CN101324798B - 调压器及其调压方法与其应用的电压产生装置 - Google Patents

Abstract

一种调压器及其调压方法与应用此调压器的电压产生装置。本发明所揭露的调压器藉由利用第一切换单元与第二切换单元以在第一期间与第二期间分别提供运算互导放大器不同的闭路反馈路径，如此以达到让自动归零单元能够准确地存储运算互导放大器的反相输入端及非反相输入端间的输入抵补电压。

Description

调压器及其调压方法与其应用的电压产生装置

技术领域

本发明涉及一种调压器，特别涉及一种具有自动归零技术且不受其所应用的负载电路连带的负载效应影响的调压器。 

背景技术

调压器(voltage regulator)因为可以提供一个稳定的输出电压给其所应用的负载电路使用，故而广受许多模拟电路设计者的爱戴。 

图1示出了现有调压器100的电路图。请参照图1，当调压器100在运作时，运算互导放大器(Operational Transconductance Amplifier)OTA的反相输入端(-)会接收到一个输入电压V_i，同时再依据虚接地的观念可知，电阻R₁与R₂间的连接节点的电压也会等于输入电压V_i。因此，电阻R₁与PMOS晶体管P₀间的连接节点即会产生一个输出电压V_OUT。接着，再利用电容器C_L以稳定此输出电压V_OUT后以提供给负载电路101使用。其中，上述的输出电压V_OUT的电压值即为上述输入电压V_i的电压值乘上(1+R₁/R₂)的倍数，而R₁、R₂分别为电阻R₁与R₂的电阻值，且(1+R₁/R₂)的倍数为运算互导放大器OTA的闭路增益。 

依理论上而言，调压器100应该会提供一个稳定的输出电压V_OUT给其所应用的负载电路101使用，但是因为运算互导放大器OTA内的差动输入电路(未示出)的不匹配，故而会在运算互导放大器OTA的反相输入端(-)及非反相输入端(+)间产生一个输入抵补电压(input offset voltage)V_OS，由此便会造成电阻R₁与R₂间的连接节点的电压并不会等于输入电压V_i，而是输入电压V_i累加输入抵补电压V_OS的电压值，所以会导致调压器100所提供的输出电压V_OUT会产生些微的误差而提供给负载电路101使用，而如此现象并不是所有模拟电路设计者所欲看到的状况。 

因此，为了要解决运算互导放大器OTA内的差动输入电路不匹配所造成调压器100所提供的输出电压V_OUT不精确的问题。该技术领域的研发人员便提出一种自动归零的技术以解决此类问题。

图2示出了在现有调压器100中加入自动归零技术的调压器200的电路图。请参照图2，调压器200大部分的电路架构皆与调压器100相同，而最大不同处为调压器200内具有一个自动归零单元201，此自动归零单元201会在第一期间致使开关SW1与SW3同时导通，并将开关SW2截止，如此自动归零单元201的电容器C_S上就会存储一个与运算互导放大器OTA的反相输入端(-)及非反相输入端(+)间的输入抵补电压V_OS相同电压极性且电压值相同的补偿电压。 

紧接着，自动归零单元201会在第二期间致使开关SW1与SW3同时截止，并将开关SW2导通，如此在第一期间存储在电容器C_S上的补偿电压便会与运算互导放大器OTA的反相输入端(-)及非反相输入端(+)间的输入抵补电压V_OS进行消抵，故而在电阻R₁与R₂间的连接节点的电压就会等于输入电压V_i，所以调压器100所提供的输出电压V_OUT即不会产生误差，并且能够精确地提供给负载电路101使用。 

依理论上而言，图2所揭露的自动归零单元201确实可以解决运算互导放大器OTA内的差动输入电路不匹配所造成调压器100所提供的输出电压V_OUT不精确的问题，但是在此值得一提的是，自动归零单元201尚未考虑负载电路101连带的负载效应，故若把负载电路101连带的负载效应考虑进去的话，自动归零单元201的电容器C_S在第一期间所存储的补偿电压就不会是运算互导放大器OTA的反相输入端(-)及非反相输入端(+)间的输入抵补电压V_OS。 

上述段落导致的原因是在于：当负载电路101的负载电流瞬间发生变化时，此类变化的情形便会依循运算互导放大器OTA的闭路反馈路径而反馈至运算互导放大器OTA的非反相输入端(+)，如此便会造成自动归零单元201的电容器C_S在第一期间所存储的补偿电压并非为运算互导放大器OTA的反相输入端(-)及非反相输入端(+)间的输入抵补电压V_OS，以至于自动归零单元201在第二期间时，在第一期间存储在电容器C_S上的补偿电压便不能与运算互导放大器OTA的反相输入端(-)及非反相输入端(+)间的输入抵补电压V_OS产生完全的消抵，所以还是会造成调压器100所提供的输出电压V_OUT不精确的问题。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是提供一种调压器及其调压方法，其藉由利用第一切换单元与第二切换单元以在第一期间与第二期间分别提供运算互导 放大器不同的闭路反馈路径，如此以达到让自动归零单元能够准确地存储运算互导放大器的反相输入端及非反相输入端间的输入抵补电压。 

