CN110399004A - 具有内部补偿有效串联电阻的低压差线性稳压器 - Google Patents

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CN110399004A CN201910331277.5A CN201910331277A CN110399004A CN 110399004 A CN110399004 A CN 110399004A CN 201910331277 A CN201910331277 A CN 201910331277A CN 110399004 A CN110399004 A CN 110399004A
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Abstract

本公开涉及具有内部补偿有效串联电阻的低压差线性稳压器。一种具有内部补偿有效串联电阻的电压调节器电路包括控制电路,基于参考电压在调节的输出电压处产生输出电流。控制电路包括:放大器;电阻元件,将输出电压反馈到放大器的输入,和补偿电路,将内部补偿有效串联电阻耦合到控制电路中。补偿电路包括:第一电流感测装置,产生与通过N‑型通过装置的电流成比例的第一感测电流;第二电流感测装置,被布置为产生与通过N‑型通过装置的电流成比例的第二感测电流;和偏置电路,耦合以下沉第一感测电流和第二感测电流,从而将跨越电阻元件的偏置电压降低到阈值电压以下。

Description

具有内部补偿有效串联电阻的低压差线性稳压器
技术领域
该文件一般地但不是限制性地涉及电路,更具体地,涉及低压差线性调节器电路。
背景技术
低压差(LDO)线性稳压器通常用于从输入源电源产生稳定(例如,调节)的输出电压。这些稳压器对需要低噪声、高精度电源的器件特别有用。然而,这种装置还可以具有对其电源电压的瞬态变化敏感的电路。LDO线性稳压器在这些电路中的性能可能取决于稳压器对这种瞬态变化的弹性。这种响应可能受到耦合到LDO线性调节器输出的外部电路的特性的严重影响,例如与负载电路相关的寄生元件和将调节器耦合到负载电路的电迹线。用于改善LDO稳压器的弹性的典型技术包括添加外部电路以抵消或抵消寄生元件的影响以及耦合到调节器的外部电路的操作。
附图说明
图1描绘了根据各种实施例的具有内部补偿有效串联电阻的低压差线性稳压器的框图。
图2描绘了根据各种实施例的具有内部补偿有效串联电阻的低压差线性稳压器的实施方式的示例的示意图。
图3描绘了根据各种实施例的具有内部补偿有效串联电阻的低压差线性稳压器的实施方式的第二示例的示意图。
图4描绘了根据各种实施例的用于操作具有内部补偿有效串联电阻的低压差线性稳压器的一组操作。
图5描绘了根据各种实施例的配置有具有内部补偿有效串联电阻的低压差线性稳压器的系统的框图。
在不一定按比例绘制的附图中,相同的数字可以描述不同视图中的类似组件。具有不同字母后缀的相同数字可表示类似组件的不同实例。附图通过示例而非通过限制的方式示出了本文件中讨论的各种实施例。
具体实施方式
本发明尤其描述了低压差线性稳压器电路(下文称为“LDO稳压器”)架构,其具有直流(DC)耦合的内部补偿有效串联电阻,其可以在宽输出阻抗范围内提供稳定电压,同时改善整体控制环路带宽,这反过来又可以使系统在元件选择和电路板布线方面具有更大的灵活性。内部补偿有效串联电阻可以改善LDO稳压器对电压供应瞬变的频率响应和外部电路的操作,而无需向系统添加外部补偿电路。这可以改善提供给需要低噪声、高精度电源的器件的输出电压的稳定性,而不会增加元件数量。
图1描绘了根据各种实施例的具有内部补偿有效串联电阻的LDO调节器100的框图。LDO调节器100可以基于电压参考(VREF)将输入电源电压(SUPPLY_H)转换为经调节的输出电压。可以将经调节的输出电压提供给外部电路135。外部电路135可以包括负载电路,例如与低压设备相关联的一个或多个电路,例如处理器、传感器或放大器。外部电路135还可以包括与将LDO调节器100耦合到外部电路的物理电路板迹线相关联的寄生元件(下文称为“寄生电路”)。与负载电路的元件相关联的阻抗的电阻分量,例如输出电容器,可以在LDO调节器100的控制回路中以特定频率插入传递函数“零”。另外,寄生元件的感抗与输出电容器的容抗和负载电路中的电容元件耦合,可以在LDO调节器100的控制回路中产生谐振。如果零或谐振频率的频率落在调节器的工作带宽内,则LDO调节器100的性能和稳定性会受到不利影响。
