[发明专利]为集成电路提供低功率电荷泵

说明书

在一个实施例中，一种装置包括：放大器，用于将参考电压与反馈电压进行比较，并且基于比较而输出比较信号；耦合到放大器的环路电路，其中所述环路电路要接收比较信号，并且在第一操作模式下向放大器提供经调节的电压作为反馈电压，并且在第二操作模式下向放大器提供预确定反馈比点作为反馈电压；以及耦合到放大器的输出设备。输出设备可以被配置为接收供应电压和比较信号，并且至少部分地基于比较信号而在输出节点处输出经调节的电压。

背景技术

现代集成电路（IC）拥有大量的计算和其它处理能力。这样的IC的内部电路可以在不同的电压电平下操作。至少最初从芯片外源提供这样的电压。继而，集成电路包括一个或多个内部电压调节器，以将供应电压调节到所需电平。这样的调节器电路在潜在宽输入电压范围和输出电压范围内操作是个挑战，因为实现宽操作范围的灵活性限制了调节器的效率。除其它考虑之外，这样的限制尤其可能影响性能、功耗。

发明内容

在一方面，一种装置包括：放大器，用于将参考电压与反馈电压进行比较，并且基于该比较输出比较信号；耦合到放大器的环路电路，其中所述环路电路要接收比较信号，并且在第一操作模式下向放大器提供经调节的电压作为反馈电压，以及在第二操作模式下向放大器提供预确定反馈比点作为反馈电压；以及耦合到放大器的输出设备。输出设备可以被配置为接收供应电压和比较信号，并且至少部分地基于比较信号而在输出节点处输出经调节的电压。

在示例中，环路电路包括耦合到输出节点的分压器，其中在第二操作模式下，环路电路要向放大器提供预确定反馈比点，作为来自耦合在分压器的第一电阻器和第二电阻器之间的反馈节点的反馈信号。环路电路可以进一步包括耦合在输出节点和反馈节点之间的开关，其中在第一操作模式下，开关闭合以提供经调节的电压作为反馈电压。

在示例中，该装置进一步包括：耦合到放大器的电流源；以及耦合到电流源的开关，其中在第一操作模式下，开关被启用以使电流源向放大器提供升压电流，并且在第二操作模式下，开关被禁用以将电流源从放大器去耦合。该装置可以进一步包括电荷泵，用于向放大器供应电荷泵电压，该电荷泵电压不同于供应电压。环路电路可以在第一操作模式下完全闭合，而在第二操作模式下部分闭合。该装置可以进一步包括控制器，用于发送反馈控制信号，以使环路电路在第一操作模式期间向放大器提供经调节的电压作为反馈电压。该装置可以是电压调节器，用于在包括打盹操作模式的第二操作模式期间操作，其中所述控制器要在包括从正常操作模式到打盹操作模式的转变的第一操作模式期间发送反馈控制信号。

在另一方面，一种装置包括：第一低压差（LDO）调节器，用于接收供应电压并且输出第一经调节的电压；耦合在第一LDO调节器和输出节点之间的至少一个电容器，该至少一个电容器要由第一经调节的电压充电，并且向输出节点提供第二经调节的电压；耦合到所述至少一个电容器的反馈环路；以及耦合到输出节点的输出设备。反馈环路可以包括：比较器，用于在参考电压节点处接收参考电压以及在反馈电压节点处接收反馈电压，并且基于参考电压与反馈电压的比较来提供信号；以及时钟分频器，用于接收信号，并且当反馈电压小于参考电压时，使至少一个电容器耦合到输出节点。当供应电压超过第二经调节的电压至少阈值电平时，输出设备要提供第二经调节的电压，并且反馈环路要停止切换。

在示例中，输出设备包括耦合到输出节点的第一端子、接收供应电压的第二端子和接收供应电压的栅极端子。反馈环路可以进一步包括耦合在比较器的输出节点和参考电压节点之间的多个二极管连接的晶体管。反馈环路可以进一步包括耦合在比较器的输出节点和反馈电压节点之间的第二电容器。

在示例中，该装置进一步包括：第一电压调节器，用于接收第二经调节的电压并且输出至少一个第一附加经调节的电压；以及第二电压调节器，用于接收第二经调节的电压并且输出至少一个第二附加经调节的电压。第一电压调节器可以具有反馈环路，以在第一操作模式下以闭环配置操作，并且在第二操作模式下以部分闭环配置操作。