CN115708036A - 低压差线性调节器、提供低压差调节电压的方法及集成电路 - Google Patents

低压差线性调节器、提供低压差调节电压的方法及集成电路 Download PDF

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CN115708036A CN202210900895.9A CN202210900895A CN115708036A CN 115708036 A CN115708036 A CN 115708036A CN 202210900895 A CN202210900895 A CN 202210900895A CN 115708036 A CN115708036 A CN 115708036A
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Abstract

本申请涉及低压差线性调节器、提供低压差调节电压的方法及集成电路。一种低压差线性调节器调节供电电压并且包括电压‑频率电路，该电压‑频率电路基于误差电压以某一频率产生脉冲链。充电泵电路接收该脉冲链并且基于该脉冲链切换一个或多个充电泵。电流镜电路连接到该充电泵电路，并且包括第一二极管连接的金属氧化物半导体(MOS)晶体管和第二MOS晶体管，该第二MOS晶体管具有连接到供电电压的第一端子、提供输出端的第二端子，以及连接到第一MOS晶体管的栅极的栅极。该输出端被反馈回该电压‑频率电路。

Description

低压差线性调节器、提供低压差调节电压的方法及集成电路
技术领域
本公开涉及用于集成电路的稳压器，并且具体地涉及低压差线性调节器、提供低压差调节电压的方法及集成电路。
背景技术
低压差(LDO)调节器是通常用于向电子设备中的部件供应电压的线性稳压器，特别是向使用电池电力的设备。通常，LDO调节器具有低的输入到输出差分电压，即“压差”。LDO调节器通常需要具有高效率并且产生很少的热量。
随着技术节点的改进，数字电路的操作电压降低，因此LDO的输出电压也可以较低。然而，供电电压(通常是电池电压)可能远远高于输出电压。这给在LDO调节器中使用的晶体管带来了一些困难。电源与输出端之间的电压差对于晶体管的阈值电压可能太大。此外，当输入电压变得太低时，诸如当电池已被显著放电时，低输出电压可能需要利用负电压驱动晶体管的栅极。
解决这些问题的一种已知方法是使用以恒定频率切换的充电泵来偏置输出端处的功率n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管的漏极。然而，这种方法需要振荡器来驱动充电泵，并且不是很节能。另一种现有LDO调节器使用由误差放大器驱动的电流镜。然而，该电路需要输出晶体管的偏置，也不是很节能，并且不能在低供应电压下操作。
发明内容
根据第一方面，提供一种低压差线性调节器，包括：电压-频率电路，所述电压-频率电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端接收参考电压，所述输出端以与所述第一输入端和所述第二输入端之间的电压差有关的频率提供脉冲链；充电泵电路，所述充电泵电路接收所述脉冲链并且基于所述脉冲链切换一个或多个充电泵以提供充电泵输出电压；以及电流镜电路，所述电流镜电路包括：第一金属氧化物半导体MOS晶体管，第一MOS晶体管的第一端子具有通过电阻器耦合到供电电压，所述第一MOS晶体管的第二端子连接到所述充电泵输出电压，所述第一MOS晶体管的栅极连接到所述第一MOS晶体管的第二端子；以及第二MOS晶体管，所述第二MOS晶体管的第一端子连接到所述供电电压，所述第二MOS晶体管的第二端子提供连接到输出电容器的正极端子和所述电压-频率电路的所述第二输入端的输出端，所述第二MOS晶体管的栅极连接到所述第一MOS晶体管的栅极。
根据第二方面，提供一种提供低压差调节电压的方法，包括：以与调节电压和参考电压之间的电压差相关的可变频率产生脉冲链；利用所述脉冲链驱动充电泵电路以提供充电泵输出电压；以及将所述充电泵输出电压馈送到电流镜电路中的MOS晶体管的栅极，所述电流镜电路包括第一MOS晶体管和第二MOS晶体管，所述第一MOS晶体管的第一端子连接到所述第一MOS晶体管的栅极，所述第一MOS晶体管的第二端子通过电阻器耦合到供电电压，所述第二MOS晶体管耦合在所述供电电压与输出电容器之间。
