CGD]]>