DE102020111598A1

DE102020111598A1 - Referenzspannungserzeugung

Info

Publication number: DE102020111598A1
Application number: DE102020111598.9A
Authority: DE
Inventors: Yen-An Chang; Yi-Chun Shih; Chieh-Pu Lo
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2020-04-29
Publication date: 2020-12-31
Anticipated expiration: 2040-04-30
Also published as: DE102020111598B4; US20200409402A1; US11262778B2; CN112148053A; KR102359756B1; KR20210002332A; TWI747332B; CN112148053B; US20220179439A1; TW202105115A

Abstract

Ein Referenzspannungsgenerator weist einen Eingangsanschluss, welcher zum Empfangen eines Freigabesignals eingerichtet ist, und einen Ausgangsanschluss auf, welcher zum Bereitstellen eines Ausgangssignals eingerichtet ist. Eine Spannungsgeneratorschaltung ist eingerichtet, ein erstes Ausgangsspannungssignal zu erzeugen, und eine Einschwingschaltung ist eingerichtet, eine zweite Ausgangsspannung zu erzeugen. Die Einschwingschaltung ist eingerichtet, das zweite Ausgangsspannungssignal an dem Ausgangsanschluss als Reaktion auf das an dem Eingangsanschluss empfangene Freigabesignal bereitzustellen, und nach einer ersten Zeitdauer die erste Ausgangsspannung am Ausgangsanschluss bereitzustellen.

Description

VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/868,344 , eingereicht am 28. Juni 2019 unter dem Titel „Referenzspannungserzeugung“, die durch Bezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
STAND DER TECHNIK
Verbesserungen der Integrationsdichte von Halbleitervorrichtungen führen zu schrumpfenden Abmessungen derartiger Vorrichtungen. Dies kann eine höhere Leistung mit dem Wunsch nach verringertem Energieverbrauch erfordern. Referenzspannungsgeneratoren, wie zum Beispiel Bandlückenreferenzschaltungen (BGR), und Spannungsregler, wie zum Beispiel Regler mit geringer Abfallspannung (LDO, low-dropout), werden in solchen kleiner werdenden Halbleitervorrichtungen häufig verwendet. Zum Beispiel wird ein LDO üblicherweise dazu verwendet, eine gut spezifizierte und stabile Gleichstromspannung (DC-Spannung) bereitzustellen. Im Allgemeinen ist ein LDO-Regler gekennzeichnet durch seine niedrige Abfallspannung, das bedeutet einen geringen Unterschied zwischen der jeweiligen Eingangsspannung und Ausgangsspannung.
Figurenliste
Aspekte der vorliegenden Offenbarung lassen sich am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verstehen. Es ist zu beachten, dass gemäß der branchenüblichen Praxis verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu dargestellt sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zugunsten einer klaren Erläuterung willkürlich vergrößert oder verkleinert sein.

1 ist ein Blockschaltbild, welches ein beispielhaftes Spannungsreglersystem gemäß einigen Ausführungsformen darstellt.
2 ist ein Schaltplan, welcher ein Beispiel des Spannungsreglersystems von 1 gemäß einigen Ausführungsformen darstellt.
3 ist ein Zustandsdiagramm, welches verschiedene Spannungspegelzustände von Komponenten der Einschwingschaltung und der Spannungsgeneratorschaltung von 2 gemäß einigen Ausführungsformen zeigt.
4 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Beispiel eines Verfahrens zum Erzeugen einer Referenzspannung gemäß einigen Ausführungsformen darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Offenbarung stellt viele unterschiedliche Ausführungsformen, oder Beispiele, zur Umsetzung verschiedener Merkmale des bereitgestellten Gegenstands bereit. Nachfolgend sind spezifische Beispiele von Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Dies sind natürlich nur Beispiele, und sollen keinesfalls einschränkend wirken. Zum Beispiel kann die Bildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, in welchen das erste und das zweite Merkmal in direktem Kontakt miteinander gebildet sind, können jedoch auch Ausführungsformen umfassen, in welchen zusätzliche Merkmale derart zwischen dem ersten Merkmal und dem zweiten Merkmal gebildet sein können, dass das erste und das zweite Merkmal nicht in direktem Kontakt miteinander sein können. Darüber hinaus kann die vorliegende Offenbarung Bezugsziffern und/oder -Zeichen in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Vereinfachung und Klarheit, und schreibt für sich selbst keine Beziehung zwischen den verschiedenen erörterten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen vor.
