CN105917285A - 与数字功率门驱动器集成的低压差电压调节器 - Google Patents

Abstract

描述了一种装置，该装置包括：第一电源节点，该第一电源节点用于提供输入电源；功率晶体管，该功率晶体管耦合到该第一电源节点；多路复用器，该多路复用器用于根据该功率晶体管是将操作为低压差电压调节器(LDO‑VR)的部分还是将操作为数字开关，来选择性地控制该功率晶体管的栅极端子；以及第二电源节点，该第二电源节点耦合到该功率晶体管，该第二电源节点用于从该功率晶体管向负载提供电源。

Description

与数字功率门驱动器集成的低压差电压调节器

背景技术

功率门用于处理器中以控制至逻辑区域的功率。例如，如果确定处理器正进入低功率模式(例如，睡眠模式)，则功率门用于关断逻辑区域，并且在正常运行期间用于保持接通。与功率门分隔开的电压调节器用于向功率门提供经调节的电源，以便选择性地提供给逻辑区域。为了减少功率门上的老化效应，以循环方式启用功率门晶体管，从而老化过程随着时间而分布于多个功率门。这种方案可以使用用于将以循环方式而启用的额外功率门晶体管的大的区域。

附图说明

根据下面所给出的具体描述并且根据本公开内容的各个实施例的附图，将更加充分地理解本公开内容的实施例，然而，具体描述和附图不应作为将本公开内容限制于具体实施例，而是仅用于解释和理解。

图1例示了根据本公开内容的一个实施例的具有功率门的架构，该功率门用于作为低压差电压调节器(LDO-VR)的部分以及数字驱动器的双重用途。

图2例示了根据本公开内容的一个实施例的具有功率门的电路级架构，该功率门用于作为LDO-VR的部分以及数字驱动器的双重用途。

图3A例示了根据本公开内容的一个实施例的具有极点追踪机制(poletracking mechanism)的LDO-VR的电路级架构。

图3B-3D例示了根据本公开内容的一个实施例的补偿网络。

图4例示了根据本公开内容的一个实施例的具有功率门的电路级架构，该功率门用于作为LDO-VR极点追踪机制和电容倍增补偿网络的部分以及数字驱动器的双重用途。

图5是根据一个实施例的具有多个核的处理器，该多个核中的每个都具有包括功率门的架构，该功率门用于作为LDO-VR的部分以及数字驱动器的双重用途。

图6是根据本公开内容的一个实施例的具有功率门的智能设备或计算机系统或SoC(片上系统)，该功率门用于作为LDO-VR的部分以及数字驱动器的双重用途。

具体实施方式

本实施例描述了数字功率门作为接通-关断驱动器和线性模拟驱动器两者的双重用途。在一个实施例中，线性模拟驱动器被实现为低压差电压调节器(LDO-VR)。在一个实施例中，LDO-VR被实现为具有翻转式源极跟随器，以使得全部补偿都在片上执行。相比于使用循环旋转方案的功率门驱动器，本实施例使用了小得多的区域。根据本实施例，其它技术效果将显而易见。

在以下描述中，对许多细节进行了讨论，以提供对本公开内容的实施例的更加透彻的解释。然而，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本公开内容的实施例。在其它实例中，以框图形式而并非详细示出了公知的结构和设备，以避免使本公开内容的实施例难以理解。

要注意，在实施例的对应附图中，用线来表示信号。某些线可以较粗，以指示更多组成的信号的路径，和/或某些线可以在一端或多端处具有箭头，以指示主要的信息流动方向。这样的指示并非旨在进行限制。更确切地说，结合一个或多个示例性实施例来使用这些线，以有助于更容易地理解电路或逻辑单元。如由设计需要或偏好所指定的任何所表示的信号实际上可以包括能够在任一方向上行进并且能够用任何适当类型的信号方案来实现的一个或多个信号。

贯穿整个说明书并且在权利要求书中，术语“连接”表示在没有任何中间设备的情况下的所连接的物体之间的直接电连接。术语“耦合”表示所连接的物体之间的直接电连接或者通过一个或多个无源或有源中间设备的间接连接。术语“电路”表示被布置为相互合作以提供期望的功能的一个或多个无源和/或有源部件。术语“信号”表示至少一个电流信号、电压信号或数据/时钟信号。“一”、“一个”以及“所述”的含义包括多个引用。“在……中”的含义包括“在……中”和“在……上”。

术语“缩放”通常指的是将设计(方案和布局)从一种工艺技术转换为另一种工艺技术。术语“缩放”通常还指的是在相同的工艺节点内缩小布局和设备的尺寸。术语“缩放”还可以指的是相对于另一个参数(例如，电源电平)来调节(例如，减慢)信号频率。术语“基本上”、“接近”、“近似”、“附近”、以及“大约”通常指的是在目标值的+/-20％内。

除非另外规定，否则用于描述共同的对象的序数词“第一”、“第二”、以及“第三”等的使用仅指示指代类似对象的不同实例，而并非旨在暗示如此描述的对象必须在时间上、空间上的排列或任何其它方式处于给定顺序。

