[發明專利]低噪聲電壓調節器和具有快速穩定和低功率消耗的方法

有效

• 申請號: 201210377928.2
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN103034275A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: V·V·伊萬諾夫;H·維卡塔拉曼
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: G05F1/563
• 分類號: G05F1/563
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

1.一種電壓調節器電路，其包括：

（a）差分輸入級，其包括耦合以接收參考電壓的第一輸入、耦合到所述電壓調節器電路的調節輸出導體的第二輸入和輸出；

（b）用于在調節輸出導體上產生調節輸出電壓的輸出級，包括：

1）具有耦合到第一供應電壓的第一電極和耦合到所述調節輸出導體的第二電極的瞬態上拉晶體管，具有耦合到第二供應電壓的第一電極和耦合到所述調節輸出導體的第二電極的瞬態下拉晶體管，

2）具有耦合到所述第一供應電壓的第一電極和耦合到所述調節輸出導體的第二電極的主要上拉晶體管，具有耦合到所述第二供應電壓的第一電極和耦合到所述調節輸出導體的第二電極的主要下拉晶體管，及

3）耦合在所述調節輸出導體和所述主要上拉晶體管與所述主要下拉晶體管的第二電極之間的濾波電阻器；及

（c）增益級，包括：

1）具有耦合到所述主要下拉晶體管和所述瞬態下拉晶體管的控制電極的第一電極和耦合到所述主要上拉晶體管和所述瞬態上拉晶體管的控制電極的第二電極的共源共柵晶體管，及

2）具有耦合到所述調節輸出導體的第一電極，耦合到所述差分輸入級的輸出的控制電極，及耦合到所述共源共柵晶體管的第一電極、所述主要下拉晶體管和所述瞬態下拉晶體管的控制電極的第二電極的跟隨器晶體管。

2.根據權利要求1所述的電壓調節器電路，其中所述濾波電阻器結合負載電容操作以從所述調節輸出電壓中濾波噪聲。

3.根據權利要求1所述的電壓調節器電路，其中所述差分輸入級、輸出級和增益級操作以：

1）在正常的電壓調節操作期間通過控制所述主要上拉晶體管和所述主要下拉晶體管，將所述輸出電壓調節到與所述調節輸出電壓具有預定關系的預定值，

2）根據負載電流的轉換方向，響應于在所述調節輸出導體中流動的負載電流的足夠大、快速的轉換，開啟所述瞬態上拉晶體管或所述瞬態下拉晶體管，以便促使所述調節輸出電壓的快速穩定回到所述預定值。

4.根據權利要求1所述的電壓調節器電路，其中所述晶體管是MOS（金屬氧化物半導體）晶體管，所述第一電極是源極，所述第二電極是漏極，以及所述控制電極是柵極。

5.根據權利要求4所述的電壓調節器電路，其中所述瞬態上拉晶體管、所述主要上拉晶體管和所述源極跟隨器晶體管是P-溝道晶體管，并且其中所述瞬態下拉晶體管、所述主要下拉晶體管和所述共源共柵晶體管是N-溝道晶體管。

6.根據權利要求1所述的電壓調節器電路，其中所述輸入級包括第一輸入晶體管，其具有連接到尾電流源的源極、耦合以接收參考電壓的柵極、以及耦合到第一負載晶體管的柵極和漏極與第二負載晶體管的柵極的漏極，并且還包括第二輸入晶體管，其具有耦合到所述尾電流源的源極、耦合到所述調節輸出電壓導體的柵極、以及耦合到所述第二負載晶體管的漏極和所述差分輸入級的輸出的漏極。

7.根據權利要求6所述的電壓調節器電路，其中所述第二輸入晶體管的柵極借助于電阻分壓器電路耦合到所述調節輸出導體。

8.根據權利要求6所述的電壓調節器電路，其中所述第一和第二負載晶體管的源極耦合到所述調節輸出電壓。

9.根據權利要求2所述的電壓調節器電路，其中所述濾波電阻器被集成在具有所述電壓調節器電路的集成電路芯片上。

10.根據權利要求3所述的電壓調節器電路，其中在所述負載電流的第一方向轉換期間，所述瞬態上拉晶體管的溝道電阻小于所述主要上拉晶體管的溝道電阻，并且其中在所述負載電流的第二方向轉換期間所述瞬態下拉晶體管的溝道電阻小于所述主要下拉晶體管的溝道電阻。

11.根據權利要求3所述的電壓調節器電路，其中所述預定關系由所述輸出電壓對參考電壓的預定比率表示。

12.根據權利要求1所述的電壓調節器電路，其中所述增益級包括在所述共源共柵晶體管的控制電極上產生恒定偏壓的電壓源。

13.根據權利要求6所述的電壓調節器電路，其中包括耦合在所述差分輸入級的輸出和所述第二供應電壓之間的補償電容器。