Ferner können Begriffe räumlicher Beziehungen, wie zum Beispiel „unter“, „darunter“, „niedriger“, „über“, „obere/r/s“ und dergleichen hierin zum Zweck einer einfacheren Beschreibung der Beziehung eines in den FIG. dargestellten Elements oder Merkmals zu (einem) anderen Element(en) oder Merkmal(en) verwendet werden. Die Begriffe räumlicher Beziehungen sollen dazu dienen, verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung bei der Verwendung oder im Betrieb zusätzlich zur in den FIG. abgebildeten Ausrichtung einzuschließen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen) und die hierin verwendeten Begriffe räumlicher Beziehungen können somit auch dementsprechend ausgelegt werden.
Referenzspannungsgeneratoren, wie zum Beispiel Bandlückenreferenzschaltungen (BGR), und Spannungsregler, wie zum Beispiel Regler mit geringer Abfallspannung (LDO = low-dropout), werden in solchen schrumpfenden Halbleitervorrichtungen häufig verwendet. Zum Beispiel wird ein LDO üblicherweise dazu verwendet, eine gut spezifizierte und stabile Gleichstromspannung (DC-Spannung) bereitzustellen. Im Allgemeinen ist ein LDO-Regler gekennzeichnet durch seine niedrige Abfallspannung, das bedeutet einen geringen Unterschied zwischen der jeweiligen Eingangsspannung und Ausgangsspannung. Der Einfachheit halber wird der Begriff „Spannungsgenerator‟ hierin im weitesten Sinne zur Bezugnahme auf irgendeine der vorgenannten Arten von Vorrichtungen, ob nun einen Spannungsgenerator oder einen Regler, verwendet. Somit wird der Begriff „Spannungsgenerator‟ hierin im weitesten Sinne zur Bezugnahme auf einen Spannungsgenerator oder einen Spannungsregler verwendet.
Während des Einschaltens eines Chips hängt die Aufwachgeschwindigkeit eines Referenzspannungsgenerators von einer Einschwingzeit einer Betriebsverstärkerausgabe (OP-Amp-Ausgabe) ab. Wenn bei einigen bekannten Referenzgeneratorvorrichtungen ein Freigabesignal für die Übergänge der Vorrichtung von einem niedrigen logischen Wert zu einem hohen logischen Wert wechselt, wird ein OP-Amp-Ausgangssignal erzeugt, und aufgrund einer schweren RC-Last langsam auf einen Zielbetriebspegel sinken, und eine Rückkopplungsspannung (VFB) wird langsam auf einen Zielpegel ansteigen. Dies kann zu einer langen Einschaltzeit führen und zusätzlichen Stromverbrauch für die Chipverwendung mit sich bringen.
Im Einklang mit einigen Beispielaspekten der vorliegenden Offenbarung wird ein OP-Amp-Ausgabeeinschwingschema für Spannungsgeneratorschaltungen, wie zum Beispiel BGRs, Spannungsreferenzschaltungen für interne Mehrfachspannungsanforderungen, Spannungsabwärtswandler oder Regler (z.B. LDOs) für Speicher mit geringer Leistungsaufnahme, etc., offenbart. In einigen Beispielen kann die Einschwingzeit für Spannungsreferenz- oder Reglerschaltungen verkürzt werden. Ferner können auch Schwierigkeiten mit internem Vorspannungsüberschwingen und der Spannungsbelastung von Vorrichtungen behoben werden.
Im Einklang mit einigen hierin offenbarten Beispielausführungsformen kann eine Einschwingschaltung gemäß einem Aspekt hierin beim Einschalten eines Chips derart betrieben werden, dass sie eine OP-Amp-Ausgabe vom Strom vor der Stabilisierung auf einen Schwellenabfall einschwingt. Die Einschwingschaltung ist beim Einschalten des Chips aktiv. Zum Stromsparen und für bessere Stabilität kann ein Selbststeuerungsschema eingesetzt werden. Die Einschwingschaltung kann durch Selbsterkennung ausgeschaltet werden, nachdem die internen Spannungen einen Zielpegel erreicht haben. Dies kann die analoge interne Spannungsaufwachzeit eines Chips verkürzen. Das rasche Einschwingverhalten kann zusätzlichen Stromverbrauch für (einen) Chip(s), welche(r) in einer System-auf-einem-Chip-Einschaltsequenz (SOC-Einschaltsequenz) verwendet wird/werden, senken.
