DE102016201171A1

DE102016201171A1 - Anpassbare Verstärkungssteuerung für Spannungsregler

Info

Publication number: DE102016201171A1
Application number: DE102016201171.5A
Authority: DE
Inventors: Ambreesh Bhattad; Frank Kronmüller
Original assignee: Dialog Semiconductor UK Ltd
Current assignee: Dialog Semiconductor UK Ltd
Priority date: 2016-01-27
Filing date: 2016-01-27
Publication date: 2017-07-27
Anticipated expiration: 2036-01-28
Also published as: US10054970B2; US20170212542A1; DE102016201171B4

Abstract

Es wird ein Spannungsregler (100) beschrieben, der konfiguriert ist, an einem Ausgangsknoten auf der Basis einer Eingangsspannung (V_IN) an einem Eingangsknoten (150) einen Ausgangsstrom (I_OUT) bei einer Ausgangsspannung (V_OUT) bereitzustellen. Der Spannungsregler (100) umfasst eine Ausgangsverstärkungsstufe (103), die einen Durchgangstransistor (201) zum Ableiten des Ausgangsstroms (I_OUT) an dem Ausgangsknoten von der Eingangsspannung (V_IN) an dem Eingangsknoten (150) umfasst; und die ferner eine Ansteuerungsstufe (110) umfasst, die konfiguriert ist, auf der Basis einer Ansteuerungsspannung (V_{DRIVE_S3}) eine Gatespannung (611) an einem Gate des Durchgangstransistors (201) einzustellen. Eine Verstärkung (G_OUT) der Ausgangsverstärkungsstufe (103) ist einstellbar. Ferner umfasst der Spannungsregler (100) eine Differentialverstärkungseinheit (160), die konfiguriert ist, die Ansteuerungsspannung (V_{DRIVE_S3}) in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung (V_OUT) und in Abhängigkeit von einer Referenzspannung (108) zu bestimmen. Zusätzlich umfasst der Spannungsregler (100) eine Verstärkungssteuereinheit (401), die konfiguriert ist, die Verstärkung (G_OUT) der Ausgangsverstärkungsstufe (103) in Abhängigkeit von dem Ausgangsstrom (I_OUT) einzustellen.

Description

Technisches Gebiet
Das vorliegende Dokument bezieht sich auf einen Spannungsregler. Insbesondere bezieht sich das vorliegende Dokument auf einen Spannungsregler, der verringerte interne Verluste und/oder verringerte Abfallspannungen aufweist.
Hintergrund
Spannungsregler werden häufig zum Bereitstellen eines Laststroms bei einer stabilen Lastspannung für verschiedene Lasttypen (z. B. für die Prozessoren einer elektronischen Vorrichtung) verwendet. Ein Spannungsregler leitet den Laststrom von einem Eingangsknoten des Reglers ab, während er die Ausgangsspannung an dem Ausgangsknoten des Reglers in Entsprechung mit einer Referenzspannung regelt.
Das vorliegende Dokument behandelt das technische Problem, einen Spannungsregler bereitzustellen, der verringerte interne Verluste aufweist und/oder der verringerte Abfallspannungen ermöglicht.
Zusammenfassung
Gemäß einem Aspekt wird ein Regler (besonders ein Spannungsregler wie etwa ein Linearregler-LDO) beschrieben. Der Regler ist konfiguriert, an einem Ausgangsknoten des Reglers einen Ausgangsstrom (der hier als I_OUT bezeichnet wird) bei einer Ausgangsspannung (die hier als V_OUT bezeichnet wird) bereitzustellen. Der Ausgangsknoten des Reglers kann mit einer Last (z. B. mit einem Prozessor) verbunden sein, die unter Verwendung des Laststroms betrieben werden soll. Der Ausgangsstrom wird von einer Eingangsspannung (die hier als V_IN bezeichnet wird) an einem Eingangsknoten des Reglers abgeleitet.
Der Regler (besonders der Spannungsregler) umfasst eine Ausgangsverstärkungsstufe. Die Ausgangsverstärkungsstufe umfasst einen Durchgangstransistor (z. B. einen N-Typ-Metalloxidhalbleitertransistor) zum Bereitstellen des Ausgangsstroms an dem Ausgangsknoten von einer Eingangsspannung an dem Eingangsknoten des Reglers. Der Eingangsknoten kann einem Drain des Durchgangstransistors entsprechen, und der Ausgangsknoten kann einer Source des Durchgangstransistors entsprechen. Ferner umfasst die Ausgangsverstärkungsstufe eine Ansteuerungsstufe, die konfiguriert ist, auf der Basis einer Ansteuerungsspannung (die hier als V_{DRIVE_S3} bezeichnet wird) an einem Gate des Durchgangstransistors eine Gatespannung einzustellen. Die Ansteuerungsstufe kann einen Ansteuerungstransistor (z. B. einen NMOS-Transistor) umfassen, der ein Gate besitzt, das mit dem Gate des Durchgangstransistors verbunden ist, der ferner eine Source besitzt, die mit einer Source des Durchgangstransistors verbunden ist, und der einen Drain besitzt, der mit dem Gate des Ansteuerungstransistors verbunden ist. Folglich können der Ansteuerungstransistor und der Durchgangstransistor einen Stromspiegel bilden.
Ferner umfasst der Spannungsregler eine Differentialverstärkungseinheit, die konfiguriert ist, die Ansteuerungsspannung in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung und in Abhängigkeit von einer Referenzspannung zu bestimmen. Insbesondere kann die Differentialverstärkungseinheit konfiguriert sein, die Ansteuerungsspannung in Abhängigkeit von der Differenz zwischen einer Rückkopplungsspannung (die proportional zu der Ausgangsspannung ist) und der Referenzspannung zu bestimmen.
Eine Verstärkung der Ausgangsverstärkungsstufe (die hier als G_OUT bezeichnet wird) ist einstellbar. Die einstellbare Verstärkung kann z. B. unter Verwendung eines einstellbaren Spiegelverhältnisses des Stromspiegels, der von dem Ansteuerungstransistor und dem Durchgangstransistor gebildet wird, implementiert werden. Der Regler umfasst ferner eine Verstärkungssteuerschaltung, die konfiguriert ist, die Verstärkung der Ausgangsverstärkungsstufe in Abhängigkeit von dem Ausgangsstrom einzustellen. Zu diesem Zweck kann die Verstärkungssteuerschaltung konfiguriert werden, den Ausgangsstrom zu erfassen (z. B. unter Verwendung von Stromerfassungsmitteln wie etwa einer skalierten Kopie des Durchgangstransistors). Die Verstärkung kann dann unter Verwendung des erfassten Ausgangsstroms eingestellt werden.