本发明的另一目的就是提供一种具有上述本发明所提出的调压器及其调压方法的电压产生装置。 

基于上述及其它目的，本发明提供一种调压器，其包括运算互导放大器、自动归零单元、反馈单元、第一切换单元，以及第二切换单元。其中，运算互导放大器具有反相输入端、非反相输入端、第一输出端及第二输出端，而此反相输入端与非反相输入端间具有一个输入抵补电压。自动归零单元具有第一输入端、第三输出端及第四输出端，其第一输入端用于接收一个输入电压、其第三输出端耦接运算互导放大器的反相输入端，而其第四输出端耦接运算互导放大器的非反相输入端。此自动归零单元用于在第一期间检测运算互导放大器的反相输入端与非反相输入端间的输入抵补电压，并据以产生与此输入抵补电压的电压极性相同且电压值相同的补偿电压，且在第二期间将此补偿电压与运算互导放大器的反相输入端与非反相输入端间的输入抵补电压进行消抵。 

反馈单元具有第一反馈端及第二反馈端，其第一反馈端耦接运算互导放大器的非反相输入端，且此反馈单元用于决定运算互导放大器的闭路增益。第一切换单元具有第二输入端及第五输出端，其第二输入端耦接运算互导放大器的第一输出端，且此第一切换单元用于在第一期间致使第一切换单元的第五输出端耦接至反馈单元的第二反馈端。第二切换单元具有第三输入端、第六输出端及第七输出端，其第三输入端耦接运算互导放大器的第二输出端，且此第二切换单元用于在第二期间致使第二切换单元的第六输出端耦接至反馈单元的第二反馈端，并且利用其第七输出端输出一个输出电压给一个负载电路使用，其中，此输出电压为上述的输入电压乘上反馈单元所决定的闭路增益，且该负载电路的负载电流具有瞬间变化的特性。 

在本发明的一实施例中，调压器更包括第一储能元件，此第一储能元件的第一端耦接第二切换单元的第七输出端，而第一储能元件的第二端则耦接至一个参考电平。 

在本发明的一实施例中，自动归零单元包括第一开关、第二开关、第三开关，以及第二储能元件。其中，第一开关的第1端用于当作自动归零单元的第一输入端，来用于接收上述的输入电压，而第一开关的第二端则用于当 作自动归零单元的第三输出端，并且耦接至运算互导放大器的反相输入端。第二开关的第一端耦接第一开关的第一端，第二开关的第二端则耦接第三开关的第1端，而第三开关的第二端则用于当作自动归零单元的第四输出端，并耦接至运算互导放大器的非反相输入端。第二储能元件的第一端耦接第一开关的第二端，而第二储能元件的第二端则耦接第二开关的第二端。其中，上述第一开关与第三开关在第一期间时导通，并在第二期间截止，而上述第二开关则在第一期间时截止，并在第二期间导通。 

在本发明的一实施例中，第一切换单元包括第一晶体管与第四开关。其中，第一晶体管的源极耦接系统电压，而第一晶体管的栅极用于当作第一切换单元的第二输入端，并且耦接运算互导放大器的第一输出端。第四开关的第一端耦接第一晶体管的漏极，而第四开关的第二端则用于当作第一切换单元的第五输出端，并且耦接至反馈单元的第二反馈端。其中，此第四开关在第一期间时导通，并在第二期间截止，且此第一晶体管为PMOS晶体管。 

在本发明的一实施例中，当第一晶体管为PMOS晶体管时，反馈单元则包括第一电阻与第二电阻。其中，第一电阻的第一端用于当作反馈单元的第一反馈端，并且耦接至运算互导放大器的非反相输入端，而第一电阻的第二端则用于当作反馈单元的第二反馈端，并且耦接至第四开关的第二端。第二电阻的第一端耦接第一电阻的第一端，而第二电阻的第二端则耦接上述的参考电平。 

在本发明的一实施例中，第一切换单元包括第四开关与第一晶体管。其中，第四开关的第一端用于当作第一切换单元的第五输出端，并且耦接至反馈单元的第二反馈端。第一晶体管的漏极耦接第四开关的第二端，第一晶体管的栅极用于当作第一切换单元的第二输入端，并且耦接运算互导放大器的第一输出端，而第一晶体管的源极则耦接至上述的参考电平。其中，第四开关在第一期间时导通，并在第二期间截止，且此第一晶体管为NMOS晶体管。 

在本发明的一实施例中，当第一晶体管为NMOS晶体管时，反馈单元则包括第一电阻与第二电阻。其中，第一电阻的第一端耦接系统电压，而第一电阻的第二端则用于当作反馈单元的第一反馈端，并且耦接至运算互导放大器的非反相输入端。第二电阻的第一端耦接第一电阻的第二端，而第二电阻的第二端则用于当作反馈单元的第二反馈端，并且耦接至第四开关的第一端。 