出于实施例的目的，晶体管是包括漏极、源极、栅极、以及体端子的金属氧化物半导体(MOS)晶体管。晶体管还包括三栅极晶体管和鳍式场效应晶体管、全包围栅极圆柱形晶体管或实现晶体管功能的其它器件，例如碳纳米管或自旋电子器件。源极端子和漏极端子可以是相同的端子并且在本文中可以互换地使用。本领域中的技术人员将领会，在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以使用其它晶体管，例如双极结型晶体管——BJTPNP/NPN、BiCMOS、CMOS、eFET等。术语“MN”指示n型晶体管(例如，NMOS、NPN BJT等)，并且术语“MP”指示p型晶体管(例如，PMOS、PNP BJT等)。

图1例示了根据本公开内容的一个实施例的具有功率门的架构100，该功率门用于作为低压差电压调节器(LDO-VR)的部分以及数字驱动器的双重用途。在一个实施例中，架构100包括多路复用器(mux)101、p型功率晶体管M1、LDO-VR核102、逻辑单元103、缓冲器、以及负载104。

在一个实施例中，M1具有双重作用或双重模式。例如，在第一模式中，当多路复用器101选择节点n4上的信号来控制M1的栅极端子时，M1被用作为传统的功率门晶体管，并且在第二模式中，当多路复用器101选择节点n3上的信号来控制M1的栅极端子时，M1被用作为线性电压调节的部分。前者被称为数字功率门模式106，并且后者被称为LDO-VR模式105。在一个实施例中，M1的源极端子耦合到第一电源(Vcca)，并且M1的漏极端子耦合到Vout(V_输出)。第一电源也称为非门控电源。

在一个实施例中，Vout耦合到LDO-VR核102并且耦合到负载104。在一个实施例中，负载104是任何逻辑单元的子部分。例如，负载104是处理器核、处理器核的部分、一个或多个输入/输出缓冲器、高速缓存、等等。在一个实施例中，LDO-VR核102也在第一电源上运行。在一个实施例中，结合M1的LDO-VR核102被实现为翻转式源极跟随器。在其它实施例中，可以使用LDO-VR核102的其它架构。在一个实施例中，LDO-VR核102接收参考电压Vref(V_参考)，并且将其与输出电压Vout进行比较以调节节点n3上的信号。在此，术语信号以及该信号上的节点可以互换地使用。例如，取决于句子的上下文，Vout指代信号Vout和节点Vout两者。

在一个实施例中，在数字栅极模式106期间，逻辑单元103所产生的数字信号用于控制M1的栅极端子。在一个实施例中，逻辑单元103的输出由缓冲器进行缓冲。在一个实施例中，缓冲器接收节点n4’上的输入，并且在节点n4上产生输出。缓冲器也称为功率门驱动器。在一个实施例中，由缓冲器来控制M1(即，功率门)的栅极端子，以使得M1的栅极端子逐渐从关断状态切换至导通状态，以避免非门控电源上的电压下降。

尽管本实施例例示了单个功率晶体管M1，但多个功率晶体管并联耦合在一起。在一个实施例中，节点n4是用于传送用于控制不同的功率晶体管M1的多个信号的总线。在一个实施例中，M1晶体管被分组为两个子组。在一个实施例中，M1晶体管的第一子组被数字地控制，并且M1晶体管的其它子组受LDO-VR核102控制。在这样的实施例中，可以去除多路复用器101。

图2例示了根据本公开内容的一个实施例的具有功率门的电路级架构200，该功率门用于作为LDO-VR的部分以及数字驱动器的双重用途。要指出的是，图2中具有与任何其它附图中的元件相同的附图标记(或名称)的那些元件可以以与所描述的方式类似的任何方式来操作或运行，但不限于此。

在一个实施例中，架构200包括放大器或比较器AMP1、p型晶体管M1、p型晶体管M2、n型晶体管M3、p型晶体管M4、以及n型晶体管M5、电阻器R1、以及电阻器R2、电容器C1和电容器C2。在一个实施例中，电阻器R1和电阻器R2、以及电容器C1和电容器C2是可选器件。任意数量的实施方式都可以用于被增加以便为设计提供稳定性的电容器。在一个实施例中，电容器C1的效果被实现为具有电容器和电阻器的超前网络。

在一个实施例中，AMP1接收输入Vref(其传送参考电压)和反馈节点fb。在一个实施例中，AMP1是单级放大器/比较器。在其它实施例中，可以使用多级来实现AMP1。在一个实施例中，fb是Vout(至负载的输出电压)的经分压的电压。在一个实施例中，通过电阻器R1和电阻器R2来产生fb。

在一个实施例中，电阻器R2具有耦合到Vout的一个端子以及耦合到节点fb的另一个端子。在一个实施例中，电阻器R1与电阻器R2串联耦合。在一个实施例中，电阻器R1的一个端子耦合到电阻器R2的第二端子(并且耦合到fb)，并且电阻器R1的另一端子耦合到地。在一个实施例中，AMP1的输出是节点n2，其耦合到M2的栅极端子。在一个实施例中，电容器C1耦合到节点n2和地。在一个实施例中，AMP1将Vref与fb进行比较，以便生成节点n2上的信号来控制通过M2的电流。在一个实施例中，AMP1继续调节节点n2上的信号，直到Vref基本上等于fb上的电压。