根据第三方面，提供一种集成电路，包括：低压差线性调节器，所述低压差线性调节器包括：电压-频率电路，所述电压-频率电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端接收参考电压，所述输出端以与所述第一输入端和所述第二输入端之间的电压差有关的频率提供脉冲链；充电泵电路，所述充电泵电路接收所述脉冲链并且基于所述脉冲链切换一个或多个充电泵以提供充电泵输出电压；以及电流镜电路，所述电流镜电路包括：第一金属氧化物半导体MOS晶体管，第一MOS晶体管的第一端子通过电阻器耦合到供电电压，所述第一MOS晶体管的第二端子连接到所述充电泵输出电压，第一MOS晶体管的栅极连接到所述第二端子；以及第二MOS晶体管，所述第二MOS晶体管的第一端子连接到所述供电电压，所述第二MOS晶体管的第二端子提供连接到输出电容器的正极端子和所述电压-频率电路的第二输入端的输出端，所述第二MOS晶体管的栅极连接到所述第一MOS晶体管的栅极。
附图说明
图1以混合框图和电路图形式示出了根据一些实施方案的驱动电路；
图2以电路图形式示出了根据一些实施方案的电路；并且
图3以框图形式示出了根据一些实施方案的充电泵电路。
在不同附图中使用相同的参考符号来指示相同或类似的元件。除非另有说明，否则字词“耦接”以及其相关联的动词形式包括直接连接以及通过本领域已知的方式的间接电连接两者；并且除非另有说明，否则对直接连接的任一描述也暗示使用合适形式的间接电连接的替代实施方案。
具体实施方式
图1以混合框图和电路图形式示出了根据一些实施方案的低压差(LDO)线性调节器100。LDO调节器100包括电压-频率电路101、充电泵电路105和电流镜电路110以及输出电容器114。通常，LDO调节器100包含在主机集成电路上，并且调节标记为“VBAT”的电池电压以供应具有标记为“VREG”的输出电压的负载。
电压-频率电路101具有接收参考电压“VREF”的第一输入端、接收电压VREG的第二输入端，以及以与第一输入端和第二输入端之间的电压差有关的频率提供脉冲链的输出端。电压-频率电路101包括比较器103和脉冲发生器104。比较器103(也称为“误差放大器”)具有复位输入端、输出端，以及连接电压-频率电路输入端的第一输入端和第二输入端。脉冲发生器104具有连接到比较器的输出端的输入端以及提供脉冲链的输出端，该输出端也连接到比较器103的复位输入端。
充电泵电路105具有输出端以及接收来自脉冲发生器103的脉冲链的输入端。充电泵电路105包括并联连接的多个充电泵106。充电泵电路105基于该脉冲链切换充电泵以在vg处提供充电泵输出电压。在其他具体实施中，可以仅使用单个充电泵。下文关于图2和图3进一步描述了充电泵106。
电流镜电路110具有连接到充电泵电路105的输出端的第一输入端、接收电池电压VBAT的第二输入端，以及输出端。电流镜电路110包括第一金属氧化物半导体(MOS)晶体管111、具有值“R0”的电阻器108，以及第二MOS晶体管112。MOS晶体管111具有通过电阻器108耦合到电池电压VBAT的第一电流电极、在节点vg处连接到充电泵输出电压的第二电流电极，以及也连接到第二端子的栅极。MOS晶体管112具有接收电池电压VBAT的第一电流电极、连接到输出电容器114的正极端子的第二电流电极，以及连接到MOS晶体管111的栅极的栅极。MOS晶体管112的第二端子也连接到电压-频率电路101的第二输入端。MOS晶体管111和112是p型MOS晶体管，并且优选地构造为横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管。
在操作中，LDO 100利用脉冲链以与误差电压VREF-VREG有关的频率驱动充电泵105。这些脉冲驱动将频率变换为注入节点“vg”的输出电压和电流的充电泵106，从而产生频率-电流转换以驱动电流镜110。充电泵106被单独激活，如关于图3进一步描述的。激活的充电泵106的数量允许调整频率到电流转换的增益。通过门控充电泵106中未使用的充电泵的时钟，在LDO 100的操作期间动态地完成此调整。