Durch Einstellen der Verstärkung der Ausgangsverstärkungsstufe auf der Basis des Ausgangstroms können die internen Verluste des Spannungsreglers verringert werden, während gleichzeitig ein schnelles Übergangsverhalten und die Stabilität des Spannungsreglers aufrechterhalten werden. Insbesondere kann die Verstärkungssteuerschaltung konfiguriert werden, die Verstärkung derart einzustellen, dass sich die Verstärkung mit einem sich erhöhenden Ausgangsstrom erhöht und sich mit einem sich vermindernden Ausgangsstrom vermindert, wodurch ein guter Kompromiss zwischen Stabilität, Geschwindigkeit und Stromverbrauch des Spannungsreglers erreicht wird.
Alternativ oder zusätzlich kann die Verstärkungssteuerschaltung konfiguriert werden, die Verstärkung in Abhängigkeit von der Eingangsspannung und/oder in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung, besonders in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung, einzustellen. Insbesondere kann die Verstärkungssteuerschaltung konfiguriert werden, die Verstärkung zu erhöhen, wenn sich ein Absolutwert der Differenz zwischen der Ausgangsspannung und der Eingangsspannung vermindert oder wenn sich ein Wert der Eingangsspannung vermindert. Alternativ oder zusätzlich kann die Verstärkungssteuerschaltung konfiguriert werden, die Verstärkung zu vermindern, wenn sich ein Absolutwert der Differenz zwischen der Ausgangsspannung und der Eingangsspannung erhöht oder wenn sich ein Wert der Eingangsspannung erhöht. Durch diese Vorgehensweise kann der Spannungsregler für eine Regelung mit relativ kleinen Differenzen zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung (d. h. für kleine Abfallspannungen), wie sie z. B. im Fall einer Verminderung der Eingangsspannung auftreten können, befähigt werden.
Die Verstärkungssteuerschaltung kann konfiguriert werden, die Verstärkung der Ausgangsverstärkungsstufe durch ein Verstärkungsdelta einzustellen, wenn sich der Ausgangsstrom um ein Stromdelta ändert. Ein Verhältnis des Verstärkungsdeltas und des Stromdeltas kann gleich oder kleiner als ein vorgegebener Übergangsschwellenwert sein. Der vorgegebene Übergangsschwellenwert kann derart eingestellt werden, dass die Stabilität des Spannungsreglers sichergestellt wird. Mit anderen Worten, die Verstärkungssteuerschaltung kann konfiguriert werden, ein allmähliches Erhöhen/Vermindern der Verstärkung über ein bestimmtes Intervall von Werten des Ausgangsstroms durchzuführen. Durch diese Vorgehensweise kann, sogar wenn die Verstärkung der Ausgangsverstärkungsstufe eingestellt wird, eine stabile Regelung des Spannungsreglers sichergestellt werden.
Als ein Beispiel kann die Ausgangsverstärkungsstufe einen minimalen Verstärkungswert und einen maximalen Verstärkungswert für die Verstärkung der Ausgangsverstärkungsstufe aufweisen. Die Verstärkungssteuerschaltung kann konfiguriert werden, die Verstärkung von dem minimalen Verstärkungswert zu dem maximalen Verstärkungswert (oder umgekehrt) über einen Übergangsbereich von Werten des Ausgangsstroms einzustellen. Die Breite des Übergangsbereichs kann auf der Basis von Stabilitätsmessungen des Spannungsreglers bestimmt werden. Insbesondere kann der Übergangsbereich sogar für sich ändernde Verstärkungen der Ausgangsverstärkungsstufe ausreichend breit sein, um die Stabilität des Spannungsreglers sicherzustellen. Dies kann durch Auswählen des Übergangsbereichs auf der Basis von Stabilitätsmessungen sichergestellt werden.
Ein minimaler Stromwert und/oder ein maximaler Stromwert des Übergangsbereichs kann von der Eingangsspannung und/oder von einem Absolutwert einer Differenz zwischen der Ausgangsspannung und der Eingangsspannung abhängen. Durch diese Vorgehensweise kann der Spannungsregler für eine Regelung mit relativ kleinen Differenzen zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung, wie sie z. B. im Fall eines Verminderns der Eingangsspannung auftreten können, befähigt werden.
Wie oben erwähnt umfasst die Ansteuerungsstufe herkömmlicherweise einen Ansteuerungstransistor, der mit dem Durchgangstransistor einen Stromspiegel bildet. Die Verstärkung der Ausgangsverstärkungsstufe kann abhängig von, besonders gleich, einem Spiegelverhältnis des Stromspiegels sein. Somit kann die Verstärkung der Ausgangsverstärkungsstufe durch Einstellen des Spiegelverhältnisses des Stromspiegels eingestellt werden.
Als ein Beispiel kann der Stromspiegel einen einstellbaren Widerstand zwischen dem Drain des Ansteuerungstransistors und dem Gate des Durchgangstransistors umfassen. Die Verstärkungssteuereinheit kann konfiguriert werden, den einstellbaren Widerstand zu steuern, um die Verstärkung der Ausgangsverstärkungsstufe zu steuern. Der einstellbare Widerstand kann z. B. einen Hilfstransistor umfassen, und die Verstärkungssteuereinheit kann konfiguriert werden, eine Spannung zu steuern, die an ein Gate des Hilfstransistors angelegt wird (wobei dadurch der An-Widerstand des Hilfstransistors eingestellt wird). Ein einstellbarer Widerstand innerhalb des Stromspiegels stellt ein effizientes Mittel zum Einstellen der Verstärkung der Ausgangsverstärkungsstufe zur Verfügung.
Die Verstärkungssteuereinheit kann konfiguriert werden, eine effektive Größe des Ansteuerungstransistors einzustellen, um das Spiegelverhältnis des Stromspiegels einzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann die Verstärkungssteuereinheit konfiguriert werden, eine Verstärkung des Ansteuerungstransistors einzustellen, um das Spiegelverhältnis des Stromspiegels einzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann der Ansteuerungstransistor mehrere dieser konstituierenden Transistoren umfassen, und die Verstärkungssteuereinheit kann konfiguriert werden, einen oder mehrere der bildenden Transistoren zu aktivieren und/oder zu deaktivieren, um das Spiegelverhältnis des Stromspiegels einzustellen. Somit können diverse verschiedene Mittel bereitgestellt werden, um die Verstärkung der Ausgangsverstärkungsstufe einzustellen.