在本发明的一实施例中，第二切换单元包括第二晶体管与第五开关。其 中，第二晶体管的源极耦接系统电压，而第二晶体管的栅极用于当作第二切换单元的第三输入端，并且耦接运算互导放大器的第二输出端。第五开关的第一端用于当作第二切换单元的第七输出端，并且耦接第二晶体管的漏极，而第五开关的第二端则用于当作第六输出端并耦接至反馈单元的第二反馈端。其中，第五开关在第一期间时截止，并在第二期间导通，且第二晶体管为PMOS晶体管。 

在本发明的一实施例中，当第二晶体管为PMOS晶体管时，反馈单元则包括第一电阻与第二电阻。其中，第一电阻的第一端用于当作反馈单元的第一反馈端，并且耦接至运算互导放大器的非反相输入端，而第一电阻的第二端则用于当作反馈单元的第二反馈端，并且耦接至第五开关的第二端。第二电阻的第一端耦接第一电阻的第一端，而第二电阻的第二端则耦接上述的参考电平。 

在本发明的一实施例中，第二切换单元包括第五开关与第二晶体管。其中，第五开关的第一端用于当作第二切换单元的第六输出端并耦接至反馈单元的第二反馈端。第二晶体管的漏极用于当作第二切换单元的第七输出端，并且耦接第五开关的第二端，第二晶体管的栅极用于当作第二切换单元的第三输入端，并且耦接运算互导放大器的第二输出端，而第二晶体管的源极则耦接至上述的参考电平。其中，此第五开关在第一期间时截止，并在第二期间导通，且第二晶体管为NMOS晶体管。 

在本发明的一实施例中，当第二晶体管为NMOS晶体管时，反馈单元则包括第一电阻与第二电阻。其中，第一电阻的第一端耦接系统电压，而第一电阻的第二端则用于当作反馈单元的第一反馈端，并且耦接至运算互导放大器的非反相输入端。第二电阻的第一端耦接第一电阻的第二端，而第二电阻的第二端则用于当作反馈单元的第二反馈端，并且耦接至第五开关的第一端。 

从另一观点来看，本发明提供一种调压方法，其适用于如上述本发明的调压器，而此调压方法包括下列步骤：首先，在第一期间，利用第二切换单元隔离上述输出电压反馈至运算互导放大器的非反相输入端，而同时间再利用第一切换单元致使运算互导放大器与反馈单元形成一个完整闭路后，以便于自动归零单元能准确地检测运算互导放大器的反相输入端与非反相输入端间的输入抵补电压，并且能据以产生上述的补偿电压。接着，在第二期间，利用自动归零单元将其在第一期间所产生的补偿电压与运算互导放大器的反相输入端与非反相输入端间的输入抵补电压进行消抵，并同时间将第一切换单元的第五输出端与反馈单元的第二反馈端隔离后，再利用第二切换单元致使运算互导放大器与反馈单元形成一个完整闭路，以便于在第二切换单元的第七输出端上能准确地产生上述的输出电压。 

再从另一观点来看，本发明提供一种具有本发明的调压器的电压产生装置，而此电压产生装置包括应用在液晶显示器的伽马电压产生装置与共享电压产生装置。其中，伽马电压产生装置包括一个分压模块，其耦接于第一基准电压与第二基准电压之间，此分压模块用于依据第一基准电压与第二基准电压间的电位差以进行分压后而产生多数个伽马电压，其中，此第一基准电压与第二基准电压是由本发明的调压器分别所提供的。 

共享电压产生装置包括两个本发明的调压器与两个开关。这两个调压器用于分别提供第一共享电压与第二共享电压，且这两个开关其中之一在液晶显示器的液晶显示面板的第一反转期间导通，并同时提供第一共享电压给液晶显示面板内的多数个像素使用，而另一个开关则在液晶显示面板的第二反转期间导通，并同时提供第二共享电压给上述多数个像素使用。 

本发明所提供的调压器及其调压方法，其因为在第一期间利用第二切换单元隔离调压器提供至负载电路使用的输出电压与运算互导放大器的闭路反馈路径，并同时间利用第一切换单元以致使运算互导放大器与反馈单元形成一个完整的闭路后，而让自动归零单元能够不受负载电路的负载电流瞬间发生变化的影响，以准确的检测运算互导放大器的反相输入端与非反相输入端间的输入抵补电压，并据以产生补偿电压。接着，在第二期间利用自动归零单元于第一期间所产生的补偿电压与运算互导放大器的反相输入端与非反相输入端间的输入抵补电压进行消抵，且同时间将第一切换单元与反馈单元隔离后，再利用第二切换单元致使运算互导放大器与反馈单元形成一个完整闭路，以便于调压器能准确地产生一个输出电压给负载电路使用。 