在图1中,LDO调节器100可以包括误差放大器(EA)电路110、补偿电路105、通过装置125和耦合元件130。EA电路110可以是被配置为产生输出信号的任何电路,例如,电压响应于参考电压(VREF)和反馈信号,使得其输出信号可由EA电路调节,以使反馈信号与参考信号匹配或对应。可以在EA电路110的反馈输入处从分支102接收反馈信号,而可以在分支101上生成输出信号。EA电路110可以包括某些电流源或放大器,例如差分放大器或运算放大器和补偿网络。通过装置125可包括可调电流源、电压-电流转换器或跨导装置,例如N型场效应晶体管(FET)或双极结型晶体管(BJT)。N型FET通过装置可用于低LDO输出电压要求,其中芯片上也可提供更高的电压偏置电源,例如当LDO稳压器包含在电源管理集成电路(PMIC)中时。另外,对于给定的过驱动、压差电压和输出电流,通常可以使N型FET通过装置小于PMOS器件。这种N型FET通过装置允许在保持低裕量(VIN-VOUT)的同时硬开启器件以实现低功耗。通过装置125可以被配置为使用从分支101感测的控制信号在分支126上产生输出信号,例如在调节电压下的输出电流。分支126上的输出信号可以用于驱动外部电路135。输出信号可以通过耦合元件130反馈到EA电路110,例如使用EA电路110、耦合元件和通过装置125形成控制回路或控制电路。在某些实施例中,耦合元件130可包括无源器件,例如电阻器。
在图1中,补偿电路105可以包括被配置为将内部补偿有效串联电阻耦合到控制电路中的任何电路,例如耦合到由EA电路110、通过装置125和耦合元件130形成的控制回路中。补偿电路105可以包括电流感测装置115、电流感测装置120、驱动电路140、电流下沉装置145、滤波电路150和电流下沉装置155。
电流感测装置115和电流感测装置120均可包括可调电流源、电压-电流转换器或跨导装置,例如FET或BJT。电流感测装置115和电流感测装置120均可以是通过装置125的缩放版本,诸如使得每个电流感测装置能够生成与分支126中的输出电流成比例的参考或镜像电流。例如,当通过装置125是具有宽长比(W/L)的N型FET(NFET)时,按整数(N)缩放,使得通过装置的尺寸为N·(W/L),每个电流感测装置可以是具有宽长比W/L的NFET。电流感测装置115和电流感测装置120可以被配置为分别基于分支101中的控制信号生成第一感测电流和第二感测电流。第一感测电流和第二感测电流可以与分支126中的输出电流成比例,使得分支126中的电流与第一或第二感测电流的比率等于通过装置125的尺寸与感测装置的尺寸的比率。第一电流和第二电流可以分别耦合到电流下沉装置145和电流下沉装置155。电流下沉装置145和电流下沉装置155均可包括可调电流源、电压-电流转换器或跨导装置,例如NFET,其被配置为选择性地下沉第一电流和第二电流,例如根据驱动电路140产生的控制信号。
驱动电路140可以是任何电压控制电路,其被配置为响应于在电流下沉装置145上产生的第一电压和在电流下沉装置155上产生的第二电压而在分支141中产生输出信号。驱动电路140可以使电流下沉装置145和电流下沉装置155通过在分支141中产生控制信号来选择性地下沉第一电流和第二电流,以调整每个电流下沉装置沉没的电流量,例如使分支116和分支117中的电压基本相同,或者保持平衡状态或差异。驱动器140可以使用在分支141中产生的控制信号直接控制电流下沉装置145,而驱动器140可以通过滤波电路150间接地控制电流下沉装置155。滤波电路150可以是低通滤波器,例如电阻器-电容器(RC)低通滤波器,配置为抑制频率高于阈值频率的信号。
对于DC和低于阈值频率的频率,例如LDO调节器100的控制回路中的信号的DC或低频分量,滤波电路150可以使得电流下沉装置155能够接收与电流下沉装置145基本相同的控制信号,这样,在每个电流下沉装置处接收的控制信号具有基本相同的电压。对于这些DC或低频,该控制信号可以使电流下沉装置145和电流下沉装置155分别在分支116和分支117中下沉基本相同量的电流。