Die Ansteuerungsstufe kann einen Eingangstransistor umfassen, der durch die Ansteuerungsspannung gesteuert wird, um einen internen Strom der Ansteuerungsstufe einzustellen. Der Eingangstransistor und der Ansteuerungstransistor können in Bezug aufeinander derart in Reihe angeordnet sein, dass der interne Strom dem Strom durch den Eingangstransistor und dem Strom durch den Ansteuerungstransistor entspricht. Die Verstärkung der Ausgangsverstärkungsstufe kann zu einem Verhältnis des Ausgangsstroms und des internen Stroms proportional sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Bereitstellen eines Ausgangsstroms bei einer Ausgangsspannung an einem Ausgangsknoten eines Reglers auf der Basis einer Eingangsspannung an einem Eingangsknoten des Reglers beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ableiten des Ausgangsstroms an dem Ausgangsknoten von der Eingangsspannung an dem Eingangsknoten unter Verwendung eines Durchgangstransistors. Ferner umfasst das Verfahren das Einstellen einer Gatespannung an einem Gate des Durchgangstransistors auf der Basis einer Ansteuerungsspannung. Zusätzlich umfasst das Verfahren das Bestimmen der Ansteuerungsspannung in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung und in Abhängigkeit von einer Referenzspannung. Das Verfahren umfasst ferner das Einstellen einer Verstärkung zwischen der Ansteuerungsspannung und der Gatespannung in Abhängigkeit von dem Ausgangsstrom.
In dem vorliegenden Dokument bezieht sich der Ausdruck ”verbinden” oder ”verbunden” auf Elemente, die miteinander in elektrischer Kommunikation stehen, entweder direkt verbunden, z. B. über Drähte, oder auf eine andere Weise.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei
1a ein Beispielbockdiagramm eines LDO-Reglers veranschaulicht;
1b ein Beispielblockdiagramm eines LDO-Reglers in größerer Detailtiefe veranschaulicht;
1c ein anderes Blockdiagramm eines LDO-Reglers zeigt;
2a, 2b, 2c, 2d beispielhafte Messsignale während des Betriebs eines LDO-Reglers zeigen;
3a, 3b, 3c, 3d weitere beispielhafte Messsignale währende des Betriebs eines LDO-Reglers zeigen;
4 ein Beispielblockdiagramm eines LDO-Reglers zeigt, der eine Ausgangsstufe mit einer anpassbaren Verstärkung umfasst;
5a, 5b, 5c, 5d beispielhafte Messsignale während des Betriebs eines LDO-Reglers zeigt, der eine Ausgangsstufe mit einer anpassbaren Verstärkung besitzt;
6 eine beispielhafte Verstärkungssteuerschaltung für die Ausgangsstufe eines LDO-Reglers veranschaulicht;
7 beispielhafte Messsignale während des Betriebs eines LDO-Reglers zeigt, der eine Ausgangsverstärkungsstufe mit einer einstellbaren Verstärkung besitzt;
8 ein Blockdiagramm eines anderen beispielhaften LDO-Reglers veranschaulicht, der eine Ausgangsstufe mit einer anpassbaren Verstärkung besitzt; und
9 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betreiben eines Spannungsreglers zeigt.
Genaue Beschreibung
Wie oben beschrieben zielt das vorliegende Dokument auf das Bereitstellen eines Spannungsreglers mit verringerten internen Verlusten. Ein Beispiel für einen Spannungsregler ist ein LDO-Regler. Ein herkömmlicher LDO-Regler 100 ist in 1a veranschaulicht. Der LDO-Regler 100 umfasst eine Ausgangsverstärkungsstufe oder Ausgangsstufe 103, die z. B. einen Feldeffekttransistor (FET) umfasst, an dem Ausgang und eine Differentialverstärkungsstufe 101 (die auch als Fehlerverstärker bezeichnet wird) am Eingang. Ein erster Eingang (fb) 107 der Differentialverstärkungsstufe 101 empfängt einen Anteil der Ausgangsspannung V_OUT, der durch den Spannungsteiler 104 bestimmt wird, der die Widerstände RO und R1 umfasst. Der zweite Eingang (ref) in die Differentialverstärkungsstufe 101 ist eine stabile Spannungsreferenz V_ref 108 (die auch als die Bandlückenreferenz bezeichnet wird). Wenn sich die Ausgangsspannung V_OUT relativ zu der Referenzspannung V_ref ändert, ändert sich die Ansteuerungsspannung an der Ausgangsverstärkungsstufe, z. B. an dem Leistungs-FET, durch einen Rückkopplungsmechanismus, der die Hauptrückkopplungsschleife genannt wird, um eine konstante Ausgangsspannung V_OUT aufrechtzuerhalten.
Der LDO-Regler 100 von 1a umfasst ferner eine zusätzliche Zwischenverstärkungsstufe 102, die konfiguriert ist, die Ausgangsspannung der Differentialverstärkungsstufe 101 zu verstärken. Eine Zwischenverstärkungsstufe 102 kann verwendet werden, um eine zusätzliche Verstärkung innerhalb des Verstärkungswegs bereitzustellen. Ferner kann die Zwischenverstärkungsstufe 102 eine Phasenumkehr bereitstellen.
Zusätzlich kann der LDO-Regler 100 eine Ausgangskapazität C_out (die auch als ein Ausgangskondensator oder als ein Stabilisierungskondensator oder als ein Bypasskondensator bezeichnet wird) 105 parallel zu der Last 106 umfassen. Der Ausgangskondensator 105 wird verwendet, um die Ausgangsspannung V_OUT zu stabilisieren, die einer Änderung der Last 106, insbesondere einer Änderung des geforderten Laststroms oder Ausgangsstroms I_load/I_OUT unterworfen ist.
1b veranschaulicht das Blockdiagramm eines LDO-Reglers 100, wobei die Ausgangsverstärkungsstufe 103 in größerer Detailtiefe dargestellt ist. Insbesondere werden der Durchgangstransistor oder die Durchgangsvorrichtung 201 und die Ansteuerungsstufe 110 der Ausgangsverstärkungsstufe 103 gezeigt. Typische Parameter eines LDO-Reglers 100 sind eine Versorgungsspannung von 3 V, eine Ausgangsspannung von 2 V und ein Ausgangsstrom oder Laststrom in einem Bereich von 1 mA bis 100 oder 200 mA. Andere Konfigurationen sind möglich.
