CN1819424A

CN1819424A - 在待机操作模式具有减少的功耗的调压器

Info

Publication number: CN1819424A
Application number: CNA2006100061797A
Authority: CN
Inventors: 任俊爀
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2006-08-16
Also published as: US20060170403A1; KR100706239B1; KR20060087219A

Abstract

一种调压器包括：分开的电路路径，用于在正常操作模式和待机操作模式产生调整的电压。在正常操作模式消耗相对高功率的电路组件在待机操作模式期间被截止。因此，甚至当调整的电压在待机操作模式期间产生时，功耗也被最小化。

Description

在待机操作模式具有减少的功耗的调压器

技术领域

本发明一般来说涉及调压器(voltage regulator)，尤其涉及一种在待机操作模式期间产生具有减少的功耗的经调整的电压的调压器。

背景技术

调压器产生具有稳定的目标电平的调整的电压。在如图1所示的第10-0362700号韩国专利中公开了在半导体设备中的示例调压器10。如图1所图示，调压器10包括：比较器COMP、形成驱动器的PMOS晶体管MP1、形成分压器的电阻R1和R2。

比较器COMP确定来自分压器的反馈电压Vdiv是否低于参考电压Vref。PMOS晶体管MP1根据比较器COMP的这样一种确定工作。例如，如果由调压器10调整的输出电压VPPi低于目标电压(即，Vref＞Vdiv)，则电流流过PMOS晶体管MP1，直到电压VPPi达到目标电压。相反，如果输出电压VPPi高于目标电压(即，Vref＜Vdiv)，则流过PMOS晶体管MP1的电流被中断，直到输出电压VPPi被降低到目标电压。

系统甚至在待机操作模式期间也可以要求调整的电压。然而，出于在待机操作模式节约功率的目的，调压器10可能效率不够高。

发明内容

因此，本发明的调压器在待机操作模式节约功率的情况下，在正常操作模式和待机操作模式都提供调整的电压。

在本发明的一般实施例中的调压器，包括反馈路径和分压器路径。该反馈路径在正常操作模式期间利用反馈产生第一调整的电压。另一方面，该分压器路径在待机操作模式期间利用分压产生第二调整的电压。

在本发明的一个实施例中，反馈路径在待机操作模式期间被禁用，以最小化功耗。

在本发明的另一个实施例中，所述分压器路径包括：分压器，其具有在待机操作模式期间耦合在接地节点和用于输入电压的端子之间的多个电阻。

在本发明的进一步的实施例中，反馈路径包括：分压器，参考电压产生器，有源器件以及比较器。所述分压器具有第一多个电阻，用于产生第一调整的电压和反馈电压。参考电压产生器产生参考电压。有源器件被耦合到分压器，并且受比较器的控制，该比较器比较反馈电压和参考电压。所述有源器件确定流过第一多个电阻的电流电平，该第一多个电阻产生第一调整的电压。

在本发明的示范性实施例中，有源器件是PMOS晶体管，其耦合在输入电压和第一多个电阻之间。

在本发明的进一步的方面，所述参考电压产生器、有源器件和比较器在正常操作模式期间被导通，而在待机操作模式期间被截止。

在本发明的另一个方面，分压器路径在待机操作模式期间包括至少一个附加电阻，其与第一多个电阻串联耦合在接地节点和用于输入电压的端子之间。

在本发明的示范性实施例中，开关器件耦合在至少一个附加电阻和第一多个电阻之间。所述开关器件在待机操作模式期间被导通，而在正常操作模式期间被截止。

在本发明的一个实施例中，第一调整的电压和第二调整的电压在相同的输出节点产生。在本发明的另一个示范性实施例中，第一调整的电压和第二调整的电压大致相等。

用此方法，分开的电路路径被用于在正常操作模式和待机操作模式产生调整的电压。在正常操作模式消耗相对高功率的电路组件在待机操作模式期间被截止。因此，当调整的电压在待机操作模式期间产生时，功耗被最小化。

附图说明

当参照附图在其详细的示范性实施例中描述时，本发明的上面和其他的特征和优点会变得更清楚，在附图中：

图1是传统的调压器的电路图；以及

图2是根据本发明的示范性实施例的、在待机操作模式期间具有最小化的功耗的调压器的电路图。

在此引用的各图是为了说明的清楚性绘出的，不一定按比例绘制。在图1和2中具有相同参考标号的元件指具有类似结构和/或功能的元件。

具体实施方式

下面参照附图更详细地描述本发明的优选实施例。然而，本发明可以用不同的形式实施，并且不应该解释为限于在此提出的实施例。更确切地说，提供这些实施例，使得本公开将会充分而且完整，并且将充分传达本发明的范围给本领域的技术人员。相同的参考标号在本说明书始终指相同的元件。