电流感测装置115与电流感测装置120之间的设备匹配,以及电流下沉装置145与电流下沉装置155之间的对应设备匹配可以确保电流下沉装置155下沉的电流量等于在DC和低频下流过分支117的电流量。结果,在这些DC或低频条件下没有电流流过耦合元件130。这可以使耦合元件130上的电压降为零或近似为零伏。因此,由耦合元件130产生的反馈感测电压偏移在DC和低频处可以基本上为零。
虽然电流下沉装置145可以下沉由电流感测装置115生成的所有电流,但是电流下沉装置155可以仅下沉由电流感测装置120生成的电流的低频分量,因为电流下沉装置155由驱动器140的滤波输出驱动。因此,由电流感测装置120产生的电流的高频分量流过耦合元件130,从而引起耦合元件上的电压降。在高频下跨越耦合元件的这种下降有助于将LDO调节器100的控制回路与外部电路135中的高频谐振(板迹线寄生和负载电容器)隔离。在没有这种隔离的情况下,外部电路135的谐振会导致LDO调节器100的控制回路的不稳定。
当耦合元件130是电阻器时,该电阻器两端的电压降可以在LDO调节器100的控制环路中产生零。可以选择滤波电路150以具有滤波或频率特性,除其他外,其特征在于确定零的频率。可以选择这样的滤波特性以在EA 110的反馈路径中产生相移,例如以稳定LDO调节器100的控制回路。
图2描绘了根据各种实施例的具有内部补偿有效串联电阻的LDO调节器200的实施方式的示例的示意图。LDO稳压器200可以耦合到一个或多个外部电路,例如外部电路215。LDO稳压器200可以是LDO稳压器100(图1)的示例,而外部电路215可以是外部电路135(图1)的示例。外部电路215可以包括寄生电感L1、寄生电阻R5和可以被建模为电容元件216和电阻器R3的负载。电容元件216可包括电感元件L2、电阻元件R2和电容元件C1。LDO稳压器200可包括差分放大器210、补偿电路205、NFET M3和电阻器R1,分别对应于图1的EA电路110、补偿电路105、通过装置125和耦合元件130。补偿电路205可包括NFET M1、M2、M4和M5,以及差分放大器220,以及由电阻器R4和电容器C2形成的低通RC滤波器,例如分别对应于图1的电流感测装置115、电流感测装置120、电流下沉装置145、电流下沉装置155、驱动电路140和滤波电路150。
M1和M2的尺寸可以与M3的尺寸成比例,例如使M3的宽长比或纵横比为M1或M2的宽长比的倍数(N)。可以选择因子N以根据等式(1)确定内部补偿的ESR(Rdc_esr)的值,以便在选择负载电容器216或外部电路215的其他元件时实现更大的灵活性。在一些实施例中,可以选择电阻器R1或因子N以确保Rdc_esr大于R2和R5的总和。
可以选择晶体管M1、M2、M4和M5的尺寸,以使得M2与M1的尺寸的比率等于M5与M4的尺寸的比率。根据前述关系,晶体管M4和M5的尺寸可以设定为彼此具有任何比率。类似地,M1和M2的大小可以相对于彼此具有任何比率,这取决于先前所述的关系和本文所述的其他考虑因素。
可以选择低通滤波器的电阻器R4和电容器C2以确定内部补偿的ESR的频率特性,例如内部补偿的ESR的转角频率(freqdc_esr),如等式(2)所示。
可以选择电阻器R4和电容器C2,使得得到的低通滤波器的转角频率freqdc_esr低于由输出电容器216的ESR(R2)引起的转角频率(freqtot_esr),并且寄生电感L1和输出电容器216的组合的谐振频率(freqLC)分别如公式(3)和公式(4)所示。通常,可以基于寄生电感L1、寄生电阻R5和负载电容器216来选择R4和C2,以便在外部电路215的布置和负载电容器216的选择中实现更大的灵活性。
图3描绘了根据各种实施例的具有内部补偿有效串联电阻的LDO调节器300的实施方式的第二示例的示意图。LDO调节器300可以是LDO调节器100(图1)的示例,被修改为包括缓冲电路305、反馈电阻器R8和增益退化电阻器R6和R7。可以将缓冲器305添加到LDO调节器100以减小驱动NFET M1、M2、M3的控制信号的阻抗,以便考虑M3上可能的大栅极电容。可以选择反馈电阻器R8以在低LDO调节器负载电流条件下在差分放大器210的反馈输入处建立期望的偏置点,例如当M3产生低输出电流时。反馈电阻器R8可以比电阻器R1大两个或更多个数量级。可以通过减小M1和M2的尺寸来限制或减小LDO调节器300的静态电流。