1c zeigt weitere Details der Ansteuerungsstufe 110. Die Ansteuerungsstufe 110 umfasst einen Ansteuerungstransistor 111 (z. B. einen P-Typ-Metalloxidhalbleiter-, PMOS-Transistor), der als eine Diode betrieben wird (d. h. der Drain des Ansteuerungstransistors 111 ist mit dem Gate des Ansteuerungstransistors 111 verbunden). Das Gate des Ansteuerungstransistors 111 ist mit dem Gate des Durchgangstransistors 201 verbunden. Ferner ist die Source des Ansteuerungstransistors 111 mit der Source des Durchgangstransistors 201 verbunden, die dem Eingangsknoten 150 des Reglers 100 entspricht. Der Drain des Durchgangstransistors 201 entspricht dem Ausgangsknoten des Reglers 100.
Die Ansteuerungsstufe 110 umfasst ferner einen Eingangstransistor 113 (z. B. einen N-Typ-MOS- oder NMOS-Transistor), der derart in Reihe mit dem Ansteuerungstransistor 111 angeordnet ist, dass der Strom I_S3 durch den Ansteuerungstransistor 111 dem Strom durch den Eingangstransistor 113 entspricht. Dieser Strom wird hier als der interne Strom bezeichnet. Die Reihenanordnung des Ansteuerungstransistors 111 und des Eingangstransistors 113 kann zwischen dem Eingangsknoten 150 und Masse GND angeordnet sein. Das Gate des Eingangstransistors 113 wird von dem Ausgang der Differentialverstärkungseinheit 160 (die z. B. die Differentialverstärkungsstufe 101 und die Zwischenverstärkungsstufe 102 umfasst) gesteuert. Die Spannung am Ausgang der Differentialverstärkungseinheit 160 wird hier als die Ansteuerungsspannung V_{DRIVE_S3} bezeichnet.
1c veranschaulicht außerdem verschiedene Anschlüsse des Reglers 100, besonders einen Eingangsanschluss oder Eingangsknoten (der in 1c als 1 bezeichnet ist), der mit einer ungeregelten Eingangsspannung V_IN verbunden ist, einen Ausgangsanschluss oder Ausgangsknoten (der in 1c als 2 bezeichnet ist), der die geregelte Ausgangsspannung V_OUT bereitstellt, und einen Masseanschluss (der in 1c als 3 bezeichnet ist), der mit Masse GND verbunden ist.
Der Ansteuerungstransistor 111 und der Durchgangstransistor 201 bilden einen Stromspiegel, der eine bestimmte Verstärkung besitzt, die dem Verhältnis der Verstärkung (GAIN_S1) des Ansteuerungstransistors 111 und der Verstärkung (GAIN_S2) des Durchgangstransistors 201 entspricht. Dieses Verhältnis der Verstärkung des Ansteuerungstransistors 111 und der Verstärkung des Durchgangstransistors 201 bestimmt das Verhältnis des Ausgangsstroms (I_OUT oder I_OUT) an dem Ausgangsanschluss des Reglers 100 und des internen Stroms (I_S3 oder I_S3) durch den Ansteuerungstransistor 111. Die Verstärkung GAIN_S2:GAIN_S1 kann als G_OUT (die als die Verstärkung der Ausgangsverstärkungsstufe bezeichnet wird) vermerkt werden, und der Ausgangsstrom ist als G_OUT multipliziert mit dem internen Strom gegeben, d. h. I_OUT = G_OUT·I_S3.
Der Ansteuerungstransistor 111 und/oder der Durchgangstransistor 201 können jeder aus mehreren Schaltvorrichtungen aufgebaut sein, die in einer Parallelkonfiguration angeschlossen sind. Zur Vereinfachung wird hier die gesamte Ansteuerungstransistorstruktur (die mehrere parallele, beitragende Transistoren umfasst) als ein Ansteuerungstransistor S1 111 bezeichnet. Ebenso wird hier die gesamte externe Durchgangstransistorstruktur (die mehrere parallele, beitragende Transistoren umfasst) als ein Durchgangstransistor S2 201 bezeichnet. Das Verstärkungsverhältnis G_OUT = GAIN_S2:GAIN_S1 ist herkömmlicherweise festgelegt, so dass das Verhältnis des Ausgangsstroms (I_OUT) und des internen Stroms (I_S3) ebenfalls festgelegt ist.
Der Betrieb eines Reglers 100 mit einer festgelegten Verstärkung oder einem festgelegten Verstärkungsverhältnis G_OUT ist in den in den 2 und 3 gezeigten Wellenformen veranschaulicht. Die 2a und 3a zeigen das Verhältnis zwischen der Verstärkung des Durchgangstransistors S2 201 und der Verstärkung des Ansteuerungstransistors S1 111, das über den gesamten Bereich der Ausgangslast konstant bleibt, d. h. über den gesamten Bereich des Ausgangsstroms I_OUT oder I_OUT. Die 2b und 3b zeigen den linearen Zusammenhang zwischen dem Ausgangsstrom (I_OUT) und dem internen Strom (I_S3). Als ein Ergebnis daraus erhöht sich der interne Verlust des Reglers 100 linear mit dem Ausgangsstrom I_OUT, wobei der interne Verlust (der in Watt gemessen wird) gegeben ist durch: interner Verlust = (I_S3) × (R_DS(ON)_S1 + R_DS(ON)_S3), wobei R_DS(ON)_S1 der An-Widerstand des Ansteuerungstransistors 111 ist und R_DS(ON)_S3 der An-Widerstand des Eingangstransistors 113 ist.
2d veranschaulicht die geregelte Ausgangsspannung V_OUT oder V_OUT als eine Funktion des Ausgangsstroms I_OUT. 2c veranschaulicht, dass die Differentialverstärkungseinheit U1 160 die Ansteuerungsspannung V_{DRIVE_S3} an dem Gate des Eingangstransistors S3 113 als eine Funktion des Ausgangsstroms I_OUT in einer linearen Weise erhöht, um den internen Strom I_S3 durch den Eingangstransistor 113 linear zu erhöhen. Mit anderen Worten, sich erhöhende Ausgangsströme I_OUT führen zu sich erhöhenden Ansteuerungsspannungen V_{DRIVE_S3}.