在一个实施例中，M1是驱动耦合到Vout的负载104的功率晶体管。在一个实施例中，M1的漏极端子耦合到第一电源，M1的源极端子耦合到Vout，并且栅极端子耦合到多路复用器101的输出n3’。在一个实施例中，M2具有耦合到节点n2的栅极端子、耦合到Vout的源极端子、以及耦合到n1并且耦合到M3的漏极端子的漏极端子。在一个实施例中，M3的源极端子耦合到地。在一个实施例中，M3是受biasn1(偏压n1)控制的电流源。在一个实施例中，由一个或多个公知的偏置电路(未示出)生成biasn1和其它偏置电压(即，biasp(偏压p)和biasn2(偏压n2))。

在一个实施例中，M4(其为电流源)具有耦合到第一电源的源极端子、耦合到节点n3并且耦合到M5的漏极端子的漏极端子。在一个实施例中，M4的栅极端子受偏压biasp控制。在一个实施例中，补偿电容器C2耦合在节点n3与节点n1之间。任意数量的实施方式可以用于被增加以便为设计提供稳定性的一个或多个电容器。在一个实施例中，电容器C2的效果被实现为具有电容器和电阻器的超前网络。在一个实施例中，节点n3耦合到多路复用器101的输入。在一个实施例中，101的另一输入耦合到节点n4。在一个实施例中，多路复用器101是基于传输门的多路复用器。在一个实施例中，多路复用器101是可受选择信号控制的。在一个实施例中，M5的源极端子耦合到节点n1，M5的漏极端子耦合到节点n3，并且M5的栅极端子是可受biasn2控制的。

在一个实施例中，电阻器R1和电阻器R2具有相同的电阻。在一个实施例中，R1和R2可具有不同的电阻。在一个实施例中，电阻器R1和电阻器R2是基于晶体管的电阻器。在一个实施例中，电阻器R1和电阻器R2是工艺电阻器(process resistor)(例如，多晶硅电阻器)。在一个实施例中，可以使用晶体管和工艺电阻器的组合来实现电阻器R1和电阻器R2。在一个实施例中，电容器C1和电容器C2是工艺电容器(process capacitor)(例如，金属电容器)。在一个实施例中，电容器C1和电容器C2是基于晶体管的电容器。在一个实施例中，使用由工艺电容器和晶体管电容器的组合构成的混合电容器来实现电容器C1和电容器C2。任意数量的实施方式都可以用于被增加以便为设计提供稳定性的电容器。在一个实施例中，容器C1的效果被实现为具有电容器和电阻器的超前网络。

在一个实施例中，M1、M2、M3、M4、以及M5形成了翻转式源极跟随器。在一个实施例中，M3和M4形成用于提供高增益的电流源。在一个实施例中，M5是共源共栅器件。在一个实施例中，节点n3是高阻抗节点。在一个实施例中，翻转式源极跟随器具有慢回路，其包括电阻器R2和电阻器R1、AMP1(也被称为误差放大器)以及电容器C1。在一个实施例中，翻转式源极跟随器具有快回路(即，与慢回路相比建立时间较快)，其包括由晶体管M1-M5以及多路复用器101构成的回路。在一个实施例中，不需要多路复用器101来实现翻转式源极跟随器。在一个实施例中，Vout的DC(直流电)电平由慢回路来确定。在一个实施例中，架构200的AC(交流电)或高频率特性以及信号Vout由快回路主导。在一个实施例中，快回路提供高频响应，而慢回路提供低频响应或DC响应。

在一个实施例中，在DC下，由Vout-Vt以及操作点和晶体管参数所定义的某个过驱动电压来对M2的栅极进行偏置，其中Vt是M2的阈值电压。在一个实施例中，当Vout在AC事件中变化时(例如，由于负载104的电流需求变化)，Vgs(栅极至源极电压)以及因此M2的电流变化。在这种实施例中，M2电流折回到节点n3，这改变了M1的偏压以校正Vout处的AC变化。在一个实施例中，快回路是AC增益级，其通过电容器C2来补偿。在其它实施例中，电容器C2可以耦合到其它节点。

图3A例示了根据本公开内容的一个实施例的具有极点追踪机制(或极点移动补偿)的LDO-VR的电路级架构300。要指出的是，图3A中具有与任何其它附图中的元件相同的附图标记(或名称)的那些元件可以以与所描述的方式类似的任何方式来操作或运行，但不限于此。参照图2来描述图3A。描述了图2与图3A之间的差异，并且不再详细阐述先前所讨论的并且在图3A中重复的部件/器件和连接，以免使本实施例难以理解。

在该实施例中，移除了多路复用器101。在一个实施例中，移除了补偿电容器C2，因为使用了不同的补偿技术。在一个实施例中，架构300包括二极管连接式的p型晶体管M6。在一个实施例中，M6的栅极端子耦合到M6的漏极端子，M6的漏极端子耦合到节点n3。在该实施例中，节点n3耦合到M1的栅极端子。在该实施例中，M6的源极端子耦合到第一电源。