图4描绘了根据各种实施例的用于操作具有内部补偿有效串联电阻的低压差线性稳压器的一组操作400。可以执行操作405以使用误差放大器和N型场效应晶体管(NFET)响应于参考电压在调节的输出电压处产生输出电流。可以执行操作410以将输出电压的一部分耦合到误差放大器的反馈输入以形成控制回路,例如以维持NFET的源极处的输出电压的电平。可以使用耦合或电阻元件(例如电阻器)将NFET源极处的输出电压耦合到误差放大器的反馈输入。可以执行操作415以使用电阻元件和补偿电路(例如补偿电路105(图1)和205(图2))将内部补偿有效串联电阻耦合到控制回路中。可以执行操作420以选择性地下沉基于通过NFET的电流产生的感测电流(例如,输出电流),以将电阻元件两端的直流偏置电压降低到阈值电压以下,如本文所述。感测电流可以包括第一电流和第二电流。第一电流可以耦合到误差放大器的反馈输入和电阻元件。选择性地下沉感测电流可以包括当通过NFET的电流的交流分量的频率低于阈值频率时下沉第一电流。选择性地下沉感测电流还可以包括当交流分量的频率高于阈值频率时,拒绝(例如,不下沉)通过NFET的电流的交变分量。可以使用电阻器-电容器(RC)电路来确定第一电流的滤波部分,其中选择RC电路以确定内部补偿有效串联电阻的频率特性,如本文所述。
图5描绘根据各种实施例的配置有LDO调节器520的系统500的框图,LDO调节器520具有内部补偿有效串联电阻。系统500可以包括电压源505、参考515、LDO调节器520和负载电路525。该系统还可以包括一个或多个其他电路510。调节器520可以是LDO调节器100(图1)、200(图2)或300(图3)的示例。负载电路525可以是负载电路135(图1)或215(图2)的示例。可以操作系统500以使调节器520使用电压源505和参考电压515产生调节电压以驱动负载电路525。
以下示例限定了本公开的各种示例。
示例1是一种具有内部补偿有效串联电阻的电压调节器电路,该电路包括:控制电路,基于参考电压在调节的输出电压处产生输出电流,所述控制电路包括:误差放大器;电阻元件,被耦合以将所述输出电压反馈到所述误差放大器的输入,和补偿电路,耦合到所述控制电路和所述电阻元件以将所述内部补偿有效串联电阻耦合到所述控制电路中,所述补偿电路包括:第一电流感测装置,被布置为产生与通过N-型通过装置的电流成比例的第一感测电流,第二电流感测装置,耦合到所述电阻元件和所述误差放大器的输入,所述第二电流感测装置被布置为产生与通过N型通过装置的电流成比例的第二感测电流,和偏置电路,耦合以下沉所述第一感测电流和所述第二感测电流,从而将跨越所述电阻元件的偏置电压降低到阈值电压以下。
在示例2中,示例1的主题被可选地配置为使得所述偏置电路包括:第一电流下沉装置,耦合到所述第一电流感装置的第一输出端子以接收所述第一感测电流;第二电流下沉装置,耦合到所述第二电流感装置的第二输出端子以接收所述第二感测电流;和驱动电路,具有耦合到所述第一输出端子的第一输入、耦合到所述第二输出端子的第二输入、以及耦合到所述第一电流下沉装置的第一控制端子和所述第二电流下沉装置的第二控制端子的输出,以使所述第一电流下沉装置和所述第二电流下沉装置分别选择性地下沉所述第一感测电流和所述第二感测电流。
在示例3中,示例2的主题被可选地配置为使所述第一电流下沉装置和所述第二电流下沉装置分别选择性地下沉所述第一感测电流和所述第二感测电流包括:当所述驱动电路的输出的频率分量低于阈值频率时,使所述第一电流下沉装置和所述第二电流下沉装置分别下沉所述第一感测电流和所述第二感测电流;和当所述驱动电路的输出的频率分量高于阈值频率时,抑制所述第二电流下沉装置下沉所述第二感测电流的一部分。
在示例4中,示例2的主题被可选地配置为使得所述偏置电路还包括:电阻器-电容器(RC)网络,耦合在所述驱动电路的输出和所述第二控制端子之间,所述RC网络被选择用于确定所述内部补偿有效串联电阻的频率特性。