Wie oben erwähnt ist die Eingangsspannung V_IN oder V_IN herkömmlicherweise ungeregelt. In dem Fall einer tragbaren elektronischen Vorrichtung wird die Eingangsspannung V_IN herkömmlicherweise durch eine wiederaufladbare Batterie bereitgestellt. Wenn sich die Batterie entlädt, verringert sich der Pegel der Eingangsspannung V_IN. 3 veranschaulicht den Betrieb eines linearen Reglers 100, wenn der Pegel der Eingangsspannung V_IN sich auf einen Pegel verringert, der für das Unterstützen der Anforderungen der Ausgangslast 106 unzureichend ist. Der Pfeil in 3c veranschaulicht das Vermindern der Eingangsspannung V_IN, das z. B. auf das Entladen der Batterie einer elektronischen Vorrichtung, die den Regler 100 umfasst, zurückzuführen sein kann.
Wie oben beschrieben bleibt das Verstärkungsverhältnis zwischen dem Durchgangstransistor S2 201 und dem Ansteuerungstransistor S1 111 über den gesamten Bereich des Ausgangsstroms I_OUT konstant (3a). Ferner stehen der interne Strom I_S3 durch den Eingangstransistor 113 und die Gatespannung V_{DRIVE_S3} an dem Eingangstransistor 113 in einem linearen Zusammenhang mit dem Ausgangsstrom I_OUT (siehe 3b und 3c). Jedoch kann die Ausgangsspannung V_OUT nicht mehr in Entsprechung mit der Referenzspannung 108 geregelt werden (wie in 3d veranschaulicht ist), wenn die Eingangsspannung V_IN nicht ausreichend hoch ist, um die erforderliche Gatespannung V_{DRIVE_S3} bereitzustellen, um den linearen Zusammenhang zwischen der Gatespannung V_{DRIVE_S3} und dem Ausgangsstrom I_OUT (wie in 3c veranschaulicht ist) aufrechtzuerhalten. Somit kann eine abnehmende Eingangsspannung V_IN zu einer Situation führen, in der der Regler 100 die Ausgangsspannung V_OUT nicht mehr regeln kann.
4 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines linearen Reglers 100, der eine Ausgangsverstärkungsstufe 111, 113, 201 mit einer anpassbaren oder einstellbaren Verstärkung umfasst. Insbesondere kann das Verstärkungsverhältnis zwischen dem Durchgangstransistor S2 201 und dem Ansteuerungstransistor S1 111 angepasst werden. Mit anderen Worten, die Verstärkung des Stromspiegels 402, der durch den Ansteuerungstransistor S1 111 und den Durchgangstransistor S2 201 gebildet wird, kann angepasst werden. Die Anpassung der Verstärkung kann unter Verwendung einer Verstärkungssteuereinheit 401 gesteuert werden.
Das Verstärkungsverhältnis zwischen dem Durchgangstransistor S2 201 und dem Ansteuerungstransistor S1 111 kann angepasst werden, um das Betriebsverhalten des Reglers 100 zu verbessern. Insbesondere kann das Anpassen des Verstärkungsverhältnisses zwischen dem Durchgangstransistor S2 201 und dem Ansteuerungstransistor S1 111 verwendet werden, um den internen Leistungsverlust des Reglers 100 zu verringern. Ferner kann das Anpassen des Verstärkungsverhältnisses zwischen dem Durchgangstransistor S2 201 und dem Ansteuerungstransistor S1 111 sogar bei verringerten Pegeln der Eingangsspannung V_IN zum Aufrechterhalten der Ausgangsspannungsregelung verwendet werden. Die Verstärkungssteuereinheit 401 kann konfiguriert werden, das Verstärkungsverhältnis anzupassen, während sie die dynamische Last und das Schleifenstabilitätsverhalten des Reglers 100 ausbalanciert. Die Verstärkung G_OUT kann auf der Basis des Pegels der Eingangsspannung V_IN und/oder auf der Basis des Pegels des Ausgangsstroms I_OUT angepasst werden.
In dem in 4 veranschaulichten Beispiel umfasst der Regler 100 eine Differentialverstärkungsstufe A1 101, eine Zwischenverstärkungsstufe A2 zum Bereitstellen der Gatespannung V_{DRIVE_S3} für den Eingangstransistor 113 der Ausgangsverstärkungsstufe 111, 201, 113, einen Miller-Kondensator C2 161 und eine Stromquelle I1.
Beispielhafte Wellenformen während des Betriebs des Reglers 100 aus 4 werden in 5 gezeigt. Der Regler 100 kann eine Hochverstärkungseinstellung 501 mit einem relativ hohen Verstärkungsverhältnis GAIN_S2:GAIN_S1 und eine Niedrigverstärkungseinstellung 502 mit einem relativ niedrigen Verstärkungsverhältnis G_OUT = GAIN_S2:GAIN_S1 umfassen. Innerhalb einer Übergangsphase 503 kann das Verstärkungsverhältnis gleichmäßig zwischen der Niedrigverstärkungseinstellung 502 und der Hochverstärkungseinstellung 501 eingestellt werden, wie in 5a veranschaulicht ist. Insbesondere kann der Übergang in Abhängigkeit von dem Ausgangsstrom I_OUT durchgeführt werden. Wenn sich der Ausgangsstrom I_OUT erhöht, kann das Verstärkungsverhältnis von der Niedrigverstärkungseinstellung 502 zu der Hochverstärkungseinstellung 501 erhöht werden (und umgekehrt). Es sei erwähnt, dass andere Modi zum Einstellen des Verstärkungsverhältnisses GAIN_S2:GAIN_S1 verwendet werden können.
Das Verstärkungsverhältnis GAIN_S2:GAIN_S1 kann für spezielle Betriebsbedingungen optimiert werden. So ist es z. B. für Niedriglastbedingungen herkömmlicherweise vorteilhafter, ein relativ niedriges Verstärkungsverhältnis GAIN_S2:GAIN_S1 aufrechtzuerhalten. Ein relativ niedriges Verstärkungsverhältnis erlaubt relativ schnelle Antwortzeiten, um die Lastübergangsantwort des Reglers 100 zu optimieren, während ein hoher Grad der Schleifenstabilität der Regelschleife aufrechterhalten wird. Umgekehrt ist es herkömmlicherweise für relativ hohe Lastströme I_OUT vorteilhaft, die internen Verluste des Reglers 100 durch Verringern des internen Stroms I_S3 durch den Ansteuerungstransistor 111 zu verringern. Dies kann durch Erhöhen der Verstärkung G_OUT erreicht werden.