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。 

附图说明

图1示出了现有调压器100的电路图。 

图2示出了在现有调压器100中加入自动归零技术的调压器200的电路图。 

图3示出了本发明一实施例的调压器300的方块图。 

图4-图17示出了本实施例调压器300所采用的运算互导大器301内部的电路图。 

图18示出了本实施例调压器300内部的电路图。 

图19示出了本实施例的调压器300的调压方法的流程图。 

图20示出了本发明另一实施例的调压器300的电路图。 

图21示出了应用调压器300的伽马电压产生装置2100。 

图22示出了应用调压器300的共享电压产生装置2200。 

附图符号说明 

100、200、300：调压器 

101、311：负载电路 

OTA、301：运算互导放大器 

R₁：电阻、第一电阻 

R₂：电阻、第二电阻 

R₁-R_N+1：电阻 

P₀-P₉、P_f、P_S：PMOS晶体管 

N₀-N₉、N_f、N_S：NMOS晶体管 

C_L：电容器、第一储能元件 

V_i：输入电压 

V_OUT：输出电压 

V_OS：输入抵补电压 

201、303：自动归零单元 

SW1、SW2、SW3、S_S、S_f、S_V1、S_V2：开关 

C_S：电容器、第二储能元件 

V_DD：系统电压 

305：反馈单元 

307：第一切换单元 

309：第二切换单元 

V_i1：运算互导放大器的反相输入端 

V_i2：运算互导放器的非反相输入端

V_O1：运算互导放大器的第一输出端 

V_O2：运算互导放大器的第二输出端 

303a：自动归零单元的第一输入端 

303b：自动归零单元的第三输出端 

303c：自动归零单元的第四输出端 

305a：反馈单元的第一反馈端 

305b：反馈单元的第二反馈端 

307a：第一切换单元的第二输入端 

307b：第一切换单元的第五输出端 

309a：第二切换单元的第三输入端 

309b：第二切换单元的第六输出端 

309c：第二切换单元的第七输出端 

V_b、V_bp、V_bn、V_bp1、V_bp2、V_bn1、V_bn2：偏压 

I_b、I_bn、I_bp：定电流 

S₁：第一开关 

S₂：第二开关 

S₃：第三开关 

S₄：第四开关 

S₅：第五开关 

2100：伽马电压产生装置 

V_OUT1：第一基准电压 

V_OUT2：第二基准电压 

V₁-V_N：伽马电压 

2200：共享电压产生装置 

Vcoml：第一共享电压 

Vcom2：第二共享电压 

S1901-S1902：本发明一实施例的调压器的调压方法的流程图各步骤。 

具体实施方式

本发明所欲达成的技术功效是为使调压器不受其所应用的负载电路的负载电流发生瞬间变化的影响，并能将其所提供的输出电压准确地提供给其所 应用的负载电路使用。而以下内容将针对本案的技术特征与所欲达成的功效做一详加描述，以提供给该发明相关领域的技术人员参详。 

图3示出了本发明一实施例的调压器300的方块图。请参照图3，调压器300包括运算互导放大器301、自动归零单元303、反馈单元305、第一切换单元307、第二切换单元309，以及第一储能元件C_L。在本实施例中，运算互导放大器301具有反相输入端(-)V_i1、非反相输入端(+)V_i2、第一输出端V_O1及第二输出端V_O2，其中，反相输入端V_i1与非反相输入端V_i2间存在一个输入抵补电压(input offset voltage，V_OS)，而其形成原因隶属该发明领域具有通常知识者应当可熟识，故在此并不再加以赘述之，且图4-图17示出了本实施例所采用的运算互导大器301内部的电路图，但在此先不对其多做解释，容后再详加描述。 

自动归零单元303具有第一输入端303a、第三输出端303b及第四输出端303c，其中，第一输入端303a用于接收一个输入电压V_i、第三输出端303b耦接运算互导放大器301的反相输入端V_i1，而第四输出端303c耦接运算互导放大器301的非反相输入端V_i2。自动归零单元303用于在第一期间检测运算互导放大器301的反相输入端V_i1与非反相输入端V_i2间的输入抵补电压，并据以产生与此输入抵补电压的电压极性相同且电压值相同的补偿电压，且在第二期间将此补偿电压与运算互导放大器301的反相输入端V_i1与非反相输入端V_i2间的输入抵补电压进行消抵。 

反馈单元305具有第一反馈端305a及第二反馈端305b，其中，第一反馈端305a耦接运算互导放大器301的非反相输入端V_i2，且此反馈单元305用于决定运算互导放大器301的闭路增益(close loop gain)。第一切换单元307具有第二输入端307a及第五输出端307b，其中，第二输入端307a耦接运算互导放大器301的第一输出端V_O1，且此第一切换单元307用于在第一期间致使第一切换单元307的第五输出端307b耦接至反馈单元305的第二反馈端305b。 

第二切换单元309具有第三输入端309a、第六输出端309b及第七输出端309c，其中第三输入端309a耦接运算互导放大器301的第二输出端V_O2，且此第二切换单元309用于在第二期间致使第二切换单元309的第六输出端309b耦接至反馈单元305的第二反馈端305b，并且利用第七输出端309c输出一个输出电压V_OUT给一个负载电路311使用，其中，此输出电压V_OUT为输入 电压V_i乘上反馈单元305所决定的闭路增益，且此负载电路311的负载电流具有瞬间变化的特性。第一存储元件C_L可利用电容器来实行之，且此第一存储元件C_L用于致使输出电压V_OUT较为稳定后再提供给负载电路311使用。 

图18示出了本实施例调压器300内部的电路图。请合并参照图1-图18，其中调压器300内部的运算互导放大器301先行以图4所揭露的运算互导放大器301来做举例。在本实施例中，运算互导放大器301内部的电路架构隶属该发明领域具有通常知识者所应当熟识，故在此并不再加以赘述之。然而，值得一提的是，运算互导放大器301内部的开关S_f与S_S分别在第一期间与第二期间时导通。 