1 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel eines Spannungsreglersystems 10 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung darstellt. Der Spannungsregler 10 weist eine Spannungsgeneratorschaltung 100 und ein Einschwingschema oder eine Einschwingschaltung 200 auf.
Die Einschwingschaltung 200 weist einen Spannungspegeldetektor 217 auf, welcher eine Spannung einer Last 108 der Spannungsgeneratorschaltung 100 erfasst, und stellt den erfassten Spannungspegel einem Schalter 220 bereit, welcher eine Stromquelle 244 aufweist, und welchem von einer Stromversorgungsvorrichtung („Stromversorgungsvorrichtung 2“) 241 Strom zugeführt wird. Sowohl eine Ausgabe des Schalters 220 als auch eine Ausgabe der Stromversorgungsvorrichtung 241 werden an einen Knoten 230 der Einschwingschaltung 200 und einen Knoten 112 der Spannungsgeneratorschaltung 100 gekoppelt.
Die Spannungsgeneratorschaltung 100 weist einen Betriebsverstärker 104 aufweisend eine nicht invertierende Eingangsquelle 322 und eine invertierende Eingangsquelle 324 auf, wobei der Betriebsverstärker 104 ein Signal (auch bezeichnet als eine „Spannung“) N_OP,out an einem Ausgangsknoten 112 des Betriebsverstärkers 104 erzeugen kann. Eine Stromversorgungsvorrichtung („Stromversorgungsvorrichtung 1“) 115 weist einen Eingang auf, welcher durch den Knoten 112 mit dem Ausgang des Betriebsverstärkers 104 gekoppelt ist. Ein Ausgang der Stromversorgungsvorrichtung 115 weist die an ihn gekoppelte, oben erwähnte Last 108 auf, und die Spannung von dieser Last 108 wird zur Erfassung zu einem Eingang des Spannungspegeldetektors 217 zurückgeführt.
Die Spannungsgeneratorschaltung 100 ist steuerbar durch einen Ausgang der Einschwingschaltung 200 (z.B. einen Ausgang von der Stromversorgungsvorrichtung 241), um zu bewirken, dass die Spannung N_OP,out rascher auf einen vorbestimmten Spannungspegel einschwingt, als es der Fall wäre, wenn keine Einschwingschaltung 200 eingesetzt würde. Die Art und Weise, in welcher die Einschwingschaltung 200 und die Spannungsgeneratorschaltung 100 funktionieren, wird im Folgenden näher erörtert.
Nunmehr bezugnehmend auf 2 ist ein Schaltplan gezeigt, welcher ein Beispiel der Einschwingschaltung 200 und der Spannungsgeneratorschaltung 100 zum Bilden des Spannungsreglers 10 gemäß einer Beispielausführungsform hierin darstellt. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Spannungsgeneratorschaltung 100 eine BGR-Schaltung oder eine LDO-Schaltung bilden.
Die Spannungsgeneratorschaltung 100 weist einen Knoten 130 auf, welcher mit einem Ausgang der Einschwingschaltung 200 gekoppelt ist. Die dargestellte Spannungsgeneratorschaltung 100 weist ferner einen PMOS-Transistor 102, einen Betriebsverstärker 104, einen Widerstand 106, einen Kondensator 105, einen PMOS-Transistor 110 und eine Last 108 gekoppelt an einen Erdungsanschluss GND auf.
Der Betriebsverstärker 104 weist einen Freigabeeingangsanschluss zum Empfangen eines Freigabesignals EN, einen nicht invertierenden Eingangsanschluss zum Empfangen einer Referenzspannung VREF und einen invertierenden Eingangsanschluss zum Empfangen einer Rückkopplungsspannung VFB von der Last 108 auf. Ein Ausgangsanschluss des Betriebsverstärkers 104 stellt das Ausgangssignal N_OP,out an einem Knoten 112 bereit. Im aktivierten Zustand funktioniert der Betriebsverstärker 104 im Allgemeinen derart, dass er einen Unterschied zwischen den an den invertierenden und den nicht invertierenden Eingängen angelegten Spannungen bestimmt, und den Unterschied um einen Verstärkungsfaktor verstärkt.