Die oben erwähnte Anpassung der Verstärkung G_OUT ist in 5b veranschaulicht. Die Verringerung der internen Verluste des Reglers 100 aufgrund der Erhöhung des Verstärkungsverhältnisses GAIN_S2:GAIN_S1 ist gegeben durch: interne Verlustverringerung = ΔI_S3 × (V_S1 + V_S3), wobei V_S1 + VS3 (die Drain-Source-Spannungen über dem Ansteuerungstransistor 111 und dem Eingangstransistor 113) der Eingangsspannung V_IN entspricht und wobei ΔI_S3 die Verringerung des internen Stroms I_S3 aufgrund der Erhöhung des Verstärkungsverhältnisses GAIN_S2:GAIN_S1 ist.
Ein weiterer Vorteil des Betreibens des Reglers 100 mit einem relativ hohen Verstärkungsverhältnis GAIN_S2:GAIN_S1 wird in Situationen gewonnen, in denen der Regler 100 mit einer Eingangsspannung V_IN betrieben wird, die bei einem gleichen Pegel wie die geregelte Ausgangsspannung V_OUT liegt. Wie in 3c veranschaulicht ist, erreicht die Gatespannung V_{DRIVE_S3} des Eingangstransistors S3 113 für relativ niedrige Eingangsspannungen V_IN einen maximalen Wert, der nicht zulässt, dass die Ausgangsspannungsregelung aufrechterhalten wird. Auf der anderen Seite kann die Gatespannung V_{DRIVE_S3} des Eingangstransistors S3 113 verringert werden, wenn das Verstärkungsverhältnis GAIN_S2:GAIN_S1 erhöht wird, wodurch eine zusätzliche Lücke zwischen der Gatespannung V_{DRIVE_S3} des Eingangstransistors S3 113 und der Eingangsspannung V_IN erzeugt wird (wie in 5c veranschaulicht ist). Diese Lücke kann (wie in 5d veranschaulicht ist) sogar für relativ niedrige Eingangsspannungen V_IN zum Aufrechterhalten der Regelung der Ausgangsspannung V_OUT verwendet werden.
5a zeigt eine Verstärkungsübergangsperiode oder ein Verstärkungsübergangsintervall 503, innerhalb dessen das Verstärkungsverhältnis GAIN_S2:GAIN_S1 eingestellt wird. Herkömmlicherweise ist es für einen stabilen Betrieb des Reglers 100 vorteilhaft, einen relativ allmählichen Übergang zwischen der Niedrigverstärkungseinstellung 502 und der Hochverstärkungseinstellung 501 der Ausgangsverstärkungsstufe 103 (oder umgekehrt) durchzuführen. Das Verstärkungsverhältnis GAIN_S2:GAIN_S1 des Durchgangstransistors 201 und des Ansteuerungstransistors 111 kann auf diverse verschiedene Arten allmählich eingestellt werden. Ein Beispiel enthält das lineare Einstellen der Verstärkung eines oder mehrerer konstituierende Schaltelemente, die in dem Ansteuerungstransistor S1 111 umfasst sind, und/oder das Aktivieren/Deaktivieren individueller Schaltelemente des Ansteuerungstransistors S1 111.
6 zeigt eine beispielhafte Ansteuerungstransistoranordnung 111, 602 mit einer linear einstellbaren Verstärkung. Die Verstärkung kann durch Schließen/Öffnen des Hilfstransistors 602 (z. B. ein PMOS-Transistor) unter Verwendung verschiedener Gatespannungen 601 eingestellt werden. 6 veranschaulicht außerdem den Zusammenhang zwischen dem internen Strom I_S3 612 und der Gatespannung 611 des Durchgangstransistors 201. Durch Ändern der Gatespannung 601 an dem Hilfstransistor 602 kann der Zusammenhang zwischen der Gatespannung 611 und dem internen Strom 612 zwischen dem ersten Zusammenhang 613 und dem zweiten Zusammenhang 614 eingestellt werden, wodurch das Verstärkungsverhältnis GAIN_S2:GAIN_S1 auf gleichmäßige Weise geändert wird.
Wie oben erwähnt kann es vorteilhaft sein, die Ausgangsverstärkungsstufe 103 mit einem relativ hohen Verstärkungsverhältnis zu betreiben, wenn die Eingangsspannung V_IN relativ nahe bei der Ausgangsspannung V_OUT liegt. Die Differenz zwischen der Eingangsspannung V_IN und der Ausgangsspannung V_OUT kann als die ”Headroom”-Spannung oder als die Abfallspannung bezeichnet werden. Somit kann die Abfallspannung des Reglers 100 durch Erhöhen der Verstärkung der Ausgangsstufe 103 verringert werden. Der Bereich 503 des Ausgangsstroms I_OUT, in dem der Verstärkungsübergang zwischen der Niedrigverstärkungseinstellung 502 und der Hochverstärkungseinstellung 501 auftritt, kann als Antwort auf den Betrag an ”Headroom”-Spannung, der verfügbar ist, eingestellt werden. Dies wird durch die Pfeile in 7a veranschaulicht. Wie in 7a veranschaulicht ist, kann das Übergangsintervall 503 in verschiedene Bereiche des Ausgangsstroms I_OUT bewegt werden, d. h. in Richtung niedrigerer oder höherer Bereiche. Wie in 7b veranschaulicht ist, kann der Übergang von einem niedrigen zu einem hohen Verstärkungsverhältnis bei einem relativ niedrigen Pegel des Ausgangsstroms auftreten, wenn die ”Headroom”-Spannung niedrig ist. Alternativ kann der Übergang von einem niedrigen zu einem hohen Verstärkungsverhältnis, wie in 7c veranschaulicht ist, bei einem relativ hohen Pegel des Ausgangsstroms auftreten, wenn die ”Headroom”-Spannung groß ist. Das Übergangsintervall 503 des Verstärkungsverhältnisses kann sich rückwärts und vorwärts ändern, wenn die ”Headroom”-Spannung sich erhöht oder sich vermindert.
8 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines Reglers 100, der eine Verstärkungssteuereinheit 401 umfasst, die konfiguriert ist, den internen Strom I_S3 612 und/oder den Ausgangsstrom I_OUT zu beobachten. Ferner kann die Verstärkungssteuereinheit 401 konfiguriert werden, die Eingangsspannung V_IN und/oder die Ausgangsspannung V_OUT zu beobachten. Diese Parameter können indirekt erfasst werden. Zum Beispiel kann der Ausgangsstrom I_OUT durch Erfassen der Ansteuerungsspannung V_{DRIVE_S3} des Eingangstransistors S3 113 und durch Bestimmen des Verstärkungsverhältnisses GOUT bestimmt werden. Das Verstärkungsverhältnis kann dann in Abhängigkeit von der ”Headroom”-Spannung und/oder in Abhängigkeit von dem Ausgangsstrom I_OUT angepasst werden.