架构300可以以非常大的工作范围的电流(例如，0.1A-8A)运行。当负载104的电流需求改变时，Vout上的输出极点可以改变超过若干数量级。在一个实施例中，M6用作为用于高电流的增益限制器。在一个实施例中，M6对增益变化进行补偿，但也为极点移动进行补偿。在一个实施例中，随着通过M1的电流增大，输出极点移动到较高频率。在一个实施例中，类似于反射镜(mirror)的M6将节点n3上的极点移动至较高频率。该极点可以被表示为M1的Cg乘以M6的1/gm。在通过M1的高LDO电流下，M1的gm(跨导)非常高，这提高了输出级的AC增益。在一个实施例中，M6限制了输出级的AC增益。在一个实施例中，M6是输出电流的反射镜。在一个实施例中，在低负载电流下，M6的效果可忽略不计。在这种实施例中，在较高电流下，M6开始生效(kick in)并且对M1(即，输出级)的增大的AC增益进行补偿。

在一个实施例中，架构300包括补偿网络，其具有电容器Ccomp(C_{补 偿})(例如，15pF)和电阻器Rcomp(R_补偿)(例如，30K欧姆)。在一个实施例中，电容器Ccomp耦合到节点n3和节点n5，节点n5耦合到M4的栅极端子。在一个实施例中，电阻器Rcomp耦合到节点n5和biasp。在一个实施例中，由Rcomp和Ccomp来提供频率补偿。在一个实施例中，电阻器Rcomp在AC中隔离biasp与M5。在一个实施例中，在某些频率处，M4的输出阻抗减小，因为电容器Ccomp对M4的栅极端子和漏极端子进行了分流，因而建立了极点。在该实施例中，在Rcomp*Ccomp网络的3dB频率处出现零点，使M1进入1/gm级。在该实施例中，补偿网络在波特图上表现为极点和零点。在这种实施例中，Rcomp和Ccomp表现为类似于电容倍增器。

图3B-图3D分别例示了根据本公开内容的一个实施例的补偿网络320、补偿网络330、以及补偿网络340。要指出的是，图3B-图3D中具有与任何其它附图中的元件相同的附图标记(或名称)的那些元件可以以与所描述的方式类似的任何方式来操作或运行，但不限于此。

此处，Cg是M1的栅极电容，并且ro是M4的输出阻抗。在一个实施例中，为了较好的LDO-VR性能，使用了较大的ro，并且为了高电流容量，使用了较大的Cg。在这种情况下，低频率极点出现在快回路中。此处，给出了n3的阻抗为：

$Z_{in}=\frac{r_0}{{\mathrm{sr}}_0{C}_g+1}$

在一个实施例中，补偿网络320包括串联耦合在一起的电容器Ccomp₁(C_补偿1)和电阻器Rcomp₁(R_补偿1)。可以取消低频率极点(即，回路中的Vout低频率极点或任何其它低频率极点)或者通过滞后补偿(即，通过增加Rcomp₁和Ccomp₁)来减小低频率极点。在一个实施例中，电容器Ccomp₁比Cg大若干倍。在一个实施例中，补偿电阻器Rcomp₁比ro大若干倍。在一个实施例中，通过补偿网络，输入阻抗被表示为：

$Z_{in}\≅\frac{r_o}{{\mathrm{sr}}_o{C}_g(\frac{C_{comp1}}{C_g}+1)+1}\·\frac{{\mathrm{sR}}_{comp1}{C}_{comp1}+1}{{\mathrm{sr}}_o{C}_g\left(\frac{1}{\frac{r_o}{R_{comp1}}+1}\right)+1}$

其可以被简化为：

$Z_{in}\≅\frac{r_o}{{\mathrm{sr}}_o{C}_{comp1}+1}\·\frac{{\mathrm{sR}}_{comp1}{C}_{comp1}+1}{{\mathrm{sR}}_{comp1}{C}_g+1}$

Ccomp₁的大小在尺寸上非常大(例如，90nF)，并且可以被实现为分立电容器。

在一个实施例中，在架构300中使用补偿网络330。在该实施例中，M4被用作为电流源并且用于具有零功率损失的电容倍增。在该实施例中，Ccomp₂在尺寸上比Ccomp₁小得多，例如，在大小上小约1000。Ccomp₂的尺寸较小允许其在管芯上实现。在图3D中示出了电容倍增效应。此处，补偿网络340是等效于网络330的补偿网络。网络340提供了与网络320类似的补偿，但具有小得多的补偿电容器。此处，由Ccomp₂*gm4*Rcomp₂给出补偿电容，其为倍增效应所引起的大电容，并且由1/gm4给出补偿电阻。在该实施例中，补偿网络330的输入阻抗可以被表示为：

$Z_{in}\≅\frac{r_o}{{\mathrm{sr}}_o{C}_{comp2}\left(R_{comp2}\·{\mathrm{gm}}_4+1\right)+1}\·\frac{1+{\mathrm{sC}}_{comp2}{R}_{comp2}}{{\mathrm{sC}}_g\frac{1}{{\mathrm{gm}}_4}+1}$