自动归零单元303包括第一开关S₁、第二开关S₂、第三开关S₃，以及第二储能元件C_S。其中，第一开关S₁的第一端用于当作自动归零单元303的第一输入端303a，来用于接收输入电压V_i，而第一开关S₁的第二端则用于当作自动归零单元303的第三输出端303b，并且耦接至运算互导放大器301的反相输入端V_i1。第二开关S₂的第一端耦接第一开关S₁的第一端，第二开关S₂的第二端则耦接第三开关S₃的第1端，而第三开关S₃的第二端则用于当作自动归零单元303的第四输出端303c，并耦接至运算互导放大器301的非反相输入端V_i2。第二储能元件C_S的第一端耦接第一开关S₁的第二端，而第二储能元件C_S的第二端则耦接第二开关S₂的第二端。其中，第一开关S₁与第三开关S₃在第一期间时导通，并在第二期间截止，而上述第二开关S₂则在第一期间时截止，并在第二期间导通，且此第二储能元件C_S亦可利用电容器来实行之。 

反馈单元305包括第一电阻R₁与第二电阻R₂。其中，第一电阻R₁的第一端用于当作反馈单元305的第一反馈端305a，并且耦接至运算互导放大器301的非反相输入端V_i2，而第一电阻R₁的第二端则用于当作反馈单元305的第二反馈端305b，并且耦接至第一切换单元307的第五输出端307b与第二切换单元309的第六输出端309b。第二电阻R₂的第一端耦接第一电阻R₁的第一端，而第二电阻R₂的第二端则耦接一个参考电平(例如为接地电位)。 

第一切换单元307包括第一晶体管P_f与第四开关S₄。其中，第一晶体管P_f的源极耦接系统电压V_DD，而第一晶体管P_f的栅极用于当作第一切换单元307的第二输入端307a，并且耦接运算互导放大器301的第一输出端V_O1。第四开关S₄的第一端耦接第一晶体管P_f的漏极，而第四开关S₄的第二端则用于当作第一切换单元307的第五输出端307b。其中，此第四开关S₄在第一期间时导 通，并在第二期间截止，且此第一晶体管P_f为PMOS晶体管。 

第二切换单元309包括第二晶体管P_S与第五开关S₅。其中，第二晶体管P_S的源极耦接系统电压V_DD，而第二晶体管P_S的栅极用于当作第二切换单元309的第三输入端309a，并且耦接运算互导放大器301的第二输出端V_O2。第五开关S₅的第一端用于当作第二切换单元309的第七输出端309c，并且耦接第二晶体管P_S的漏极，而第五开关S₅的第二端则用于当作第六输出端309b。其中，第五开关S₅在第一期间时截止，并在第二期间导通，且第二晶体管P_S为PMOS晶体管。 

而为了要更清楚地说明本实施例的调压器300的运作原理，以下将举出一种调压方法来搭配说明给该发明相关领域的技术人员参详。图19示出了本实施例的调压器300的调压方法的流程图。请合并参照图3、图18及图19，本实施例的调压器300的调压方法包括下列步骤：首先，如步骤S1901所述，在第一期间，利用第二切换单元309隔离上述的输出电压V_OUT反馈至运算互导放大器301的非反相输入端V_i2，而同时间再利用第一切换单元307致使运算互导放大器301与反馈单元305形成一个完整闭路后，以便在自动归零单元303能准确地检测运算互导放大器301的反相输入端V_i1与非反相输入端V_i2间的输入抵补电压(Vos)，并且能据以产生上述的补偿电压。 

为了要达到步骤S1901中所述的结果，在第一期间时，运算互导放大器301内部的开关S_f、自动归零单元303中的第一开关S₁与第三开关S₃，以及第一切换单元307中的第四开关S₄必需导通，而运算互导放大器301内部的开关S_S、自动归零单元303中的第二开关S₂，以及第二切换单元309中的第五开关S₅必需截止，故当负载电路311的负载电流瞬间发生变化时，此类变化的情形便不会依循运算互导放大器301的闭路反馈路径而反馈至运算互导放大器301的反相输入端V_i2。如此，自动归零单元303的第二储能元件C_S在第一期间即会存储一个与运算互导放大器301的反相输入端V_i1及非反相输入端V_i2间的输入抵补电压(V_OS)的电压同极性且电压值相同的补偿电压。 

接着，如步骤S1902所述，在第二期间，利用自动归零单元303将其在第一期间所产生的补偿电压与运算互导放大器301的反相输入端V_i1与非反相输入端V_i2间的输入抵补电压进行消抵，并同时间将第一切换单元307的第五输出端307b与反馈单元305的第二反馈端305b隔离后，再利用第二切换单元309致使运算互导放大器301与反馈单元305形成一个完整闭路，以便于 在第二切换单元309的第七输出端309c上能准确地产生上述的输出电压V_OUT。 