Die Verstärkungssteuereinheit 401 kann konfiguriert werden, das Verstärkungsverhältnis GOUT zu verändern, um die Rückkopplungsfunktion des Reglers 100 zu berücksichtigen, d. h. besonders um die Ausgangsspannung V_OUT in Entsprechung zu einer vorgegebenen Referenzspannung 108 aufrechtzuerhalten. Das Verstärkungsverhältnis G_OUT kann als ein Ergebnis der Regelung automatisch eingestellt werden. In dem veranschaulichten Beispiel kann das Verstärkungsverhältnis G_OUT automatisch in Abhängigkeit von dem internen Strom I_S3 612 (der ebenfalls als der Ansteuerungsstrom bezeichnet werden kann) eingestellt werden. Die Verstärkungssteuereinheit 401 kann eine vorgegebene Kennlinie (ähnlich der, die in 5a gezeigt ist) nutzen, die den internen Strom I_S3 612 und/oder den Ausgangsstrom I_OUT auf das Verstärkungsverhältnis G_OUT abbildet. Die Verstärkungssteuereinheit 401 kann dann konfiguriert werden, das Verstärkungsverhältnis G_OUT in Abhängigkeit von der vorgegebenen Kennlinie und von dem erfassten internen Strom I_S3 612 und/oder von dem erfassten Ausgangsstrom I_OUT zu verändern.
9 zeigt einen Ablaufplan eines beispielhaften Verfahrens zum Bereitstellen eines Ausgangsstroms I_OUT bei einer Ausgangsspannung V_OUT an einem Ausgangsknoten eines Reglers 100 auf der Basis einer Eingangsspannung V_IN an dem Eingangsknoten 150 des Reglers 100. Das Verfahren 900 umfasst das Ableiten 901 des Ausgangsstroms I_OUT an dem Ausgangsknoten von der Eingangsspannung V_IN an dem Eingangsknoten 150 unter Verwendung eines Durchgangstransistors 201. Ferner umfasst das Verfahren 900 das Einstellen 902 einer Gatespannung 611 an einem Gate des Durchgangstransistors 201 auf der Basis einer Ansteuerungsspannung V_{DRIVE_S3}. Zusätzlich umfasst das Verfahren 900 das Bestimmen 903 der Ansteuerungsspannung V_{DRIVE_S3} in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung V_OUT und in Abhängigkeit von einer Referenzspannung 108, besonders in Abhängigkeit von einer Differenzialspannung, die auf der Basis der Ausgangsspannung V_OUT und der Referenzspannung 108 abgeleitet wird. Ferner umfasst das Verfahren 900 das Einstellen 904 einer Verstärkung G_OUT zwischen der Ansteuerungsspannung V_{DRIVE_S3} und der Gatespannung 611 in Abhängigkeit von dem Ausgangsstrom I_OUT. Die Verstärkung G_OUT kann proportional sein zu einem Verhältnis der Gatespannung 611 an dem Durchgangstransistor 201 über der Ansteuerungsspannung V_{DRIVE_S3} (an dem Eingang der Ausgangsverstärkungsstufe 103 und/oder an dem Ausgang der Differentialverstärkungsstufe 160). Die Verstärkung kann für einen sich erhöhenden Ausgangsstrom I_OUT erhöht werden (oder umgekehrt). Alternativ oder zusätzlich kann die Verstärkung für eine sich vermindernde Eingangsspannung V_IN erhöht werden (oder umgekehrt).
In dem vorliegenden Dokument wurde ein Regler 100 beschrieben, der es ermöglicht, die Verstärkung der Ausgangsstufe 103 des Reglers 100 anzupassen, wodurch die internen Verluste des Reglers 100 verringert werden und/oder verringerte Abfallspannungen ermöglicht werden.
Es sei erwähnt, dass die Beschreibung und die Zeichnungen lediglich die Prinzipien der vorgeschlagenen Verfahren und Systeme veranschaulichen. Der Fachmann auf dem Gebiet wird diverse Anordnungen implementieren können, die, obwohl sie nicht explizit hier beschrieben oder gezeigt sind, die Prinzipien der Erfindung ausführen und die in ihrem Erfindungsgedanken und in ihrem Umfang enthalten sind. Ferner sind alle in dem vorliegenden Dokument entworfenen Beispiele und Ausführungsformen prinzipiell ausdrücklich nur für erklärende Zwecke bestimmt, um dem Leser beim Verstehen der Prinzipien der vorgeschlagenen Verfahren und Systeme zu helfen. Ferner sind alle Aussagen hier, die Prinzipien, Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung zur Verfügung stellen, ebenso wie spezielle Bespiele dazu, dafür bestimmt, Äquivalente davon zu umfassen.

Claims

Spannungsregler (100), der konfiguriert ist, an einem Ausgangsknoten auf der Basis einer Eingangsspannung (V_IN) an einem Eingangsknoten (150) einen Ausgangsstrom (I_OUT) bei einer Ausgangsspannung (V_OUT) bereitzustellen, wobei der Spannungsregler (100) Folgendes umfasst, – eine Ausgangsverstärkungsstufe (103), die Folgendes umfasst – einen Durchgangstransistor (201) zum Ableiten des Ausgangsstroms (I_OUT) an dem Ausgangsknoten von der Eingangsspannung (V_IN) an dem Eingangsknoten (150); und – eine Ansteuerungsstufe (110), die konfiguriert ist, auf der Basis einer Ansteuerungsspannung (V_{DRIVE_S3}) eine Gatespannung (611) an einem Gate des Durchgangstransistors (201) einzustellen; wobei eine Verstärkung (G_OUT) der Ausgangsverstärkungsstufe (103) einstellbar ist; – eine Differentialverstärkungseinheit (160), die konfiguriert ist, die Ansteuerungsspannung (V_{DRIVE_S3}) in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung (V_OUT) und in Abhängigkeit von- einer Referenzspannung (108) zu bestimmen; und – eine Verstärkungssteuerschaltung (401), die konfiguriert ist, die Verstärkung (G_OUT) der Ausgangsverstärkungsstufe (103) in Abhängigkeit von dem Ausgangsstrom (I_OUT) einzustellen.