其中，gm4是M4的跨导。补偿网络330比补偿网络320小得多。在该实施例中，M4设置LCO-VR快回路的操作点。在一个实施例中，M4利用电容倍增来提供有源补偿。

图4例示了根据本公开内容的一个实施例的具有功率门的电路级架构400，该功率门用于作为具有相位追踪机制的LDO-VR和电容倍增补偿网络的部分以及数字驱动器的双重用途。要指出的是，图4中具有与任何其它附图中的元件相同的附图标记(或名称)的那些元件可以以与所描述的方式类似的任何方式来操作或运行，但不限于此。参考图3A来描述图4。描述了图4与图3A之间的差异，并且不再详细阐述先前所讨论的并且在图3A中重复的部件/器件以及连接，以免使本实施例难以理解。

在该实施例中，架构400包括耦合在节点n3与节点n3’之间的多路复用器101，其中节点n3’耦合到M1的栅极端子。在一个实施例中，n4耦合到多路复用器101的第二输入，而n3耦合到多路复用器101的第一输入。在一个实施例中，多路复用器101受选择信号控制。在架构400的实施例中，除了先前所讨论的部件之外，还使用了多路复用器101、二极管连接式M6、以及较小的补偿网络330。

图5是根据一个实施例的具有多个核的处理器500，该多个核中的每个核都具有包括功率门的架构，该功率门用于作为LDO-VR的部分以及数字驱动器的双重用途。要指出的是，图5中具有与任何其它附图中的元件相同的附图标记(或名称)的那些元件可以以与所描述的方式类似的任何方式来操作或运行，但不限于此。

在一个实施例中，处理器500包括多个核—核1-核4—功率控制单元501(PCU)、以及具有功率门的多个电路100，该功率门用于作为LDO-VR的部分和数字驱动器的双重用途。在一个实施例中，PCU 501在每个核中生成用于每个电路100(从图1开始，以及图2-图4中的任意一个)的控制信号s1-s4。在一个实施例中，信号s1-s4可以是总线，该总线具有关于用于多路复用器101的选择信号、用于逻辑单元103的控制信号、以及其它信号的信息。在该实施例中，核1-4或者核1-4的子部分是用于每个电路100的负载。尽管图5中的实施例例示了四个核，但是可以结合电路100的任意布置和支持来一起使用任意数量的核。

图6是根据本公开内容的一个实施例的具有功率门的智能设备或计算机系统或SoC(片上系统)1600，该功率门用于作为LDO-VR的部分以及数字驱动器的双重用途。要指出的是，图6中具有与任何其它附图中的元件相同的附图标记(或名称)的那些元件可以以与所描述的方式类似的任何方式来操作或运行，但不限于此。

图6例示了移动设备的实施例的框图，在该移动设备中可以使用平面接口连接器。在一个实施例中，计算设备1600代表移动计算设备，例如计算平板电脑、移动电话或智能电话、启用无线的电子阅读器、或其它无线移动设备。将理解的是，总体上示出了某些部件，而并未在计算设备1600中示出这种设备的全部部件。

在一个实施例中，计算设备1600包括具有参照所讨论的实施例来描述的功率门的第一处理器1610，该功率门用于作为LDO-VR的部分和数字驱动器的双重用途。计算设备1600的其它框还可以包括具有参照实施例所描述的功率门的装置，该功率门用于作为LDO-VR的部分和数字驱动器的双重用途。本公开内容的各种实施例还可以包括1670内的网络接口(例如无线接口)，从而系统实施例可以被并入到无线设备(例如蜂窝电话或个人数字助理或可穿戴设备)中。

在一个实施例中，处理器1610(和/或处理器1690)可以包括一个或多个物理设备，例如，微处理器、应用处理器、微控制器、可编程逻辑器件、或其它处理装置。处理器1690可以是可选的。尽管本实施例示出了两个处理器，但是可以使用单个或者两个以上的处理器。由处理器1610执行的处理操作包括执行操作平台或操作系统，在该操作平台或操作系统上执行应用和/或设备功能。处理操作包括与同人类用户或其它设备的I/O(输入/输出)有关的操作、与功率管理有关的操作、和/或与将计算设备1600连接到另一个设备有关的操作。处理操作还可以包括与音频I/O和/或显示I/O有关的操作。

在一个实施例中，计算设备1600包括音频子系统1620，该音频子系统1620代表与向计算设备提供音频功能相关联的硬件(例如，音频硬件和音频电路)和软件(例如，驱动器、编解码器)部件。音频功能可以包括扬声器和/或耳机输出、以及麦克风输入。用于这写功能的设备可以集成到计算设备1600中，或者连接到计算设备1600。在一个实施例中，用户通过提供由处理器1610接收并处理的音频命令来与计算设备1600交互。

显示子系统1630代表提供视觉和/或触觉显示以使得用户与计算设备1600交互的硬件(例如，显示设备)和软件(例如，驱动器)部件。显示子系统1630包括显示接口1632，该显示接口1632包括用于向用户提供显示的特定屏幕或硬件设备。在一个实施例中，显示接口1632包括用于执行与显示有关的至少某些处理的与处理器1610分开的逻辑单元。在一个实施例中，显示子系统1630包括向用户提供输出和输入的触摸屏(或触摸板)设备。