Der PMOS-Transistor 102 weist einen Gate-Anschluss verbunden zum Empfangen des Freigabesignals EN, einen Source-/Drain-Anschluss gekoppelt mit einem Spannungsanschluss, welcher die Versorgungsspannung VPWR zuführt, und einen Source-/Drain-Anschluss gekoppelt mit dem Knoten 130 auf. Der Widerstand 106 ist zwischen den Knoten 112 und den Kondensator 105, welcher zwischen den Widerstand 106 und die Last 108 geschaltet ist, geschaltet.
Der PMOS-Transistor 110 weist einen Gate-Anschluss verbunden mit dem Knoten 112, einen Source-/Drain-Anschluss gekoppelt mit dem VPWR-Anschluss und einen Source-/Drain-Anschluss gekoppelt mit der Last auf. Im dargestellten Beispiel bilden die PMOS-Transistoren 102 und 110, der Widerstand 106 und der Kondensator 105 die Stromversorgungsvorrichtung 115, welche in 1 gezeigt ist.
Die Einschwingschaltung 200 weist einen Freigabeanschluss 203 eingerichtet zum Empfangen des Freigabesignals EN auf. Ein PMOS-Transistor 202 weist einen Gate-Anschluss gekoppelt zum Empfangen des Freigabesignals EN, einen Source-/Drain zum VPWR-Anschluss und einen Source-/Drain-Anschluss gekoppelt mit einem Knoten 212 auf. Ein NMOS-Transistor 206 weist einen Gate-Anschluss gekoppelt zum Empfangen des Freigabesignals EN, einen Source-/Drain-Anschluss gekoppelt mit dem Knoten 212 und einen Source-/Drain-Anschluss gekoppelt mit einem Source-/Drain-Anschluss eines NMOS-Transistors 207 auf. Der Gate-Anschluss des Transistors 207 empfängt die Referenzspannung VR, welche von der Last 108 der Spannungsgeneratorschaltung 100 zurückgeführt wird. Ein Source-/Drain-Anschluss des Transistors 207 ist mit dem NMOS-Transistor 206 gekoppelt, und der andere Source-/Drain-Anschluss des Transistors 207 ist mit dem Erdungsanschluss GND gekoppelt.
Die Transistoren 202 und 206 stellen ein anfängliches Freigabesignal ENB-I am Knoten 212 bereit, welches durch die Wechselrichter 214 und 216 empfangen wird. Die Wechselrichter 214 und 216 fungieren als Verzögerungselemente, und stellen das verzögerte Signal ENB-I einem Eingang des Schalters 220 als ein zweites Freigabesignal ENB bereit. Der Schalter 220 weist einen ersten und einen zweiten NMOS-Schalttransistor 222, 224 auf, welche im Folgenden näher erörtert werden. Die Einschwingschaltung 200 weist auch einen Kondensator 219 aufweisend einen ersten Anschluss gekoppelt mit dem Knoten 212 und einen zweiten Anschluss gekoppelt mit der Erde GND, auf. In der dargestellten Ausführungsform bilden die Transistoren 202, 206 und 207, der Kondensator 219 und die Wechselrichter 214 und 216 den Spannungspegeldetektor 217, der in 1 gezeigt ist.
Die Einschwingschaltung 200 weist auch einen PMOS-Transistor 240, dessen erster Gate-Anschluss mit dem Knoten 130 gekoppelt ist, einen Source-/Drain-Anschluss gekoppelt mit der Spannungsquelle VPWR und einen Source-/Drain-Anschluss gekoppelt mit einem Source-/Drain-Anschluss des zweiten Schalttransistors 224 auf. In einer Beispielausführungsform hierin bilden der PMOS-Transistor 240 und der Spannungsanschluss, welcher die VPWR-Spannung zuführt, die Stromversorgungsvorrichtung 241, welche in 1 gezeigt ist.
Wie oben erwähnt, weist der Schalter 220 den ersten Schalttransistor 222 und den zweiten Schalttransistor 224 sowie einen NMOS-Transistor 242 auf. Der erste Schalttransistor 222 weist einen Gate-Anschluss gekoppelt mit dem Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors 224, welcher das vom Wechselrichter 216 ausgegebene ENB-Signal empfängt, auf. Ein Source-/Drain-Anschluss des ersten Schalttransistors 222 ist mit dem Knoten 130 gekoppelt, welcher wie oben beschrieben auch mit dem Gate-Anschluss des PMOS-Transistors 240 gekoppelt ist. Die zweiten Source-/Drain-Anschlüsse des ersten und des zweiten Schalttransistors 222, 224 sind beide mit einem Source-/Drain-Anschluss des Transistors 242 gekoppelt. Der Transistor 242 weist ferner einen Gate-Anschluss gekoppelt mit dem Freigabeanschluss 203 zum Empfangen des Freigabesignals EN und einen Source-/Drain-Anschluss gekoppelt mit einer Stromquelle 244 auf.
