[发明专利]低噪声低压差调节器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2014年1月14日提交的、名称为“LOW NOISE LOW-DROPOUT REGULATOR”的美国申请no.14/155,291的优先权。通过引用将该美国申请的全部公开内容并入本文。

背景技术

通过以较低电压(例如，3伏特、1.5伏特等)操作各个设备内的系统中的一些系统，这些电子设备可以具有减小的功率消耗。这样的器件内的电源管理模块可以将输入电压转换为具有不同的输出电压和需求的若干电源域。例如，各个数字或模拟部件或模块可以具有不同的电源电压规格，每个电源电压规格均以不同的电源电压进行操作。这样的设备或系统常常可以具有若干不同的电源域。

可以利用低压差调节器(LDO)来完成输入电压与输出电压之间的功率转换。LDO通常在低电压下有效，并且可以使用具有小差分的输入-输出电压来提供经调节的输出。来自LDO的经调节的输出一般是基于来自调节器的输出的反馈信号与参考电压的比较。

对于许多应用，由LDO产生的热噪声应当是小的，然而调节速度应当是高的以允许LDO能够跟上快速的负载跳变。在一些情况下，使用多级放大器提高了调节器的增益。然而，可用的带宽常常受到较低的噪声(尤其是对于较高的频率)的限制，从而限制了针对负载跳变的调节器的性能。对于较高的频率，多级放大器可以具有减小的噪声，但单级放大器的有限的增益可能导致静态误差。

附图说明

参考附图阐述了具体实施方式。在附图中，附图标记的(多个)最左边的数字标示该附图标记第一次出现的附图。在不同附图中对相同的附图标记的使用指示相似或相同的项。

图1是诸如低压差调节器(LDO)之类的示例性调节器的示意图，在该示例性调节器中可以实施根据本公开内容的技术。

图2是根据实施方式的图1的包括飞跨电容的示例性调节器的示意图，该飞跨电容被布置为使传输器件升压的栅极电压。

图3是根据实施方式的图2的示出示例性误差放大器构造的示例性调节器的示意图。

图4是根据实施方式的图3的包括升压器部件的示例性调节器的示意图。

图5是根据实施方式的图4的示出示例性升压器放大器构造的示例性调节器的示意图。

图6是根据实施方式的示出控制调节器的示例性过程的流程图，该过程包括使传输器件的栅极电压升压。

具体实施方式

概述

设备和技术的代表性实施方式提供了跨宽频率范围具有高调节速度和低噪声的调节器。在各种实施方式中，调节器的传输器件基于由误差放大器输出的控制信号而输出经调节的电压。在示例性实施方式中，经由经调节的升压信号来使控制信号在幅值上升压。在各种实施方式中，结果是调节器具有低噪声(包括在高频率下)和高增益以及调节速度。

在一个示例性实施方式中，诸如晶体管之类的传输器件例如被布置为接收输入电压并且基于传输器件(pass through device)的栅极处的控制信号来输出经调节的电压。误差放大器被布置为在一个输入处接收参考电压并且在另一个输入处接收反馈电压，并且基于参考电压与反馈电压之间的差异来输出控制信号。在示例中，误差放大器包括单级运算放大器。

在示例性实施方式中，诸如飞跨电容器之类的电容例如耦合到误差放大器的输出。在实施方式中，电容被布置为接收来自信号源的升压信号，并且基于升压信号来增大控制信号的幅值。在一个示例中，信号源包括诸如运算放大器之类的升压放大器，所述升压放大器例如被布置为调节升压信号的幅值。例如，可以采用将误差放大器的差分输出电压设定为零的方式来调节升压信号。在示例中，升压放大器在其差分输入处接收差分信号，该差分信号是来自误差放大器的平衡的输出。

参考附图讨论了包括技术和设备的各种实施方式。所讨论的技术和设备可以应用于各种调节器设计、电路、以及设备中的任何一种，并且保持在本公开内容的范围内。

所公开的技术和设备的优点不同，并且包括(根据多个实施方式)：1)当误差放大器是平衡时，误差放大器的系统性偏移可以是零；2)调节器的低频回路增益等于差分级(误差放大器)的增益乘以第二放大器(升压放大器)的增益；3)高频下的噪声由误差放大器的热噪声确定，因为升压放大器不会为调节器的噪声做贡献；以及4)当主回路包括单级放大器(误差放大器)时，对于所有频率(包括较高频率)调节器几乎不存在稳定性问题。基于所讨论的技术和/或设备，在本公开内容中所公开的技术的其它优点可以是显而易见的。