图2示出了根据本发明的一个实施例的调压器20的电路图。调压器20接收输入电压Vin和待机信号STBYN，以便在图2中用Vout标注的输出节点产生经调整的目标电压。待机信号STBYN指示包括正常操作模式或待机操作模式的操作模式的类型。从外部控制器(未示出)提供待机信号STBYN，用于指示操作模式的类型，在正常操作模式变为逻辑高电平，而在待机操作模式变为逻辑低电平。

调压器20包括参考电压产生器25、驱动器21、控制信号产生器22、第二分压器23和反相器27。参考电压产生器25是独立于输入电压Vin的电压源。在当待机信号STBYN为逻辑高电平时的正常操作模式期间，参考电压产生器25产生提供给比较器26的参考电压Vref。

驱动器21包括第一PMOS(P沟道金属氧化物半导体)晶体管M1和第二PMOS晶体管M2。第一PMOS晶体管M1被耦合在其上施加输入电压Vin的端子和输出节点Vout之间。第二PMOS晶体管M2被耦合在其上施加输入电压Vin的端子和第一PMOS晶体管M1的栅极之间。第二PMOS晶体管M2的栅极被耦合到其上施加STBYN信号的端子。

PMOS晶体管M1和M2的源极被耦合到其上施加输入电压Vin的端子。在驱动器21内的控制节点(CONTROL NODE)处施加比较器26的输出。第一PMOS晶体管M1的栅极和第二PMOS晶体管M2的漏极被耦合到这样一个控制节点。第一PMOS晶体管M1的漏极被耦合到输出节点Vout。

比较器26在控制信号产生器22内，控制信号产生器22还包括形成第一分压器的电阻R2和R3。电阻R2和R3串联耦合在输出节点Vout和接地节点之间。比较器26根据比较反馈电压Vdiv和来自参考电压产生器25的参考电压Vref的结果，驱动第一PMOS晶体管M1。在第一分压器的电阻R2和R3之间产生反馈电压Vdiv。

通过待机信号STBYN控制比较器26的操作。例如，在正常操作模式期间当待机信号是逻辑高电平时比较器26变得可操作。另一方面，在待机操作模式期间当待机信号为逻辑低电平时比较器26变为被禁用。

第二分压器23包括开关SW1和电阻R1。开关SW1利用本发明的一个实施例中的两个互补通过晶体管(complementary pass transistor)实现。互补通过晶体管SW1的源极耦合在一起，而且互补通过晶体管SW1的漏极耦合在一起。参照图2，两个互补通过晶体管耦合在输出节点Vout和电阻R1之间。

开关SW1的P沟道晶体管的栅极具有在其上施加的待机信号STBYN。开关SW1的N沟道晶体管的栅极经由反相器27在其上施加反相的待机信号STBYN。电阻R1耦合在开关SW1和在其上施加输入电压Vin的端子之间。

当待机信号STBYN在待机操作模式期间为逻辑低电平时，开关SW1导通以连接电阻R1和输出节点Vout。否则，当待机信号STBYN为逻辑高电平时，开关SW1在正常操作模式期间截止以将电阻R1从输出节点Vout断开。

当在正常操作模式期间待机信号STBYN为逻辑高电平时，调压器20操作如下。在这样一种正常操作模式期间，参考电压产生器25和比较器26通过待机信号STBYN的逻辑高电平启用。因此在正常操作模式，参考电压产生器25产生参考电压Vref。

而且在正常操作模式期间，当第一PMOS晶体管M1导通以使电流流过其中时，第二PMOS晶体管M2被截止。此外在正常操作模式期间，开关SW1截止以将电阻R1从输出节点Vout断开。

在正常操作模式期间用此方法，经由参考电压产生器25、比较器26、第一PMOS晶体管M1和电阻R2和R3形成的反馈路径，在输出节点Vout产生第一调整的电压。在此正常操作模式期间，这样的组件耗散电流，从而耗费功率。

另一方面，待机信号STBYN在待机操作模式期间被设置为逻辑低电平。在这样一种待机操作模式期间，参考电压产生器25和比较器26被禁用，从而为节约功率而不工作。

同样在这样一种待机操作模式期间，第二PMOS晶体管M2导通，使得输入电压Vin被施加在第一PMOS晶体管M1的栅极，然后晶体管M1被截止。此外，在这样一种待机操作模式期间，开关SW1导通以便串联连接电阻R1与电阻R2和R3。

在待机操作模式期间用此方法，经由串联连接在输入电压Vin和接地节点之间的电阻R1、R2和R3，通过分压，在输出节点Vout处产生第二调整的电压。这样一种第二调整的电压的电平由电阻R1、R2和R3的电阻值以及输入电压Vin的电平确定。