I/O控制器1640代表与同用户交互有关的硬件设备和软件部件。I/O控制器1640可操作为管理硬件，该硬件是音频子系统1620和/或显示子系统1630的部分。另外，I/O控制器1640例示了用于连接到计算设备1600的附加设备的连接点，用户可以通过该连接点与系统交互。例如，可以附接到计算设备1600的设备可以包括麦克风设备、扬声器或立体声系统、视频系统或其它显示设备、键盘或辅助键盘设备、或结合诸如读卡器或其它设备之类的特定应用一起使用的其它I/O设备。

如上所述，I/O控制器1640可以与音频子系统1620和/或显示子系统1630进行交互。例如，通过麦克风或其它音频设备的输入可以为计算设备1600的一个或多个应用或功能提供输入或命令。另外，代替显示输出，或除显示输出之外，可以提供音频输出。在另一个示例中，如果显示子系统1630包括触摸屏，那么显示设备也可以充当输入设备，该输入设备可以至少部分地由I/O控制器1640来管理。计算设备1600上还可以存在附加的按钮或开关，以提供由I/O控制器1640管理的I/O功能。

在一个实施例中，I/O控制器1640管理例如以下设备：加速度计、摄像头、光传感器或其它环境传感器、或可以包括在计算设备1600中的其它硬件。输入可以是直接用户交互的部分、以及向系统提供环境输入以影响其操作(例如，对噪声的过滤、针对亮度检测来调整显示、给照相机应用闪光灯、或其它特征)。

在一个实施例中，计算设备1600包括功率管理1650，该功率管理1650管理电池用电量、电池的充电、以及与电力节省操作有关的特征。存储子系统1660包括用于在计算设备1600中储存信息的存储设备。存储器可以包括非易失性(在中断对存储设备的供电的情况下，状态不改变)和/或易失性(在中断对存储设备的供电的情况下，状态不确定)存储设备。存储子系统1660可以储存应用数据、用户数据、音乐、相片、文档、或其它数据、以及与计算设备1600的应用和功能的执行有关的系统数据(不管是长期的还是暂时的)。

实施例中的元件还被提供作为用于储存计算机可执行指令(例如，用于实施本文中所讨论的任何其它过程的指令)的机器可读介质(例如，存储器1660)。机器可读介质(例如，存储器1660)可以包括但不限于：闪速存储器、光盘、CD-ROM、DVD ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、相变存储器(PCM)、或适合于储存电子或计算机可执行指令的其它类型的机器可读介质。例如，本公开内容的实施例可以作为计算机程序(例如BIOS)被下载，可以经由通信链路(例如，调制解调器或网络连接)来通过数据信号将该计算机程序从远程计算机(例如，服务器)传送到请求计算机(例如，客户端)。

连接1670包括硬件设备(例如，无线和/或有线连接器和通信硬件)和软件部件(例如，驱动器、协议堆栈)，以使得计算设备1600能够与外部设备通信。计算设备1600可以是分开的设备，例如其它计算设备、无线接入点或基站、以及诸如耳机、打印机、或其它设备之类的外围设备。

连接1670可以包括多个不同类型的连接。概括地说，计算设备1600被例示为具有蜂窝连接1672和无线连接1674。蜂窝连接1672通常指代由无线载波提供的蜂窝网络连接，例如经由GSM(全球移动通信系统)或变型或派生物、CDMA(码分多址)或变型或派生物、TDM(时分复用)或变型或派生物、或者其它蜂窝业务标准所提供的蜂窝网络连接。无线连接(或无线接口)1674指代非蜂窝式的无线连接，并且可以包括个域网(例如蓝牙、近场等)、局域网(例如Wi-Fi)、和/或广域网(例如WiMax)、或者其它无线通信。

外围连接1680包括用于进行外围连接的硬件接口和连接器、以及软件部件(例如，驱动器、协议堆栈)。将理解的是，计算设备1600既可以是至其它计算设备的外围设备(“至”1682)、也可以具有连接到它的外围设备(“来自”1684)。计算设备1600通常具有用于连接到其它计算设备的“对接”连接器，以用于例如管理(例如，下载和/或上传、改变、同步)设备1600上的内容的目的。另外，对接连接器可以允许计算设备1600连接到某些外围设备，这些外围设备允许计算设备1600控制输出到例如试听系统或其它系统的内容。

除了专用对接连接器或其它专用连接硬件以外，计算设备1600可以经由常见的或基于标准的连接器进行外围连接1680。常见类型可以包括通用串行总线(USB)连接器(其可以包括多个不同硬件接口中的任何硬件接口)、包括微型显示接口(MDP)的显示接口、高清晰度多媒体接口(HDMI)、火线、或其它类型。