Spannungsregler (100) nach Anspruch 1, wobei die Verstärkungssteuerschaltung (401) konfiguriert ist, die Verstärkung (G_OUT) derart einzustellen, dass die Verstärkung (G_OUT) sich mit einem sich erhöhenden Ausgangsstrom (I_OUT) erhöht und sich mit einem sich vermindernden Ausgangsstrom (I_OUT) vermindert.
Spannungsregler (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verstärkungssteuerschaltung (401) konfiguriert ist, die Verstärkung (G_OUT) in Abhängigkeit von der Eingangsspannung (V_IN) und/oder in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung (V_OUT), besonders in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen der Eingangsspannung (V_IN) und der Ausgangsspannung (V_OUT), einzustellen.
Spannungsregler (100) nach Anspruch 3, wobei die Verstärkungssteuerschaltung (401) konfiguriert ist – die Verstärkung (G_OUT) zu erhöhen, wenn sich ein Absolutwert der Differenz zwischen der Ausgangsspannung (V_OUT) und der Eingangsspannung (V_IN) vermindert oder wenn sich ein Wert der Eingangsspannung (V_IN) vermindert; und/oder – die Verstärkung (G_OUT) zu vermindern, wenn sich ein Absolutwert der Differenz zwischen der Ausgangsspannung (V_OUT) und der Eingangsspannung (V_IN) erhöht oder wenn sich ein Wert der Eingangsspannung (V_IN) erhöht.
Spannungsregler (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – die Verstärkungssteuerschaltung (401) konfiguriert ist, die Verstärkung (G_OUT) durch ein Verstärkungsdelta einzustellen, wenn sich der Ausgangsstrom (I_OUT) um ein Stromdelta ändert; – ein Verhältnis des Verstärkungsdeltas und des Stromdeltas gleich oder kleiner als ein vorgegebener Übergangsschwellenwert ist.
Spannungsregler (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – die Ausgangsverstärkungsstufe (103) einen minimalen Verstärkungswert (502) und einen maximalen Verstärkungswert (501) aufweist; und – die Verstärkungssteuerschaltung (401) konfiguriert ist, die Verstärkung (G_OUT) über einen Übergangsbereich (503) von Werten des Ausgangsstroms (I_OUT) von dem minimalen Verstärkungswert (502) auf den maximalen Verstärkungswert (501) einzustellen.
Spannungsregler (100) nach Anspruch 6, wobei eine Breite des Übergangsbereichs (503) auf der Basis von Stabilitätsmessungen des Spannungsreglers (100) bestimmt wird.
Spannungsregler (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei ein minimaler Stromwert und/oder ein maximaler Stromwert des Übergangsbereichs (503) von der Eingangsspannung (V_IN) und/oder von einem Absolutwert einer Differenz zwischen der Ausgangsspannung (V_OUT) und der Eingangsspannung (V_IN) abhängen.
Spannungsregler (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – die Ansteuerungsstufe (110) einen Ansteuerungstransistor (111) umfasst, der mit dem Durchgangstransistor (201) einen Stromspiegel (402) bildet; und – die Verstärkung (G_OUT) der Ausgangsverstärkungsstufe (103) von einem Spiegelverhältnis des Stromspiegels abhängig ist, besonders demselben gleich ist.
Spannungsregler (100) nach Anspruch 9, wobei – der Stromspiegel (402) einen einstellbaren Widerstand (602) zwischen einem Drain des Ansteuerungstransistors (111) und dem Gate des Durchgangstransistors (201) umfasst; – die Verstärkungssteuereinheit (401) konfiguriert ist, den einstellbaren Widerstand (602) zu steuern, um die Verstärkung (G_OUT) der Ausgangsverstärkungsstufe (103) zu steuern.
Spannungsregler (100) nach Anspruch 10, wobei – der einstellbare Widerstand (602) einen Hilfstransistor umfasst; und – die Verstärkungssteuereinheit (401) konfiguriert ist, eine Spannung zu steuern, die an einem Gate (601) des Hilfstransistors angelegt ist.
Spannungsregler (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Verstärkungssteuereinheit (401) konfiguriert ist – eine effektive Größe des Ansteuerungstransistors (111) einzustellen, um das Spiegelverhältnis des Stromspiegels (402) einzustellen; und/oder – eine Verstärkung des Ansteuerungstransistors (111) einzustellen, um das Spiegelverhältnis des Stromspiegels (402) einzustellen.
Spannungsregler (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei – der Ansteuerungstransistor (111) mehrere diesen konstituierende Transistoren umfasst; und – die Verstärkungssteuereinheit (401) konfiguriert ist, einen oder mehrere der konstituierenden Transistoren zu aktivieren und/oder zu deaktivieren, um das Spiegelverhältnis des Stromspiegels (402) einzustellen.
Spannungsregler (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – die Ansteuerungsstufe (110) einen Eingangstransistor (113) umfasst, der durch die Ansteuerungsspannung (V_{DRIVE_S3}) gesteuert wird, um einen internen Strom (612) der Ansteuerungsstufe (110) einzustellen; und – die Verstärkung (G_OUT) der Ausgangsverstärkungsstufe (103) zu einem Verhältnis des Ausgangsstroms (I_OUT) und des internen Stroms (612) proportional ist.
Verfahren (900) zum Bereitstellen eines Ausgangsstroms (I_OUT) bei einer Ausgangsspannung (V_OUT) an einem Ausgangsknoten auf der Basis von einer Eingangsspannung (V_IN) an einem Eingangsknoten (150), wobei das Verfahren (900) Folgendes umfasst, – Ableiten (901) des Ausgangstroms (I_OUT) an dem Ausgangsknoten von der Eingangsspannung (V_IN) an dem Eingangsknoten (150) unter Verwendung eines Durchgangstransistors (201); – Einstellen (902) einer Gatespannung (611) an einem Gate des Durchgangstransistors (201) auf der Basis einer Ansteuerungsspannung (V_{DRIVE_S3}); – Bestimmen (903) der Ansteuerungsspannung (V_{DRIVE_S3}) in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung (V_OUT) und in Abhängigkeit von einer Referenzspannung (108); und – Einstellen (904) einer Verstärkung (G_OUT) zwischen der Ansteuerungsspannung (V_{DRIVE_S3}) und der Gatespannung (611) in Abhängigkeit von dem Ausgangsstrom (I_OUT).