[發(fā)明專利]快速啟用的電源

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010149204.7
• 申請(qǐng)日: 2020-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN111697953A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翁德雷·波克;約翰·皮戈特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 恩智浦美國(guó)有限公司
• 主分類號(hào): H03K17/04
• 分類號(hào): H03K17/04
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 楊?yuàn)?/td>

用于快速啟用電源的方法包括通過(guò)第一分支傳導(dǎo)第一電流，該第一分支包括響應(yīng)于通過(guò)啟用信號(hào)啟用第一開關(guān)而與該第一開關(guān)串聯(lián)連接的第一晶體管。通過(guò)該第一晶體管的第一柵極與第一源極之間的第一電容從偏置軌道去除第一電荷。通過(guò)第二分支傳導(dǎo)第二電流，該第二分支包括響應(yīng)于通過(guò)該啟用信號(hào)啟用第二開關(guān)而與第二晶體管串聯(lián)連接的該第二開關(guān)。通過(guò)該第二晶體管的第二漏極與第二柵極之間的第二電容將第二電荷添加到該偏置軌道，其中該第一柵極和該第二柵極連接到該偏置軌道并且通過(guò)鏡像參考電壓偏置。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開大體上涉及可切換電源，且更具體地說(shuō)，涉及可以在最小化穩(wěn)定時(shí)間時(shí)快速地啟動(dòng)的電源。

背景技術(shù)

低功率集成電路(“integrated circuit，IC”)經(jīng)常使用定期地啟用和停用的電路或塊組以節(jié)省電力。例如，在以脈沖頻率調(diào)制(Pulse Frequency Modulation，PFM)模式操作的DC/DC功率轉(zhuǎn)換器中，在每個(gè)時(shí)鐘循環(huán)，電路塊在活動(dòng)狀態(tài)與非活動(dòng)狀態(tài)之間切換。一般來(lái)說(shuō)，這些電路塊包括接通或斷開的數(shù)字電路以及模擬電路，該模擬電路具有也進(jìn)行開關(guān)的電源。對(duì)于需要快速和穩(wěn)定響應(yīng)的高性能模擬電路，這些電源必須快速地接通并且在短時(shí)間段內(nèi)穩(wěn)定到穩(wěn)定值。

解決快速地啟用電源問(wèn)題的先前嘗試包括使用電流控制電路，該電流控制電路會(huì)浪費(fèi)電流并且不適合于低功率電路。另一解決方案利用閉環(huán)電路，這會(huì)減少輸出電流的穩(wěn)定時(shí)間并且在某些情況下消耗大量靜態(tài)功率。最后，另一先前解決方案使用大型電容器，該大型電容器面積大、速度慢并且通常對(duì)負(fù)載條件敏感。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種快速啟用的電源，包括：

偏置鏈，所述偏置鏈被配置成在偏置軌道上產(chǎn)生鏡像參考電壓；

第一分支，所述第一分支包括第一晶體管，所述第一晶體管具有連接到第一節(jié)點(diǎn)的第一漏極、連接到第一開關(guān)的第一源極，以及連接到所述偏置軌道的第一柵極，所述第一開關(guān)被配置成響應(yīng)于啟用信號(hào)而將所述第一源極短接到第二節(jié)點(diǎn)；

第一電容，所述第一電容處于所述第一柵極與所述第一源極之間；

第二分支，所述第二分支包括第二晶體管，所述第二晶體管具有連接到第二開關(guān)的第二漏極、連接到所述第二節(jié)點(diǎn)的第二源極，以及連接到所述偏置軌道的第二柵極，所述第二開關(guān)被配置成響應(yīng)于所述啟用信號(hào)而將所述第二漏極短接到所述第一節(jié)點(diǎn)；以及

第二電容，所述第二電容處于所述第二漏極與所述第二柵極之間，其中響應(yīng)于所述啟用信號(hào)，由所述第一電容從所述偏置軌道去除的第一電荷通過(guò)由所述第二電容添加到所述偏置軌道的第二電荷抵消。

根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，所述第一電荷等于所述第二電荷，并且所述第一晶體管的第一寬度除以所述第二晶體管的第二寬度限定最佳晶體管比率。

根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，所述最佳晶體管比率是二分之一，其中所述快速啟用的電源的所述晶體管中的每一個(gè)包括n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，所述第一開關(guān)包括n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括：連接到所述第一源極的第一開關(guān)漏極；連接到所述啟用信號(hào)的第一開關(guān)柵極，所述啟用信號(hào)被配置成啟用所述第一開關(guān)；以及連接到所述第二節(jié)點(diǎn)的第一開關(guān)源極。

根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，所述第二開關(guān)包括高壓n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括：連接到所述第一節(jié)點(diǎn)的第二開關(guān)漏極；連接到所述啟用信號(hào)的第二開關(guān)柵極，所述啟用信號(hào)被配置成啟用所述第二開關(guān)；以及連接到所述第二漏極的第二開關(guān)源極。

根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，所述偏置鏈包括偏置晶體管，所述偏置晶體管包括連接到電源的偏置漏極、連接到所述偏置漏極和所述偏置軌道的偏置柵極，以及連接到所述第二節(jié)點(diǎn)的偏置源極。