节点vg处的电流由电流镜电路110放大，以向输出电压VREG的负载提供电流。输出电容器114使输出电压VREG的变化平滑。电阻器108以更高的效率提高电流镜电路110的增益，特别是更高的输出电流与驱动电流比。
在此具体实施中，充电泵106被构造有电路(图2)，该电路也可以用于电压转换数字信号，但是本文用于将输入频率变换为vg上的电流。在其它具体实施中使用其它已知的充电泵电路。如果没有脉冲链驱动充电泵电路105，则电流镜110将向“vg”节点缓慢放电至VBAT。
节点vg处的下拉电流取决于脉冲链频率和电压VBAT-vg除以脉冲链电压振幅。在节点vg上不存在负载的情况下，电压VBAT-vg电压将倾向于朝向脉冲链电压振幅移动，从而有效地将输入电压移位到VBAT-输入电压。因此，节点vg处的绝对电压可以是负的。
所得LDO调节器能够从0.9V到5V范围的输入电压提供大约0.9V的输出电压VREG。使用用于电力设备的LDMOS(MOS晶体管112)提供维持这些额定电压的能力。LDMOS晶体管的高阈值电压使得栅极电压对于低输入电压可能变为负。充电泵电路105解决了负栅极电压的问题，同时满足了能量效率和可扩展性的其它要求。这种设计使得可以从具有最小静态电流的宽输入电压范围实现非常宽的输出电流范围(从大约纳安(nA)到10毫安(mA))。
图2以电路图形式示出了根据一些实施方案的充电泵电路200。充电泵200适合用作图1的充电泵106，并且在其它实施方案中以类似的功能使用。充电泵200包括标记为“IN”的接收来自电压-频率电路101的脉冲链的输入端、接收电池电压VBAT的输入端，以及标记为“vg”的输出端。充电泵200包括两个PMOS晶体管202和204、两个NMOS晶体管206和208、两个电容器210和214以及逆变器212。
PMOS晶体管202和204各自具有连接到VBAT输入端的源极端子。PMOS晶体管202具有连接到电容器210的第一端子的漏极和连接到电容器214的第一端子的栅极。PMOS晶体管204具有连接到电容器210的第一端子的栅极和连接到电容器214的第一端子的漏极。
NMOS晶体管206和208各自具有连接到vg输出端的源极。NMOS晶体管206具有连接到电容器214的第一端子的栅极和连接到电容器210的第一端子的漏极。NMOS晶体管208具有连接到电容器210的第一端子的栅极和连接到电容器214的第一端子的漏极。
逆变器212具有连接到输入端IN的输入端，其也连接到电容器210的第二端子。逆变器212的输出端连接到电容器214的第二端子。
在操作中，在输入端IN处施加诸如图1的脉冲链的驱动时钟，并且电容器210和214将在相反相位切换，交替地在晶体管202和204，然后在晶体管205和208上切换，以拉低vg处的电压，以便打开MOS晶体管112(图1)。
图3以框图形式示出了根据一些实施方案的充电泵电路300。充电泵电路300适合用作图1的LDO 100中的充电泵电路105，以及其它类似具体实施。充电泵电路300包括标记为“CP1”、“CP2”到“CPn”的数目“n”个充电泵301以及控制电路302。每个充电泵301具有标记为“EN”的耦合到控制电路301的使能输入端，用于选择性地激活和去激活充电泵301以调整LDO的增益。
控制电路302具有耦合到充电泵301的相应EN输入端的多个控制输出端，以用于控制在LDO的操作期间多少充电泵被激活。控制电路302还具有接收LDO输出电压VREG以监测输出电压的输入端。控制电路302可以使用数字逻辑来实施各种控制方案，并且响应于VREG的下降低于指定值诸如参考电压VREF(图1)而通常激活更多的充电泵301，并且响应于其增加高于指定值而去激活充电泵301。
根据本发明的第一方面，低压差线性调节器包括电压-频率电路、充电泵电路和电流镜电路。电压-频率电路包括接收参考电压的第一输入端、第二输入端，以及以与第一输入端和第二输入端之间的电压差有关的频率提供脉冲链的输出端。充电泵电路接收脉冲链并且基于脉冲链切换一个或多个充电泵以提供充电泵输出电压。电流镜电路包括第一金属氧化物半导体(MOS)晶体管，该第一MOS晶体管具有通过电阻器耦合到供电电压的第一端子、连接到充电泵输出电压的第二端子，以及连接到第二端子的栅极。电流镜电路还包括第二MOS晶体管，该第二MOS晶体管具有连接到供电电压的第一端子、提供连接到输出电容器的正极端子和电压-频率电路的第二输入端的输出端的第二端子，以及连接到第一MOS晶体管的栅极的栅极。