在示例5中,示例4的主题被可选地配置为使得所述内部补偿有效串联电阻的频率特性包括所述内部补偿有效串联电阻在到所述误差放大器的反馈路径中引起指定相移的频率。
在示例6中,示例4的主题被可选地配置为使得该电路还包括具有输出谐振频率的外部电路,和所述内部补偿有效串联电阻的频率特性包括转角频率,在该转角频率下所述内部补偿有效串联电阻使反馈电压指定相移至所述误差放大器,所述转角频率低于所述谐振频率。
在示例7中,示例2的主题被可选地配置为使得该电路还包括具有频率特性的外部电路,并且其中所述偏置电路还包括电阻器-电容器(RC)网络,耦合在所述驱动电路的输出和所述第二控制端子之间以将所述控制电路与所述外部电路的频率特性解耦。
在示例8中,示例7的主题被可选地配置为使得所述RC网络被选择以使所述补偿电路通过电阻元件将具有大于阈值频率的频率的第二感测电流中的波动传导到外部电路。
在示例9中,示例1的主题被可选地配置为使得该电路还包括具有频率特性的外部电路,和所述电阻元件耦合以将输出电压反馈到所述误差放大器的输入,所述电阻元件具有基于频率特性选择的电阻。
在示例10中,示例1的主题被可选地配置为使得所述第一电流感测装置、所述第二电流下沉装置、所述第二电流下沉装置和所述通过装置均为场效应晶体管,和所述第一电流感测装置和所述第二电流感测装置与所述N型通过装置成比例缩放,并且所述第一电流下沉装置和所述第二电流下沉装置分别与所述第一电流感测装置和所述第二电流感测装置具有彼此相同的比例。
示例11是一种操作具有内部补偿有效串联电阻的电压调节器电路的方法,该方法包括:使用误差放大器和N型场效应晶体管(NFET),响应于参考电压,以调节的输出电压提供负载电流;使用电阻元件将所述输出电压耦合到所述误差放大器的输入以产生控制回路;和使用电阻元件和补偿电路将内部补偿有效串联电阻耦合到所述控制回路中,所述补偿电路选择性地下沉基于通过NFET的电流产生的感测电流,以减小跨越所述电阻元件的直流偏置电压低于阈值电压。
在示例12中,示例11的主题被可选地配置为使得所述感测电流包括第一电流和第二电流,所述第一电流耦合到所述误差放大器的输入和所述电阻元件;和选择性地下沉感测电流包括:当通过NFET的电流的交流分量的频率低于阈值频率时,下沉所述第一电流和所述第二电流,和当所述交流分量的频率高于阈值频率时,拒绝所述第一电流的滤波部分。
在示例13中,示例12的主题被可选地配置为使得所述方法还包括:使用电阻器-电容器(RC)电路确定电流的滤波部分,其中所述RC电路被选择以确定所述内部补偿有效串联电阻的频率特性。
在示例14中,示例12的主题被可选地配置为使得所述内部补偿有效串联电阻的频率特性包括所述内部补偿有效串联电阻在到所述误差放大器的反馈路径中引起指定相移的频率。
在示例15中,示例12的主题被可选地配置为使得所述内部补偿有效串联电阻的频率特性包括转角频率,在该转角频率下所述内部补偿有效串联电阻使反馈电压指定相移至所述误差放大器,所述转角频率低于耦合到所述电压调节器电路的负载电路的谐振频率以接收输出电压。
示例16是一种具有内部补偿有效串联电阻的电压调节器电路,该电路包括:放大器电路;第一N型场效应晶体管(NFET),所述第一NFET由放大器驱动以响应参考电压在调节的输出电压下产生电流;第二NFET,耦合到所述放大器以基于流过所述第一NFET的电流产生第一感测电流;第三NFET,耦合到所述放大器以基于流过所述第一NFET的电流产生第二感测电流;电阻器,耦合以将输出电压反馈到所述放大器的输入和第二NFET的源极;和驱动电路,被配置为控制所述第一感测电流和所述第二感测电流以将跨越所述电阻器的直流偏置电压降低到阈值电压以下。
在示例17中,示例16的主题被可选地配置为使得所述电压调节器电路,还包括:第四NFET,具有耦合到所述第二NFET的第一输入端子以接收所述第一感测电流;和第五NFET,具有耦合到所述第三NFET的第二输入端子以接收第二感测电流;其中所述驱动电路还被配置为向所述第一控制端子和所述第二控制端子提供控制信号。
在示例18中,示例17的主题被可选地配置为使得所述电压调节器电路,还包括:电阻器-电容器(RC)滤波电路,耦合在所述驱动电路和第一控制端子之间。