为了要达到步骤S1902中所述的结果，在第二期间时，运算互导放大器301内部的开关S_f、自动归零单元303中的第一开关S₁与第三开关S₃，以及第一切换单元307中的第四开关S₄必需截止，而运算互导放大器301内部的开关S_S、自动归零单元303中的第二开关S₂，以及第二切换单元309中的第五开关S₅必需导通。 

故因为此时自动归零单元303的第二储能元件C_S在第一期间所存储的补偿电压即与运算互导放大器301的反相输入端V_i1及非反相输入端V_i2间的输入抵补电压的电压极性相同且电压值相同，所以就算负载电路311的负载电流瞬间发生变化，而此类变化的情形亦依循运算互导放大器301的闭路反馈路径而反馈至运算互导放大器301的反相输入端V_i2时，此时自动归零单元303的第二储能元件C_S在第一期间所存储的补偿电压亦可完全消抵运算互导放大器301的反相输入端V_i1及非反相输入端V_i2间的输入抵补电压，所以在第二切换单元309的第七输出端309c上所产生的输出电压V_OUT即为上述输入电压V_i的电压值乘上(1+R₁/R₂)的倍数，而R₁、R₂分别为电阻R₁与R₂的电阻值，且(1+R₁/R₂)的倍数为运算互导放大器301的闭路增益。 

藉此，调压器300就可不受其所应用的负载电路311的负载电流发生瞬间变化的影响，并能将其所提供的输出电压V_OUT准确地提供给其所应用的负载电路311使用。而更值得一提的是，图18中所揭露的调压器300的运算互导放大器301是以图4所揭露的运算互导放大器301来做举例，但本实施例并不局限于此，也就是说，调压器300的运算互导放大器301可以应用图5-图17的任一运算互导放大器301来实现，且只要设定在第一期间时将其开关S_f导通，并在第二期间时将开关S_S导通即可。 

除此之外，上述第一切换单元307与第二切换单元309内的第四开关S₄与第五开关S₅是以PMOS晶体管来实现的，但本发明并不局限于此，也就是说，使用者可依实际设计需求，而将第一切换单元307与第二切换单元309内的第四开关S₄与第五开关S₅利用NMOS晶体管来实现。以下将举出第一切换单元307与第二切换单元309内的第四开关S₄与第五开关S₅利用NMOS晶体管实现时的调压器300。 

图20示出了本发明另一实施例的调压器300的电路图。请合并参照图18及图20，其中第一切换单元307，以及第二切换单元309内的第四开关S₄ 与第五开关S₅是利用NMOS晶体管来实现的，故基于此条件下，第一切换单元307包括第四开关S₄与第一晶体管N_f。其中，第四开关S₄的第一端用于当作第一切换单元307的第五输出端307b，并且耦接至反馈单元305的第二反馈端305b。第一晶体管N_f的漏极耦接第四开关S₄的第二端，第一晶体管N_f的栅极用于当作第一切换单元307的第二输入端307a，并且耦接运算互导放大器301的第一输出端V_O1，而第一晶体管N_f的源极则耦接至上述的参考电平。其中，第四开关S₄同样在第一期间时导通，并在第二期间截止。 

第二切换单元309包括第五开关S₅与第二晶体管N_S。其中，第五开关S₅的第一端用于当作第二切换单元309的第六输出端309b，并耦接至反馈单元305的第二反馈端305b。第二晶体管N_S的漏极用于当作第二切换单元309的第七输出端309c，并且耦接第五开关S₅的第二端，第二晶体管N_S的栅极用于当作第二切换单元309的第三输入端309a，并且耦接运算互导放大器301的第二输出端V_O2，而第二晶体管N_S的源极则耦接至上述的参考电平。其中，此第五开关S₅同样在第一期间时截止，并在第二期间导通。 

如此，当第一晶体管N_f与第二晶体管N_S为NMOS晶体管时，反馈单元305则包括第一电阻R₁与第二电阻R₂。其中，第一电阻R₁的第一端耦接系统电压V_DD，而第一电阻R₁的第二端则用于当作反馈单元305的第一反馈端305a，并且耦接至运算互导放大器301的非反相输入端V_i2。第二电阻R₂的第一端耦接第一电阻R₁的第二端，而第二电阻R₂的第二端则用于当作反馈单元305的第二反馈端305b。 

图20所揭露的调压器300虽然其第一切换单元307与第二切换单元309中的第四开关S₄与第五开关S₅是以NMOS晶体管来实现的，但是其整体的运作方式与图18所揭露的调压器300皆相同，故在此并不再加以赘述之。 

依据上述实施例可知，调压器300可以不受其所应用的负载电路311的负载电流发生瞬间变化的影响，并能将其所提供的输出电压V_OUT准确地提供给其所应用的负载电路311使用。也亦因如此，故本实施例的调压器300可以应用在极需要接收稳定输出电压的应用装置上，而以下内容将再举出两个应用实施方式，给该发明相关领域的技术人员参详。 