在说明书中对“实施例”、“一个实施例”、“某些实施例”、或“其它实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特征、结构、或特性包括在至少某些实施例中，而不一定包括在全部实施例中。“实施例”、“一个实施例”或“某些实施例”的多处出现不一定全都指代同一实施例。如果说明书陈述部件、特征、结构、或特性“可以”、“可能”或“能够”被包括，则该特定部件、特征、结构、或特性不是必需被包括。如果说明书或权利要求书提及“一”或“一个”元件，那么这并非表示仅存在一个元件。如果说明书或权利要求书提及“附加”元件，那么这并不排除存在多于一个附加元件。

此外，可以在一个或多个实施例中以任何适当的方式来组合特定特征、结构、功能、或特性。例如，第一实施例可以与第二实施例进行组合，只要与这两个实施例相关联的特定特征、结构、功能、或特性不互相排斥。

尽管已经结合本公开内容的特定实施例描述了本公开内容，但按照先前的描述，对于本领域普通技术人员来说，这些实施例的许多替换、修改和变型将是显而易见的。例如，例如动态RAM(DRAM)的其它存储器架构可以使用所讨论的实施例。本公开内容的实施例旨在包含关于落入所附权利要求书的宽泛范围内的所有这些替代、修改、以及变型。

另外，为了例示或讨论的简单起见，并且为了不使本公开内容难以理解，在所呈现的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/地连接。此外，为了避免使本公开内容难以理解，并且还鉴于关于这种框图布置的实施方式的细节高度依赖于其中将实施本公开内容的平台的事实(即，这些细节应该完全在本领域技术人员的见识内)，可以用框图的形式示出布置。在阐明了具体细节(例如电路)以描述本公开内容的示例的实施例的情况下，对于本领域技术人员来说应当显而易见的是，可以在没有这些具体细节或者在这些具体细节的变型的情况下实施本公开内容。因此，说明书被认为是例示性而非限制性的。

以下示例关于另外的实施例。示例中的细节可以用于一个或多个实施例中的任何地方。也可以针对方法或过程来实施本文中所描述的装置的所有可选特征。

例如，在一个实施例中，提供了一种装置，所述装置包括：第一电源节点，所述第一电源节点用于提供输入电源；功率晶体管，所述功率晶体管耦合到所述第一电源节点；多路复用器，所述多路复用器用于根据所述功率晶体管是将操作为低压差电压调节器(LDO-VR)的部分还是将操作为数字开关，来选择性地控制所述功率晶体管的栅极端子；以及第二电源节点，所述第二电源节点耦合到所述功率晶体管，以便从所述功率晶体管向负载提供电源。

在一个实施例中，所述LDO-VR具有翻转式源极跟随器类型。在一个实施例中，所述LDO-VR包括耦合到所述第一电源节点和另一个节点的二极管连接式晶体管。在一个实施例中，所述另一节点经由所述多路复用器耦合到所述功率晶体管的所述栅极端子。在一个实施例中，所述LDO-VR包括耦合到所述另一节点的电容倍增补偿网络。在一个实施例中，所述二极管用于补偿在所述第二电源节点上的电流需求变化期间的极点移动。

在一个实施例中，所述LDO-VR包括：第一p型晶体管，所述第一p型晶体管具有耦合到所述第二电源节点的源极端子；以及放大器或比较器，所述放大器或比较器用于将参考电压与所述第二电源节点上的经分压的电压进行比较，所述放大器或比较器具有用于控制p型晶体管的栅极端子的输出。在一个实施例中，所述LDO-VR还包括：第一n型晶体管，所述第一n型晶体管与所述第一p型晶体管串联耦合，所述第一n型晶体管具有可受第一偏置电压控制的栅极端子；以及第二n型晶体管，所述第二n型晶体管耦合到所述第一p型晶体管和所述第一n型晶体管的漏极端子，所述第二n型晶体管具有可受第二偏置电压控制的栅极端子。

在一个实施例中，所述LDO-VR还包括：电阻器，所述电阻器具有用于接收第三偏置电压的第一端子，以及第二端子；电容器，所述电容器具有耦合到所述电阻器的所述第二端子的第一端子，所述电容器具有耦合到所述另一节点的第二端子，所述另一节点经由所述多路复用器耦合到所述功率晶体管的所述栅极端子；以及第二p型晶体管，所述第二p型晶体管与所述第二n型晶体管串联耦合，所述第二p型晶体管具有耦合到所述电阻器的所述第二端子以及所述电容器的所述第一端子的栅极端子。在一个实施例中，所述功率晶体管是p型晶体管。

在另一个示例中，提供了一种系统，所述系统包括：存储单元；处理器，所述处理器耦合到所述存储单元，所述处理器具有根据以上所讨论的装置的装置；以及无线接口，所述无线接口用于将所述处理器通信地耦合到另一个设备。

在另一个示例中，提供了一种装置，所述装置包括：功率晶体管，所述功率晶体管用于选择性地操作为数字功率门或者操作为低压差电压调节器(LDO-VR)的部分。在一个实施例中，所述LDO-VR是翻转式源极跟随器的类型。在一个实施例中，所述功率晶体管是p型晶体管。在一个实施例中，所述LDO-VR包括用于选择性地耦合到所述功率晶体管的二极管连接式晶体管。在一个实施例中，所述二极管连接式晶体管用于在高电流负载下使所述LDO-VR稳定。