在示例19中,示例18的主题被可选地配置为使得所述RC滤波电路被配置为使所述第四NFET抑制具有大于阈值频率的频率的第一感测电流中的波动。
本文描述的每个非限制性方面或示例可以独立存在,或者可以以各种排列组合或与一个或多个其他示例组合。
以上详细描述包括对附图的参考,附图形成详细描述的一部分。附图通过图示的方式示出了可以实施本发明的具体实施例。这些实施例在本文中也称为“示例”。这些示例可以包括除了示出或描述的那些之外的元件。然而,本发明人还考虑了仅提供所示或所述的那些元件的实例。此外,本发明人还考虑使用所示或所述的那些元件(或其一个或多个方面)的任何组合或置换的示例,或者关于特定示例(或其一个或多个方面),或关于本文示出或描述的其他示例(或其一个或多个方面)。
如果本文档与通过引用并入的任何文档之间的使用不一致,则以本文档中的用法为准。
在该文献中,术语“一”或“一个”在专利文献中是常见的,包括一个或多于一个、独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他实例或用法。在本文件中,术语“或”用于表示非排他性的,例如“A或B”包括“A但不是B”、“B但不是A”、“A和B”,除非另有说明表示。在本文中,术语“包括”和“其中”用作相应术语“包括”和“其中”的等同词。此外,在以下权利要求中,术语“包括”和“包含”是开放式的,即除了在权利要求中的这一术语之后列出的元素之外的系统、装置、物品、组成、制剂或过程仍被视为落入该权利要求的范围内。此外,在以下权利要求中,术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记,并不旨在对其对象施加数字要求。
这里描述的方法示例可以至少部分地是机器或计算机实现的。一些示例可以包括编码有指令的计算机可读介质或机器可读介质,所述指令可操作以配置电子设备以执行如以上示例中描述的方法。这种方法的实现可以包括代码,例如微代码、汇编语言代码、更高级语言代码等。此类代码可包括用于执行各种方法的计算机可读指令。代码可以形成计算机程序产品的一部分。此外,在示例中,代码可以有形地存储在一个或多个易失性、非暂时性或非易失性有形计算机可读介质上,例如在执行期间或在其他时间。这些有形计算机可读介质的示例可以包括但不限于硬盘、可移动磁盘、可移动光盘(例如,光盘和数字视频盘)、磁带、存储卡或棒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。
以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如,上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。在阅读以上描述之后,例如本领域普通技术人员可以使用其他实施例。提供摘要以符合37C.F.R.§1.72(b),允许读者快速确定技术公开的性质。提交时的理解是,它不会用于解释或限制权利要求的范围或含义。而且,在以上详细描述中,可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应被解释为意图无人认领的公开特征对于任何权利要求是必不可少的。相反,发明主题可以在于少于特定公开实施例的所有特征。因此,以下权利要求作为示例或实施例被并入到具体实施方式中,其中每个权利要求自身作为单独的实施例,并且可以预期这些实施例可以以各种组合或置换彼此组合。应参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定本发明的范围。

Claims (14)

1.一种具有内部补偿有效串联电阻的电压调节器电路,该电路包括:
控制电路,基于参考电压在调节的输出电压处产生输出电流,所述控制电路包括:
误差放大器;
电阻元件,被耦合以将所述输出电压反馈到所述误差放大器的输入,和
补偿电路,耦合到所述控制电路和所述电阻元件以将所述内部补偿有效串联电阻耦合到所述控制电路中,所述补偿电路包括:
第一电流感测装置,被布置为产生与通过N-型通过装置的电流成比例的第一感测电流,
第二电流感测装置,耦合到所述电阻元件和所述误差放大器的输入,所述第二电流感测装置被布置为产生与通过N型通过装置的电流成比例的第二感测电流,和