根据该低压差线性调节器的一些具体实施，该电压-频率电路包括比较器，该比较器具有复位输入端、输出端，以及连接电压-频率电路输入端的第一输入端和第二输入端。该电压-频率电路还包括脉冲发生器，该脉冲发生器用于提供脉冲链，包括连接到比较器的输出端的输入端和提供脉冲链的输出端，该输出端连接到比较器的复位输入端。该充电泵电路可以包括多个充电泵，每个充电泵包括耦合到控制器的使能输入端，以用于选择性地激活和去激活充电泵以调整低压差线性调节器的增益。在一些具体实施中，包括控制电路。该控制电路具有耦合到充电泵的相应使能输入端的多个控制输出端，以用于控制在低压差线性调节器的操作期间多少充电泵被激活。该控制电路可以具有连接到输出电容器的输入端，以用于监测低压差线性调节器的输出电压。
根据该低压差线性调节器的一些具体实施，该一个或多个充电泵各自包括：逆变器，该逆变器具有输出端和接收脉冲链的输入端；第一p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管，该第一PMOS晶体管具有连接到供电电压的源极、通过第一电容器耦合到逆变器输入端的漏极，以及通过第二电容器耦合到逆变器输出端的栅极；第一n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管，该第一NMOS晶体管具有连接到第一PMOS晶体管的漏极的漏极、连接到充电泵输出端的源极，以及连接到第一PMOS晶体管的栅极的栅极；第二PMOS晶体管，该第二PMOS晶体管具有连接到供电电压的源极、通过第二电容器耦合到逆变器输出端的漏极，以及连接到第一PMOS晶体管的漏极的栅极；以及第二NMOS晶体管，该第二NMOS晶体管具有连接到第二PMOS晶体管的漏极的漏极、连接到充电泵输出端的源极，以及连接到第二PMOS晶体管的栅极的栅极。
根据该低压差线性调节器的一些具体实施，第一MOS晶体管和第二MOS晶体管是横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管。
根据第二方面，本发明体现为一种用于提供低压差调节电压的方法。该方法包括以与调节电压和参考电压之间的电压差相关的可变频率产生脉冲链。该方法包括：利用脉冲链驱动充电泵电路以提供充电泵输出电压；以及将充电泵输出电压馈送到电流镜电路中的MOS晶体管的栅极，该电流镜电路包括第一MOS晶体管和第二MOS晶体管，该第一MOS晶体管具有连接到第一MOS晶体管的栅极的第一端子和通过电阻器耦合到供电电压的第二端子，该第二MOS晶体管耦合在供电电压与输出电容器之间。
根据该方法的一些具体实施，产生脉冲链还包括：利用比较器比较调节电压和参考电压；基于调节电压低于参考电压而生成脉冲；以及利用该脉冲将比较器进行复位。
根据该方法的一些具体实施，该充电泵电路包括并联连接的多个充电泵。
根据该方法的一些具体实施，该方法包括在产生调节电压时，选择性地禁用多个充电泵中的一些。
根据该方法的一些具体实施，第一MOS晶体管和第二MOS晶体管是横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管。
根据本发明的第三方面，集成电路包括低压差线性调节器。该低压差线性调节器包括电压-频率电路、充电泵电路和电流镜电路。电压-频率电路包括接收参考电压的第一输入端、第二输入端，以及以与第一输入端和第二输入端之间的电压差有关的频率提供脉冲链的输出端。充电泵电路接收脉冲链并且基于脉冲链切换一个或多个充电泵以提供充电泵输出电压。电流镜电路包括第一金属氧化物半导体(MOS)晶体管，该第一MOS晶体管具有通过电阻器耦合到供电电压的第一端子、连接到充电泵输出电压的第二端子，以及连接到第二端子的栅极。电流镜电路还包括第二MOS晶体管，该第二MOS晶体管具有连接到供电电压的第一端子、提供连接到输出电容器的正极端子和电压-频率电路的第二输入端的输出端的第二端子，以及连接到第一MOS晶体管的栅极的栅极。
