[发明专利]提供调节电压的电路及方法

说明书

本发明公开了一种提供调节电压的电路及方法，用以提供一调节电压至一具有快速改变的电流负载的目标电路。一电压调节器提供此调节电压至一输出节点。电压调节器包括一晶体管，此晶体管具有一栅极、连接至一电源供应终端的一第一终端及连接至电压调节器的输出节点的一第二终端。一电压转换产生器电容式地耦接至晶体管的栅极。当表示目标电路中发生一电流负载改变的一事件产生时，增加或减少其驱动电力。电流负载改变可以有一预期值，且电压转换具有一数值，该数值为电流负载增加或减少的预期值的函数。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，涉及一种提供调节电压的电路及方法，包括应用于快速改变负载的集成电路中的电压调节器。

背景技术

电压调节器应用于集成电路设计，以提供一供应电压至一内部电路，使其比外部电源供应更稳定。

在快速改变负载的集成电路中，电压调节器的瞬时响应可以为一限制值。若目标电路的电流负载快速改变，例如，根据电压调节器的瞬时响应顺序，被提供的调节电压可能会在转换期间突跳、过冲(overshoot)、下冲(undershoot)、或波动。而这些突跳或波动可能会限制目标电路的功能。

举例来说，一电压调节器，其中一类常见的调节器为低压降稳压器(low dropoutLDO voltage regulators)，包括连接于一外部电源供应及调节器的输出节点之间的一功率金属半导体场效应晶体管。功率金属半导体场效应晶体管的栅极被一放大器以一反馈循环驱动，用以在输出节点保持稳定电压。功率金属半导体场效应晶体管可以非常大，且有较大的栅极电容。这较大的栅极电容会增加反馈循环的时间常数，且使得典型低压降稳压器的瞬时响应与电子电路中的纳秒等级切换(nanosecond scale switching)相比，相对较为缓慢。因此，在导致目标电路产生电流负载改变的事件期间内，目标电路可能暴露于调节电压的突跳或波动，从而目标电路的功能受到影响。

因此有必要提供一种适用于集成电路的电压调节器，在目标电路的电流负载快速转换期间具有稳定的输出电压。

发明内容

本发明公开一种给一目标电路提供一调节电压的电路及方法，其中该目标电路具有快速改变的电流负载。此一电路包括一电压调节器，以提供调节电压至一输出节点。电压调节器包含有一晶体管。其中，晶体管具有一栅极、一第一终端以及一第二终端；第一终端连接于一电源供应终端；第二终端连接于电压调节器的输出节点。一电压转换产生器电容式地(capacitively)耦接至晶体管的栅极。逻辑电路耦接至电压转换产生器，在目标电路中发生表示一电流负载改变的一事件时在栅极引发一电压转换，因而增加或减少晶体管的栅极-至-源极电压，并以减少在输出电压中的波动的方式改变其驱动电力。电流负载改变可以有一预期值，以及电压转换可以有一数值，为电流负载增加或减少的预期数值的函数。

电压转换产生器可以产生与表示目标电路中的电流负载改变的多个事件同步的一步阶波形(或其他具有快速转换的波形形状)。逻辑构建来产生一正转换，通过增加栅极-至-源极电压数值，来响应目标电路中表示一电流负载增加的一事件，以及产生一负转换，通过减少栅极-至-源极电压数值，来响应目标电路中表示一电流负载减少的一事件。

因此，举例来说，集成电路可以包括，例如状态机或处理器，用以执行具有可预测模式变化(predictable mode changes)的逻辑操作，使电压调节器上的电流负载快速增加或减少。此处所述的升压电路(boosting circuit)能够在电流负载转换时，应用栅极电压调整，以在模式改变事件发生时，减少或消除调节供应电压的波动。