偏置电路,耦合以下沉所述第一感测电流和所述第二感测电流,
从而将跨越所述电阻元件的偏置电压降低到阈值电压以下。
2.权利要求1所述的电路,其中所述偏置电路包括:
第一电流下沉装置,耦合到所述第一电流感装置的第一输出端子以接收所述第一感测电流;
第二电流下沉装置,耦合到所述第二电流感装置的第二输出端子以接收所述第二感测电流;和
驱动电路,具有耦合到所述第一输出端子的第一输入、耦合到所述第二输出端子的第二输入、以及耦合到所述第一电流下沉装置的第一控制端子和所述第二电流下沉装置的第二控制端子的输出,以使所述第一电流下沉装置和所述第二电流下沉装置分别选择性地下沉所述第一感测电流和所述第二感测电流。
3.权利要求2所述的电路,其中使所述第一电流下沉装置和所述第二电流下沉装置分别选择性地下沉所述第一感测电流和所述第二感测电流包括:
当所述驱动电路的输出的频率分量低于阈值频率时,使所述第一电流下沉装置和所述第二电流下沉装置分别下沉所述第一感测电流和所述第二感测电流;和
当所述驱动电路的输出的频率分量高于阈值频率时,抑制所述第二电流下沉装置下沉所述第二感测电流的一部分。
4.权利要求2所述的电路,其中所述偏置电路还包括:
电阻器-电容器(RC)网络,耦合在所述驱动电路的输出和所述第二控制端子之间,所述RC网络被选择用于确定所述内部补偿有效串联电阻的频率特性。
5.权利要求4所述的电路,其中所述内部补偿有效串联电阻的频率特性包括所述内部补偿有效串联电阻在到所述误差放大器的反馈路径中引起指定相移的频率。
6.权利要求4所述的电路,其中:
该电路还包括具有输出谐振频率的外部电路,和
所述内部补偿有效串联电阻的频率特性包括转角频率,在该转角频率下所述内部补偿有效串联电阻使反馈电压指定相移至所述误差放大器,所述转角频率低于所述谐振频率。
7.权利要求2所述的电路,该电路还包括具有频率特性的外部电路,并且其中所述偏置电路还包括电阻器-电容器(RC)网络,耦合在所述驱动电路的输出和所述第二控制端子之间以将所述控制电路与所述外部电路的频率特性解耦。
8.权利要求7所述的电路,其中所述RC网络被选择以使所述补偿电路通过电阻元件将具有大于阈值频率的频率的第二感测电流中的波动传导到外部电路。
9.权利要求1所述的电路,其中:
该电路还包括具有频率特性的外部电路,和
所述电阻元件耦合以将输出电压反馈到所述误差放大器的输入,所述电阻元件具有基于频率特性选择的电阻。
10.权利要求1所述的电路,其中:
所述第一电流感测装置、所述第二电流下沉装置、所述第二电流下沉装置和所述通过装置均为场效应晶体管,和
所述第一电流感测装置和所述第二电流感测装置与所述N型通过装置成比例缩放,并且所述第一电流下沉装置和所述第二电流下沉装置分别与所述第一电流感测装置和所述第二电流感测装置具有彼此相同的比例。
11.一种具有内部补偿有效串联电阻的电压调节器电路,该电路包括:
放大器电路;
第一N型场效应晶体管(NFET),所述第一NFET由放大器驱动以响应参考电压在调节的输出电压下产生电流;
第二NFET,耦合到所述放大器以基于流过所述第一NFET的电流产生第一感测电流;
第三NFET,耦合到所述放大器以基于流过所述第一NFET的电流产生第二感测电流;
电阻器,耦合以将输出电压反馈到所述放大器的输入和第二NFET的源极;和
驱动电路,被配置为控制所述第一感测电流和所述第二感测电流以将跨越所述电阻器的直流偏置电压降低到阈值电压以下。
12.权利要求11所述的电压调节器电路,还包括:
第四NFET,具有耦合到所述第二NFET的第一输入端子以接收所述第一感测电流;和
第五NFET,具有耦合到所述第三NFET的第二输入端子以接收第二感测电流;
其中所述驱动电路还被配置为向所述第一控制端子和所述第二控制端子提供控制信号。
13.权利要求12所述的电压调节器电路,还包括:
电阻器-电容器(RC)滤波电路,耦合在所述驱动电路和第一控制端子之间。
14.权利要求13所述的电压调节器电路,其中所述RC滤波电路被配置为使所述第四NFET抑制具有大于阈值频率的频率的第一感测电流中的波动。
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