根据第三方面的一些具体实施，该电压-频率电路包括比较器，该比较器具有复位输入端、输出端，以及连接电压-频率电路输入端的第一输入端和第二输入端。该电压-频率电路还包括脉冲发生器，该脉冲发生器用于提供脉冲链，包括连接到比较器的输出端的输入端和提供脉冲链的输出端，该输出端连接到比较器的复位输入端。
根据第三方面的一些具体实施，该充电泵电路包括多个充电泵，每个充电泵包括耦合到控制器的使能输入端，以用于选择性地激活和去激活充电泵以调整低压差线性调节器的增益。可以包括控制电路，该控制电路具有耦合到充电泵的相应使能输入端的多个控制输出端，以用于控制在低压差线性调节器的操作期间多少充电泵被激活。该控制电路可以具有连接到输出电容器的输入端，以用于监测低压差线性调节器的输出电压。
根据第三方面的一些具体实施，该一个或多个充电泵各自包括：逆变器，该逆变器具有输出端和接收脉冲链的输入端；第一p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管，该第一PMOS晶体管具有连接到供电电压的源极、通过第一电容器耦合到逆变器输入端的漏极，以及通过第二电容器耦合到逆变器输出端的栅极；第一n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管，该第一NMOS晶体管具有连接到第一PMOS晶体管的漏极的漏极、连接到充电泵输出端的源极，以及连接到第一PMOS晶体管的栅极的栅极；第二PMOS晶体管，该第二PMOS晶体管具有连接到供电电压的源极、通过第二电容器耦合到逆变器输出端的漏极，以及连接到第一PMOS晶体管的漏极的栅极；以及第二NMOS晶体管，该第二NMOS晶体管具有连接到第二PMOS晶体管的漏极的漏极、连接到充电泵输出端的源极，以及连接到第二PMOS晶体管的栅极的栅极。
根据第三方面的一些具体实施，第一MOS晶体管和第二MOS晶体管是横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管。
因此，已经描述了LDO电路、包括此类LDO电路的集成电路以及对应的方法的各种实施方案。通常，如本文所公开构造的LDO 100具有非常宽的输入电压范围，并且在调节负载和线路(电源)变化方面具有高度响应性。虽然本文示出了电池电压，但是LDO 100可用于其它电压供应。LDO 100具有最小的静态电流，使得这种设计对于使用睡眠模式的主机电路具有优势，在睡眠模式下，由VREG供电的电路被置于睡眠状态。LDO 100在使用集成电路领域也非常有效。通过改变充电泵数量而提供的可调增益还允许与宽范围的负载电流一起使用，同时保持所有这些优点。
上文所公开的主题应被视为示例性的而非限制性的，并且所附权利要求书旨在涵盖落在权利要求书的真实范围内的所有此类修改、增强和其他实施方案。例如，所采用的特定技术节点可以变化。又如，当然，用于控制本文的充电泵电路的数字逻辑可以变化，同时提供相同的功能。
因而，在法律允许的最大程度上，本发明的范围应该由以下权利要求书及其等同形式所容许的最宽泛解释来确定，并且不应受到前述详细说明的限制。

Claims (10)

1.一种低压差线性调节器，包括：
电压-频率电路，所述电压-频率电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端接收参考电压，所述输出端以与所述第一输入端和所述第二输入端之间的电压差有关的频率提供脉冲链；
充电泵电路，所述充电泵电路接收所述脉冲链并且基于所述脉冲链切换一个或多个充电泵以提供充电泵输出电压；以及
电流镜电路，所述电流镜电路包括：
第一金属氧化物半导体MOS晶体管，第一MOS晶体管的第一端子具有通过电阻器耦合到供电电压，所述第一MOS晶体管的第二端子连接到所述充电泵输出电压，所述第一MOS晶体管的栅极连接到所述第一MOS晶体管的第二端子；以及
第二MOS晶体管，所述第二MOS晶体管的第一端子连接到所述供电电压，所述第二MOS晶体管的第二端子提供连接到输出电容器的正极端子和所述电压-频率电路的所述第二输入端的输出端，所述第二MOS晶体管的栅极连接到所述第一MOS晶体管的栅极。