3 ist ein Zustandsdiagramm, welches verschiedene Signalpegelzustände in Verbindung mit einem Beispiel des Spannungsreglers 10 zeigt. Die Art und Weise, in welcher die Einschwingschaltung 200 funktioniert, um die Schaltung 100 zu steuern, wird nun unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben. Zunächst weist die Spannung des Freigabesignals EN einen niedrigen logischen Wert auf, und mit dem Freigabesignal EN in diesem Zustand befindet sich die Einschwingschaltung 200 in einem ausgeschalteten Zustand. Das niedrige EN-Signal schaltet den Betriebsverstärker 104 und den NMOS-Transistor 242 aus, und schaltet den PMOS-Transistor 102 ein. Das Signal N_OP,out am Knoten 112 befindet sich somit auf dem Pegel der VPWR-Quellenspannung, welche den PMOS-Transistor 110 im ausgeschalteten Zustand hält. Die VR- und VFB-Signale von der Last 108 sind folglich beide niedrig.
Da das am NMOS-Transistor 207 empfangene VR-Signal unter dessen Schwellenspannung Vth,_MN1 liegt, ist der Transistor 207 ausgeschaltet. Das PMOS/NMOS-Transistorpaar 202, 206 dient dazu, das niedrige EN-Signal zu invertieren, wodurch sich die Signale ENB_I und ENB in einem hohen Zustand befinden, welcher den ersten und den zweiten Schalttransistor 222, 224 einschaltet.
Wie in 3 gezeigt, liegt das am nicht invertierenden Eingang des Betriebsverstärkers 104 empfangene VFB-Signal unter der Referenzspannung. Zu einem Zeitpunkt t1 wechselt das EN-Signal von niedrig auf hoch. Dies aktiviert den Betriebsverstärker 104. In der Abwesenheit der Einschwingschaltung 200 würde der Betriebsverstärker 104 seinen Zielwert erzeugen und aufgrund der RC-Last langsam auf diesen absinken, wie durch das Signal 260 dargestellt. Das VFB-Signal würde in der Abwesenheit der Einschwingschaltung langsam bis auf seinen Zielwert ansteigen, wie durch das Signal 262 dargestellt.
Die Einschwingschaltung 200 dient dazu, zu bewirken, dass sich beim Einschalten der Vorrichtung die Ausgabe N_OP,out der Spannungsgeneratorschaltung 100 rascher einschwingt. Das hohe Freigabesignal EN zum Zeitpunkt t1 schaltet den NMOS-Transistor 206 ein und schaltet den PMOS-Transistor 202 aus, und schaltet zusätzlich den NMOS-Transistor 242 ein. Das VR-Signal beginnt zu steigen, jedoch bleibt es aus, bis es die Schwellenspannung Vth_,MN1 des Transistors 207 erreicht, wodurch es das ENB_I-Signal sowie das ENB-Signal hoch hält. Somit bleiben die Schalttransistoren 222 und 224 des Schalters 220 eingeschaltet. Wie oben erwähnt, ist aufgrund des hohen EN-Signals zum Zeitpunkt t1 auch der NMOS-Transistor 242 eingeschaltet. Somit schwingt sich die Spannung N_OP,out rasch auf einen Pegel der VPWR-Spannung abzüglich der Schwellenspannung des Schalters 220 ein, wie durch das Signal 270 in 3 dargestellt. Dieses Pegel liegt nahe dem Zielspannungspegel, welcher bei 270 angezeigt ist.
Wenn das VR-Signal über die Schwellenspannung Vth_,MN1 des Transistors 207 hinaus ansteigt, wie bei Zeitpunkt t2 in 3 dargestellt, wird bewirkt, dass die ENB_I- und ENB-Signale auf niedrig wechseln und die NMOS-Transistoren 222 und 224 des Schalters 220 ausgeschaltet werden, wodurch die Einschwingschaltung 200 ausgeschaltet wird. Folglich wird der Knoten N_OP,out durch die Ausgabe des Betriebsverstärkers 104 geregelt.