在一个实施例中，所述二极管连接式晶体管是p型晶体管。在一个实施例中，所述LDO-VR包括用于选择性地耦合到所述功率晶体管的电容倍增补偿网络。在一个实施例中，所述功率晶体管包括：栅极端子，所述栅极端子耦合到多路复用器；源极端子，所述源极端子耦合到第一电源节点；以及漏极端子，所述漏极端子耦合到第二电源节点，所述第二电源节点用于向负载提供功率。

在另一个示例中，提供了一种系统，所述系统包括：存储单元；处理器，所述处理器耦合到所述存储单元，所述处理器具有根据以上所讨论的装置的装置；以及无线接口，所述无线接口用于将所述处理器通信地耦合到另一个设备。在一个实施例中，所述系统还包括用于显示所述处理器所处理的内容的显示单元。

提供了摘要，该摘要将允许读者确定本技术公开内容的本质和主旨。在理解该摘要并不用于限制权利要求的范围或含义的情况下提交了摘要。所附权利要求书由此被并入到具体实施方式中，其中，每个权利要求自身都作为单独的实施例。

Claims (21)

1.一种装置，包括：

第一电源节点，所述第一电源节点用于提供输入电源；

功率晶体管，所述功率晶体管耦合到所述第一电源节点；

多路复用器，所述多路复用器用于根据所述功率晶体管是将操作为低压差电压调节器(LDO-VR)的部分还是将操作为数字开关，来选择性地控制所述功率晶体管的栅极端子；以及

第二电源节点，所述第二电源节点耦合到所述功率晶体管，以便从所述功率晶体管向负载提供电源。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述LDO-VR具有翻转式源极跟随器类型。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述LDO-VR包括耦合到所述第一电源节点和另一个节点的二极管连接式晶体管。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述另一节点经由所述多路复用器耦合到所述功率晶体管的所述栅极端子。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述LDO-VR包括耦合到所述另一节点的电容倍增补偿网络。

6.根据权利要求3所述的装置，其中，所述二极管用于补偿在所述第二电源节点上的电流需求变化期间的极点移动。

7.根据权利要求3所述的装置，其中，所述LDO-VR包括：

第一p型晶体管，所述第一p型晶体管具有耦合到所述第二电源节点的源极端子；以及

放大器或比较器，所述放大器或比较器用于将参考电压与所述第二电源节点上的经分压的电压进行比较，所述放大器或比较器具有用于控制所述p型晶体管的栅极端子的输出。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述LDO-VR还包括：

第一n型晶体管，所述第一n型晶体管与所述第一p型晶体管串联耦合，所述第一n型晶体管具有能够受第一偏置电压控制的栅极端子；以及

第二n型晶体管，所述第二n型晶体管耦合到所述第一p型晶体管和所述第一n型晶体管的漏极端子，所述第二n型晶体管具有能够受第二偏置电压控制的栅极端子。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述LDO-VR还包括：

电阻器，所述电阻器具有用于接收第三偏置电压的第一端子，以及第二端子；

电容器，所述电容器具有耦合到所述电阻器的所述第二端子的第一端子，所述电容器具有耦合到所述另一节点的第二端子，所述另一节点经由所述多路复用器耦合到所述功率晶体管的所述栅极端子；以及

第二p型晶体管，所述第二p型晶体管与所述第二n型晶体管串联耦合，所述第二p型晶体管具有耦合到所述电阻器的所述第二端子以及所述电容器的所述第一端子的栅极端子。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述功率晶体管是p型晶体管。

11.一种装置，包括：

功率晶体管，所述功率晶体管用于选择性地操作为数字功率门或者操作为低压差电压调节器(LDO-VR)的部分。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述LDO-VR是翻转式源极跟随器类型。

13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述功率晶体管是p型晶体管。

14.根据权利要求11所述的装置，其中，所述LDO-VR包括用于选择性地耦合到所述功率晶体管的二极管连接式晶体管。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述二极管连接式晶体管用于在高电流负载下使所述LDO-VR稳定。

16.根据权利要求14所述的装置，其中，所述二极管连接式晶体管是p型晶体管。

17.根据权利要求11所述的装置，其中，所述LDO-VR包括用于选择性地耦合到所述功率晶体管的电容倍增补偿网络。

18.根据权利要求11所述的装置，其中，所述功率晶体管包括：

栅极端子，所述栅极端子耦合到多路复用器；

源极端子，所述源极端子耦合到第一电源节点；以及

漏极端子，所述漏极端子耦合到第二电源节点，所述第二电源节点用于向负载提供功率。

19.一种系统，包括：

存储单元；

处理器，所述处理器耦合到所述存储单元，所述处理器具有根据装置权利要求1至10中任一项所述的装置；以及

无线接口，所述无线接口用于将所述处理器通信地耦合到另一个设备。

20.一种系统，包括：

存储单元；

处理器，所述处理器耦合到所述存储单元，所述处理器具有根据装置权利要求11至18中任一项所述的装置；以及

无线接口，所述无线接口用于将所述处理器通信地耦合到另一个设备。

21.根据权利要求20所述的系统，还包括用于显示所述处理器所处理的内容的显示单元。