2.根据权利要求1所述的低压差线性调节器，其中所述电压-频率电路包括：
比较器，所述比较器具有第一输入端、第二输入端、复位输入端和输出端，所述第一输入端和所述第二输入端连接电压-频率电路输入端；以及
脉冲发生器，所述脉冲发生器用于提供所述脉冲链，所述脉冲发生器的输入端连接到所述比较器的输出端，所述脉冲发生器的输出端提供所述脉冲链，所述输出端连接到所述比较器的复位输入端。
3.根据权利要求2所述的低压差线性调节器，其中：
所述充电泵电路包括多个充电泵，每个充电泵包括耦合到控制器的使能输入端，以用于选择性地激活和去激活所述充电泵以调整所述低压差线性调节器的增益。
4.根据权利要求3所述的低压差线性调节器，还包括：
控制电路，所述控制电路具有耦合到所述充电泵的相应使能输入端的多个控制输出端，以用于控制在所述低压差线性调节器的操作期间多少充电泵被激活。
5.根据权利要求1所述的低压差线性调节器，其中所述一个或多个充电泵各自包括：
逆变器，所述逆变器具有输出端和接收所述脉冲链的输入端；
第一p型金属氧化物半导体PMOS晶体管，第一PMOS晶体管的源极连接到所述供电电压，所述第一PMOS晶体管的漏极通过第一电容器耦合到所述逆变器的输入端，第一PMOS晶体管的栅极通过第二电容器耦合到所述逆变器的输出端；
第一n型金属氧化物半导体NMOS晶体管，第一NMOS晶体管的漏极连接到所述第一PMOS晶体管的漏极，第一NMOS晶体管的源极连接到所述充电泵输出端，第一NMOS晶体管的栅极连接到所述第一PMOS晶体管的栅极；
第二PMOS晶体管，所述第二PMOS晶体管的源极连接到所述供电电压，所述第二PMOS晶体管的漏极通过所述第二电容器耦合到所述逆变器的输出端，所述第二PMOS晶体管的栅极连接到所述第一PMOS晶体管的漏极；以及
第二NMOS晶体管，所述第二NMOS晶体管的漏极连接到所述第二PMOS晶体管的漏极，所述第二NMOS晶体管的源极连接到所述充电泵的输出端，所述第二NMOS晶体管的栅极连接到所述第二PMOS晶体管的栅极。
6.根据权利要求1所述的低压差线性调节器，其中：
所述第一MOS晶体管和所述第二MOS晶体管是横向扩散金属氧化物半导体LDMOS晶体管。
7.一种提供低压差调节电压的方法，包括：
以与调节电压和参考电压之间的电压差相关的可变频率产生脉冲链；
利用所述脉冲链驱动充电泵电路以提供充电泵输出电压；以及
将所述充电泵输出电压馈送到电流镜电路中的MOS晶体管的栅极，所述电流镜电路包括第一MOS晶体管和第二MOS晶体管，所述第一MOS晶体管的第一端子连接到所述第一MOS晶体管的栅极，所述第一MOS晶体管的第二端子通过电阻器耦合到供电电压，所述第二MOS晶体管耦合在所述供电电压与输出电容器之间。
8.根据权利要求7所述的方法，其中产生所述脉冲链还包括：
利用比较器比较所述调节电压和参考电压；
基于所述调节电压低于所述参考电压而生成脉冲；以及
利用所述脉冲将所述比较器进行复位。
9.根据权利要求7所述的方法，其中：
所述充电泵电路包括并联连接的多个充电泵，
所述方法还包括在产生所述调节电压时，选择性地禁用所述多个充电泵中的一些充电泵。
10.一种集成电路，包括：
低压差线性调节器，所述低压差线性调节器包括：
电压-频率电路，所述电压-频率电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端接收参考电压，所述输出端以与所述第一输入端和所述第二输入端之间的电压差有关的频率提供脉冲链；
充电泵电路，所述充电泵电路接收所述脉冲链并且基于所述脉冲链切换一个或多个充电泵以提供充电泵输出电压；以及
电流镜电路，所述电流镜电路包括：
第一金属氧化物半导体MOS晶体管，第一MOS晶体管的第一端子通过电阻器耦合到供电电压，所述第一MOS晶体管的第二端子连接到所述充电泵输出电压，第一MOS晶体管的栅极连接到所述第二端子；以及
第二MOS晶体管，所述第二MOS晶体管的第一端子连接到所述供电电压，所述第二MOS晶体管的第二端子提供连接到输出电容器的正极端子和所述电压-频率电路的第二输入端的输出端，所述第二MOS晶体管的栅极连接到所述第一MOS晶体管的栅极。
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