因此，在待机操作模式期间，由参考电压产生器25、比较器26和第一PMOS晶体管M1形成的反馈路径被禁用。确切地说，由电阻R1、R2和R3形成的分压器路径被用于在待机操作模式在输出节点Vout处产生调整的电压。

优点在于，由参考电压产生器25、比较器26和第一PMOS晶体管M1形成的反馈路径的组件在待机操作模式期间被禁用，用于最小化调压器20中的功耗。在待机操作模式期间在调压器20中的功耗由流过电阻R1、R2和R3的电流的电平确定。

在本发明的示范实施例中，在正常操作模式期间在输出节点Vout处产生的第一调整的电压，大致等于在待机操作模式期间在输出节点Vout处产生的第二调整的电压。利用电阻R1、R2和R3的适当电阻值，这些电压可以被大致相等地产生。

用此方法，调压器20在正常操作模式和待机操作模式都产生调整的电压。此外，调压器20使用不同路径用于在待机操作模式期间产生用于最小化功耗的这种调整的电压。

尽管参照其示范性实施例已经具体地说明和描述了本发明，但是，本领域的普通技术人员将会理解，在其中可以进行各种形式和细节的变化，而不脱离如由权利要求所限定的本发明的精神和范围。例如，为了在正常和待机操作模式期间产生调整的电压，可以实现其他类型的反馈路径和分压器路径。此外，其他类型的有源器件可以被用于PMOS晶体管M1和M2。

Claims

1.一种调压器，包括：

反馈路径，用于在正常操作模式期间利用反馈产生第一调整的电压；以及

分压器路径，用于在待机操作模式期间利用分压产生第二调整的电压。

2.如权利要求1所述的调压器，还包括：

驱动器，用于在待机操作模式期间禁用反馈路径。

3.如权利要求1所述的调压器，其中所述分压器路径包括：

分压器，其具有在待机操作模式期间耦合在接地节点和用于输入电压的端子之间的多个电阻。

4.如权利要求1所述的调压器，其中反馈路径包括：

分压器，其具有第一多个电阻，用于产生第一调整的电压和反馈电压；

参考电压产生器，用于产生参考电压；

有源器件，其耦合到分压器；以及

比较器，用于根据比较反馈电压和参考电压控制有源器件，

其中，所述有源器件确定流过第一多个电阻的电流电平，该第一多个电阻产生第一调整的电压。

5.如权利要求4所述的调压器，其中有源器件是PMOS(P沟道金属氧化物半导体)晶体管，其耦合在输入电压和第一多个电阻之间。

6.如权利要求4所述的调压器，其中，所述参考电压产生器、有源器件和比较器在正常操作模式期间被导通，而在待机操作模式期间被截止。

7.如权利要求4所述的调压器，其中分压器路径在待机操作模式期间包括至少一个附加电阻，其与第一多个电阻串联耦合在接地节点和用于输入电压的端子之间。

8.如权利要求7所述的调压器，还包括：

开关器件，其耦合在至少一个附加电阻和第一多个电阻之间，其中所述开关器件在待机操作模式期间被导通，而在正常操作模式期间被截止。

9.如权利要求1所述的调压器，其中第一调整的电压和第二调整的电压在相同的输出节点产生。

10.如权利要求1所述的调压器，其中第一调整的电压和第二调整的电压大致相等。

11.一种调压器，包括：

用于在正常操作模式期间经由反馈路径产生第一调整的电压的装置；以及

用于在待机操作模式期间经由分压器产生第二调整的电压的装置。

12.如权利要求11所述的调压器，包括：

用于在待机操作模式期间截止在反馈路径中的至少一个组件的装置。

13.如权利要求12所述的调压器，其中，在待机操作模式期间被截止的在反馈路径中的至少一个组件包括参考电压产生器和比较器。

14.如权利要求11所述的调压器，其中第一调整的电压和第二调整的电压在相同的输出节点产生。

15.如权利要求11所述的调压器，其中第一调整的电压和第二调整的电压大致相等。

16.一种用于产生调整的电压的方法，包括：

使能反馈路径，用于在正常操作模式期间利用反馈产生第一调整的电压；以及

禁用所述反馈路径，用于在待机操作模式期间利用分压产生第二调整的电压。

17.如权利要求16所述的方法，还包括：

在待机操作模式期间截止在反馈路径中的至少一个组件。

18.如权利要求17所述的方法，其中在待机操作模式期间被截止的在反馈路径中的至少一个组件包括参考电压产生器和比较器。

19.如权利要求16所述的方法，其中第一调整的电压和第二调整的电压在相同的输出节点产生。

20.如权利要求16所述的方法，其中第一调整的电压和第二调整的电压大致相等。