依据本发明所欲阐述的技术精神，在本发明的一实施例中揭露一种具有调压器300的电压产生装置，其中，此电压产生装置包括例如应用在液晶显示器的伽马电压产生装置与共享电压产生装置。图21示出了应用调压器300 的伽马电压产生装置2100。请合并参照图18、图20及图21，伽马电压产生装置2100包括分压模块2101，其耦接于第一基准电压V_OUT1与第二基准电压V_OUT2之间，此分压模块2101用于依据第一基准电压V_OUT1与第二基准电压V_OUT2间的电位差以进行分压后而产生多数个伽马电压V₁-V_N，其中，分压模块2101内具有多数个电阻R₁-R_N+1以串接的方式耦接于第一基准电压V_OUT1与第二基准电压V_OUT2之间，且第一基准电压V_OUT1与第二基准电压V_OUT2是由两个调压器300各别所提供。 

接下来，图22示出了应用调压器300的共享电压产生装置2200。请合并参照图18、图20及图22，共享电压产生装置2200包括两个调压器300与开关S_V1与S_V2，其中，这两个调压器300用于各别提供第一共享电压Vcoml与第二共享电压Vcom2，且开关S_V1在液晶显示器(未示出)的液晶显示面板(未示出)的第一反转期间导通，并同时提供第一共享电压Vcoml给液晶显示面板内的多数个像素(未示出)使用，而开关S_V2则在液晶显示面板的第二反转期间导通，并同时提供第二共享电压Vcom2给液晶显示面板内的多数个像素使用。 

然而，上述所例举的这两种电压产生装置并不代表着本发明所提出的调压器300只能限用于此，更简单来说，只要有任何应用装置需要接收极为稳定的输出电压的需求时，本发明所提出的调压器300就适用。 

综上所述，本发明为提供一种调压器及其调压方法，且依据上述实施例的描述可知，本发明所揭露的调压器不但不会受其所应用的负载电路的负载电流发生瞬间变化的影响，且更能将其所提供的输出电压准确地提供给其所应用的负载电路使用。另外，只要有任何应用装置需要接收极为稳定的输出电压的需求时，本发明所提出的调压器皆可运用在其中。 

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用于限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视本发明的申请专利范围所界定者为准。

Claims (20)

1.一种调压器，包括：

一运算互导放大器，具有一反相输入端、一非反相输入端、一第一输出端及一第二输出端，其中，该反相输入端与该非反相输入端间具有一输入抵补电压；

一自动归零单元，具有一第一输入端、一第三输出端及一第四输出端，其中，该第一输入端用于接收一输入电压，该第三输出端耦接该反相输入端，该第四输出端耦接该非反相输入端，该自动归零单元用于在一第一期间检测该输入抵补电压，并据以产生与该输入抵补电压的电压极性相同且电压值相同的一补偿电压，且在一第二期间将该补偿电压与该输入抵补电压进行消抵；

一反馈单元，具有一第一反馈端及一第二反馈端，其中，该第一反馈端耦接该非反相输入端，该反馈单元用于决定该运算互导放大器的一闭路增益；

一第一切换单元，具有一第二输入端及一第五输出端，其中，该第二输入端耦接该第一输出端，该第一切换单元用于在该第一期间致使该第五输出端耦接至该第二反馈端；以及

一第二切换单元，具有一第三输入端、一第六输出端及一第七输出端，其中，该第三输入端耦接该第二输出端，该第二切换单元用于在该第二期间致使该第六输出端耦接至该第二反馈端，并利用该第七输出端输出一输出电压给一负载电路使用，而该输出电压为该输入电压乘上该闭路增益，且该负载电路的一负载电流具有瞬间变化的特性。

2.如权利要求1所述的调压器，更包括一第一储能元件，该第一储能元件的一第一端耦接该第七输出端，而该第一储能元件的一第二端则耦接至一参考电平。

3.如权利要求1所述的调压器，其中，该自动归零单元包括：

一第一开关，该第一开关的一第一端用于当作该第一输入端以接收该输入电压，而该第一开关的一第二端则用于当作该第三输出端并耦接至该反相输入端；

一第二开关，该第二开关的一第一端耦接该第一开关的该第一端；

一第三开关，该第三开关的一第一端耦接该第二开关的一第二端，而该第三开关的一第二端则用于当作该第四输出端并耦接至该非反相输入端；以及

一第二储能元件，该第二储能元件的一第一端耦接该第一开关的该第二端，而该二储能元件的一第二端则耦接该第二开关的该第二端，

其中，该第一开关与该第三开关在该第一期间时导通，并在该第二期间截止，而该第二开关则在该第一期间时截止，并在该第二期间导通。

4.如权利要求1所述的调压器，其中，该第一切换单元包括：

一第一晶体管，该第一晶体管的一源极耦接一系统电压，而该第一晶体管的一栅极用于当作该第二输入端并耦接该第一输出端；以及

一第四开关，该第四开关的一第一端耦接该第一晶体管的一漏极，而该第四开关的一第二端则用于当作该第五输出端并耦接至该第二反馈端，

其中，该第四开关在该第一期间时导通，并在该第二期间截止。

5.如权利要求4所述的调压器，其中，该第一晶体管为一PMOS晶体管。

6.如权利要求4所述的调压器，其中，该反馈单元包括：

一第一电阻，该第一电阻的一第一端用于当作该第一反馈端并耦接至该非反相输入端，而该第一电阻的一第二端则用于当作该第二反馈端并耦接至该第四开关的该第二端；以及

一第二电阻，该第二电阻的一第一端耦接该第一电阻的该第一端，而该第二电阻的一第二端则耦接一参考电平。

7.如权利要求1所述的调压器，其中，该第一切换单元包括：

一第四开关，该第四开关的一第一端用于当作该第五输出端并耦接至该第二反馈端；以及

一第一晶体管，该第一晶体管的一漏极耦接该第四开关的一第二端，该第一晶体管的一栅极用于当作该第二输入端并耦接该第一输出端，而该第一晶体管的一源极则耦接至一参考电平，