Dank der Einschwingschaltung 200 kann somit während des Einschaltens des Chips die Spannung N_OP,out vor der Stabilisierung des Betriebsverstärkers 104 auf einen Schwellenabfall vom VPWR eingeschwungen werden. Ferner kann die Einschwingschaltung 200 durch Selbsterkennung, zum Beispiel durch den Spannungspegeldetektor 217 (Transistor 207) ausgeschaltet werden, nachdem eine interne Spannung (z.B. die Spannung VR) einen Zielpegel erreicht oder eine Schwelle (z.B. Vth,_MN1) überschreitet. Dies stellt Energieeinsparung und Stabilität bereit. Zum Beispiel können Merkmale wie die oben beschriebenen eine analoge interne Spannungsaufwachzeit eines Chips verkürzen, und das rasche Einschwingverhalten kann den Gesamtstromverbrauch für (einen) Chip(s), welche(r) in einer System-auf-einem-Chip-Einschaltsequenz (SOC-Einschaltsequenz) verwendet wird/werden, verringern.
4 stellt ein Beispielverfahren 300 gemäß offenbarten Ausführungsformen dar. Bei Schritt 302 wird ein Spannungsgenerator, wie zum Beispiel die in 1 gezeigte Spannungsgeneratorschaltung 100, bereitgestellt. Die Spannungsgeneratorschaltung 100 weist unter anderem einen Betriebsverstärker 104 auf. Der Betriebsverstärker 104 ist eingerichtet, eine erste Referenzspannung auszugeben. Bei Schritt 304 wird eine Einschwingschaltung, wie zum Beispiel die Einschwingschaltung 200, bereitgestellt. Die Einschwingschaltung 200 ist eingerichtet, eine zweite Referenzspannung auszugeben. Im Entscheidungsblock 306 wird ein Rückkopplungssignal, wie zum Beispiel das Rückkopplungssignal VR von der Last 108, mit einer vorbestimmten Spannung verglichen. Bei Schritt 308 wird die zweite Referenzspannung von der Einschwingschaltung als Reaktion darauf, dass das Rückkopplungssignal von der Last unter dem vorbestimmten Spannungspegel liegt, zur Last ausgeben. Bei Schritt 310 wird die erste Referenzspannung vom Spannungsgenerator als Reaktion darauf, dass das Rückkopplungssignal von der Last über dem vorbestimmten Spannungspegel liegt, ausgeben.
Es ist anzumerken, dass die Arten von Transistoren, deren Verwendung in der Einschwingschaltung 200 und der Spannungsgeneratorschaltung 100 oben beschrieben wird, als Beispiele dienen, und dass in anderen Beispielausführungsformen hierin stattdessen andere Arten von Transistoren benutzt werden können, um der Einschwingschaltung 200 zu ermöglichen, die Spannungsgeneratorschaltung 100 zu steuern.
Offenbarte Ausführungsformen weisen somit einen Referenzspannungsgenerator auf, welcher einen Eingangsanschluss, welcher zum Empfangen eines Eingangssignals eingerichtet ist, und einen Ausgangsanschluss, welcher zum Bereitstellen eines Ausgangssignals eingerichtet ist, aufweist. Eine Spannungsgeneratorschaltung ist derart gestaltet, dass sie ein erstes Ausgangsspannungssignal erzeugt. Eine Einschwingschaltung ist derart gestaltet, dass sie ein zweites Ausgangsspannungssignal erzeugt. Die Einschwingschaltung ist eingerichtet, das zweite Ausgangsspannungssignal am Ausgangsanschluss als Reaktion auf das am Eingangsanschluss empfangene Freigabesignal bereitzustellen, und nach einer ersten Zeitdauer das erste Ausgangsspannungssignal am Ausgangsanschluss bereitzustellen.
Im Einklang mit weiteren Aspekten weist eine Schaltung einen Eingangsanschluss auf, welcher zum Empfangen eines Freigabesignals eingerichtet ist. Eine Spannungsdetektorschaltung ist eingerichtet, ein Lastrückkopplungssignal zu empfangen. Ein Schalter ist zwischen einen Spannungsgeneratorausgang und eine Stromquelle geschaltet. Der Schalter reagiert auf die Spannungsdetektorschaltung, um den Spannungsgeneratorausgang selektiv mit der Stromquelle zu koppeln.
