[发明专利]低压差电压调节器装置

说明书

低压差电压调节器（LDO）装置包括可耦合到电源（20）的电压输入（Vin）以及误差放大器（404）。该误差放大器（404）耦合到电压输入（Vin），并且配置为接收参考电压信号和反馈电压信号并取决于参考电压信号和反馈信号而生成输出控制信号（Ctrl）。误差放大器（404）包括电流调整电路（410）。此外，LDO装置（40）包括传输晶体管（MP），其耦合到该误差放大器（404），并且配置为接收该误差放大器（404）的输出控制信号（Ctrl）并取决于该输入控制信号（Ctrl）而为低压差电压调节器装置的输出（OUT）提供输出电流。附加地，LDO装置包括检测电路（402），其耦合到电压输入（Vin），并且配置为取决于在LDO装置（40）的电压输入（Vin）上提供的输入电压（V_in）而在其输出上提供输出信号。LDO装置（40）包括偏置生成器（416），其与检测电路（402）的输出耦合，并且配置为取决于检测电路（402）的输出信号而在误差放大器（404）的电流调整电路（410）的偏置输入上提供偏置电流（I_bias）。而且，LDO包括片上输出电容器。

技术领域

本发明涉及低压差电压调节器装置以及包括该低压差电压调节器装置的数字系统。

背景技术

许多设备使用低压差电压调节器（LDO）来为高度集成的数字电路供应经调节的电力。一般地，合期望的是考虑到各种各样的负载、操作电源等而提供稳定的经调节的电压。

LDO通常用于通过外部电池电源来为高度集成的数字电路供电。这样的高度集成的数字电路正常地与系统时钟同步地操作。在每一个时钟周期中，引发快速电流尖脉冲，引起LDO输出电压的严重电压改变。这可以导致高度集成的数字电路发生故障。通常，使用具有高带宽和转换（slewing）的误差放大器以及可行的片上输出电容器来提供所要求的负载瞬时响应。然而，具有高带宽和转换的这样的误差放大器要求对应的电流预算。

发明内容

本发明的目标是提供一种具有减少的电流消耗的低压差电压调节器装置。

该目标通过独立权利要求的特征而实现。本发明的有利实施例在从属权利要求中给出。

根据第一方面，本发明以一种低压差电压调节器（LDO）装置为特征。LDO装置包括可与电源和误差放大器耦合的电压输入。误差放大器耦合到电压输入，并且配置为接收参考电压信号和反馈电压信号并取决于参考电压信号和反馈信号而生成输出控制信号。误差放大器包括电流调整电路。此外，LDO装置包括传输晶体管，所述传输晶体管耦合到误差放大器并且配置为接收误差放大器的输出控制信号并取决于输出控制信号而为低压差电压调节器装置的输出提供输出电流。附加地，LDO包括检测电路，所述检测电路耦合到电压输入，并且配置为取决于在LDO装置的电压输入上提供的输入电压而在其输出上提供输出信号。LDO装置包括偏置生成器，所述偏置生成器与检测电路的输出耦合，并且配置为取决于检测电路的输出信号而在误差放大器的电流调整电路的偏置输入上提供偏置电流。

有利地，这样的LDO装置能够生成用于不同模式的合适偏置电流。LDO装置允许使用可行的片上输出电容器以及设计具有充足的带宽和转换的误差放大器，因为在LDO装置的跟踪模式中，电流消耗减少。当电源电压变低时，LDO装置进入跟踪模式。在跟踪模式中，LDO装置的输出电压开始尽可能多地跟随LDO装置的输入电压。LDO装置的输入电压越低，通过其电流调整电路提供给误差放大器的静态电流就越低。当LDO装置从调节模式转化到跟踪模式时，由可调整电流提供的电流连续地降低。不需要突然地切换LDO装置的电流以及保护准确设定点，这可能导致快速负载瞬时响应的故障。此外，LDO装置不要求片外组件。它可以完全集成在专用集成电路上。

根据第一方面的一个实施例，偏置电流与LDO装置的输入电压和给定参考电压之间的电压差成比例。有利地，这允许检测电路和偏置生成器的成本有效的实现。

根据第一方面的另外的实施例，电流调整电路包括电流镜像电路，所述电流镜像电路被配置和布置成将偏置生成器的偏置电流镜像到误差放大器。有利地，这允许电流调整电路的成本有效的实现。