其中，该第四开关在该第一期间时导通，并在该第二期间截止。

8.如权利要求7所述的调压器，其中，该第一晶体管为一NMOS晶体管。

9.如权利要求7所述的调压器，其中，该反馈单元包括：

一第一电阻，该第一电阻的一第一端耦接一系统电压，而该第一电阻的一第二端则用于当作该第一反馈端并耦接至该非反相输入端；以及

一第二电阻，该第二电阻的一第一端耦接该第一电阻的该第二端，而该第二电阻的一第二端则用于当作该第二反馈端并耦接至该第四开关的该第一端。

10.如权利要求1所述的调压器，其中，该第二切换单元包括：

一第二晶体管，该第二晶体管的一源极耦接一系统电压，而该第二晶体管的一栅极用于当作该第三输入端并耦接该第二输出端；以及

一第五开关，该第五开关的一第一端用于当作该第七输出端并耦接该第二晶体管的一漏极，而该第五开关的一第二端则用于当作该第六输出端并耦接至该第二反馈端，

其中，该第五开关在该第一期间时截止，并在该第二期间导通。

11.如权利要求10所述的调压器，其中，该第二晶体管为一PMOS晶体管。

12.如权利要求10所述的调压器，其中，该反馈单元包括：

一第一电阻，该第一电阻的一第一端用于当作该第一反馈端并耦接至该非反相输入端，而该第一电阻的一第二端则用于当作该第二反馈端并耦接至该第五开关的该第二端；以及

一第二电阻，该第二电阻的一第一端耦接该第一电阻的该第一端，而该第二电阻的一第二端则耦接一参考电平。

13.如权利要求1所述的调压器，其中，该第二切换单元包括：

一第五开关，该第五开关的一第一端用于当作该第六输出端并耦接至该第二反馈端；以及

一第二晶体管，该第二晶体管的一漏极用于当作该第七输出端并耦接该第五开关的一第二端，该第二晶体管的一栅极用于当作该第三输入端并耦接该第二输出端，而该第二晶体管的一源极则耦接至一参考电平，

其中，该第五开关在该第一期间时截止，并在该第二期间导通。

14.如权利要求13所述的调压器，其中，该第二晶体管为一NMOS晶体管。

15.如权利要求13所述的调压器，其中，该反馈单元包括：

一第一电阻，该第一电阻的一第一端耦接一系统电压，而该第一电阻的一第二端则用于当作该第一反馈端并耦接至该非反相输入端；以及

一第二电阻，该第二电阻的一第一端耦接该第一电阻的该第二端，而该第二电阻的一第二端则用于当作该第二反馈端并耦接该第五开关的该第一端。

16.一种调压方法，适用于如权利要求1所述的调压器，而该调压方法包括下列步骤：

在该第一期间，利用该第二切换单元隔离该输出电压反馈至该运算互导放大器的该非反相输入端，而同时间利用该第一切换单元致使该运算互导放大器与该反馈单元形成一完整闭路后，以便于该自动归零单元准确地检测该输入抵补电压，并据以产生该补偿电压；以及

在该第二期间，利用该自动归零单元将其于第一期间所产生的该补偿电压与该输入抵补电压进行消抵，并同时间将该第一切换单元的该第五输出端与该反馈单元的该第二反馈端隔离后，利用该第二切换单元致使该运算互导放大器与该反馈单元形成该完整闭路，以便于在该第二切换单元的该第七输出端上准确地产生该输出电压。

17.一种具有如权利要求1所述的调压器的电压产生装置。

18.如权利要求17所述的电压产生装置，包括应用在一液晶显示器的一伽马电压产生装置与一共享电压产生装置。

19.如权利要求18所述的电压产生装置，其中，该伽马电压产生装置包括：

一分压模块，耦接于一第一基准电压与一第二基准电压之间，用于依据该第一基准电压与该第二基准电压间的一电位差以进行分压后而产生多数个伽马电压，其中，该第一基准电压与该第二基准电压由两个如权利要求1所述的调压器分别所提供。

20.如权利要求18所述的电压产生装置，其中，该共享电压产生装置包括：

两个如权利要求1所述的调压器与两个开关，其中，所述调压器用于分别提供一第一共享电压与一第二共享电压，且所述开关其中之一在该液晶显示器的一液晶显示面板的一第一反转期间导通，并同时提供该第一共享电压给该液晶显示面板内的多数个像素使用，而另一个开关则在该液晶显示面板的一第二反转期间导通，并同时提供该第二共享电压给所述像素使用。

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