Im Einklang mit noch weiteren Aspekten umfasst ein Verfahren das Bereitstellen eines Spannungsgenerators aufweisend einen Betriebsverstärker, welcher dafür ausgelegt ist, eine erste Referenzspannung auszugeben, und das Bereitstellen einer Einschwingschaltung, welche dafür ausgelegt ist, eine zweite Referenzspannung auszugeben. Die zweite Referenzspannung wird als Reaktion darauf, dass ein Rückkopplungssignal von der Last unter einem vorbestimmten Spannungspegel liegt, zur Last ausgeben. Die erste Referenzspannung wird als Reaktion darauf, dass das Rückkopplungssignal von der Last über dem vorbestimmten Spannungspegel liegt, ausgeben.
Diese Offenbarung stellt verschiedenste Ausführungsformen dar, sodass Fachleute die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser verstehen können. Fachleute sollten verstehen, dass sie die vorliegende Offenbarung problemlos als eine Grundlage zum Entwerfen oder Modifizieren weiterer Prozesse und Strukturen zum Ausführen derselben Zwecke und/oder zum Erlangen derselben Vorteile der hierin vorgestellten Ausführungsformen verwenden können. Fachleute sollten auch erkennen, dass derartige äquivalente Konstruktionen nicht vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen, und dass sie verschiedenste Änderungen, Ersetzungen und Neugestaltungen daran vornehmen können, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62/868344 [0001]

Claims

Referenzspannungsgenerator aufweisend: einen Eingangsanschluss, welcher eingerichtet ist, ein Freigabesignal zu empfangen; einen Ausgangsanschluss, welcher eingerichtet ist, eine Ausgangsspannung bereitzustellen; eine Spannungsgeneratorschaltung, die eingerichtet ist, eine erste Ausgangsspannungssignal zu erzeugen; und eine Einschwingschaltung, welche eingerichtet ist, eine zweite Ausgangsspannung zu erzeugen; wobei die Einschwingschaltung eingerichtet ist, die zweite Ausgangsspannung an dem Ausgangsanschluss als Reaktion auf das Freigabesignal bereitzustellen, das am Eingangsanschluss empfangen ist, und nach einer ersten Zeitdauer die erste Ausgangsspannung an dem Ausgangsanschluss bereitzustellen.
Referenzspannungsgenerator nach Anspruch 1, wobei sich die erste Ausgangsspannung im Laufe der Zeit auf einen ersten vorbestimmten Spannungspegel einschwingt, und sich die zweite Ausgangsspannung im Laufe der Zeit auf einen zweiten vorbestimmten Spannungspegel einschwingt, wobei die Einschwingschaltung so eingerichtet ist, dass sich die zweite Ausgangsspannung schneller auf den zweiten vorbestimmten Spannungspegel einschwingt als die erste Ausgangsspannung.
Referenzspannungsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einschwingschaltung eingerichtet ist, die erste Zeitdauer als Reaktion auf ein Rückkopplungssignal von der Spannungsgeneratorschaltung zu bestimmen.
Referenzspannungsgenerator nach Anspruch 3, wobei die Spannungsgeneratorschaltung eine Last aufweist, welche mit dem Ausgangsknoten gekoppelt ist, und wobei das Rückkopplungssignal einen Spannungspegel der Last aufweist.
Referenzspannungsgenerator nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Spannungsgeneratorschaltung einen Betriebsverstärker aufweist, der eingerichtet ist, die erste Ausgangsspannung zu erzeugen.
Referenzspannungsgenerator nach Anspruch 4, wobei die Einschwingschaltung einen Schalter aufweist, welcher eingerichtet ist, die Ausgabe der Einschwingschaltung zu erzeugen, wenn sich der Schalter in einem eingeschalteten Zustand befindet.
Referenzspannungsgenerator nach Anspruch 6, wobei die Einschwingschaltung ferner einen Spannungspegeldetektor aufweist, der eingerichtet ist, das Rückkopplungssignal mit einer vorbestimmten Spannung zu vergleichen.
Referenzspannungsgenerator nach Anspruch 7, wobei die Detektorschaltung einen Transistor aufweist, und wobei die vorbestimmte Spannung eine Schwellenspannung des Transistors ist.
Referenzspannungsgenerator nach Anspruch 6, wobei der Schalter auf das Freigabesignal reagiert.
Referenzspannungsgenerator nach Anspruch 9, wobei der Schalter über mehrere Wechselrichter mit dem Eingangsanschluss gekoppelt ist.
Referenzspannungsgenerator nach Anspruch 10, wobei die Einschwingschaltung ferner eine Stromquelle aufweist, die mit dem Schalter gekoppelt ist.
Referenzspannungsgenerator nach Anspruch 11, wobei der Schalter einen ersten Transistor und einen zweiten Transistor aufweist, die jeweils einen Gate-Anschluss aufweisen, welcher mit den mehreren Wechselrichtern gekoppelt ist.
Referenzspannungsgenerator nach Anspruch 12, wobei der Schalter einen dritten Transistor aufweist, welcher zwischen dem ersten Transistor und dem zweiten Transistor und der Stromquelle geschaltet ist, und welcher einen Gate-Anschluss aufweist, der mit dem Eingangsanschluss gekoppelt ist.
Schaltung aufweisend: einen Eingangsanschluss, der eingerichtet ist, ein Freigabesignal zu empfangen; eine Spannungsdetektorschaltung, die eingerichtet ist, ein Lastrückkopplungssignal zu empfangen; einen Schalter, der zwischen einem Spannungsgeneratorausgang und einer Stromquelle geschaltet ist, wobei der Schalter auf die Spannungsdetektorschaltung reagiert, um den Spannungsgeneratorausgang selektiv mit der Stromquelle zu koppeln.
Schaltung nach Anspruch 14, wobei der Schalter aufweist: einen ersten Schalttransistor und einen zweiten Schalttransistor, die jeweils einen Source-/Drain-Anschluss, welcher mit dem Spannungsgeneratorausgang gekoppelt ist, und einen Gate-Anschluss aufweisen, welcher gekoppelt ist, um das Freigabesignal als Reaktion auf die Spannungsdetektorschaltung zu empfangen; und einen dritten Transistor, welcher zwischen dem ersten Schalttransistor und dem zweiten Schalttransistor und der Stromquelle geschaltet ist und einen Gate-Anschluss aufweist, der mit dem Eingangsanschluss gekoppelt ist.
Schaltung nach Anspruch 15, wobei die Spannungsdetektorschaltung aufweist: einen PMOS-Transistor, der einen Source-/Drain-Anschluss, welcher mit einem Stromversorgungsanschluss gekoppelt ist, und einen Gate-Anschluss aufweist, mit dem Eingangsanschluss gekoppelt ist; einen ersten NMOS-Transistor, der einen ersten Source-/Drain-Anschluss, welcher mit einem zweiten Source-/Drain-Anschluss des PMOS-Transistors gekoppelt ist, und einen Gate-Anschluss aufweist, welcher mit dem Eingangsanschluss gekoppelt ist; einen zweiten NMOS-Transistor, der einen ersten Source-/Drain-Anschluss, welcher mit einem zweiten Source-/Drain-Anschluss des ersten NMOS-Transistors gekoppelt ist, einen zweiten Source-/Drain-Anschluss, welcher mit einem Erdungsanschluss gekoppelt ist, und einen Gate-Anschluss aufweist, welcher gekoppelt ist, um das Lastrückkopplungssignal zu empfangen; und einen Kondensator, der zwischen dem zweiten Source-/Drain-Anschluss des ersten NMOS-Transistors und dem Erdungsanschluss geschaltet ist.
Schaltung nach Anspruch 16, ferner aufweisend einen ersten Wechselrichter und einen zweiten Wechselrichter, die zwischen dem zweiten Source-/Drain-Anschluss des ersten NMOS-Transistors und den Gate-Anschlüssen des ersten Schalttransistors und des zweiten Schalttransistors geschaltet sind.
Verfahren umfassend: Bereitstellen eines Spannungsgenerators, der einen Betriebsverstärker aufweist, welcher eingerichtet ist, eine erste Referenzspannung auszugeben; Bereitstellen einer Einschwingschaltung, die eingerichtet ist, eine zweite Referenzspannung auszugeben; Ausgeben der zweiten Referenzspannung zu einer Last als Reaktion darauf, dass ein Rückkopplungssignal von der Last unter einem vorbestimmten Spannungspegel liegt; und Ausgeben der ersten Referenzspannung als Reaktion darauf, dass das Rückkopplungssignal von der Last über dem vorbestimmten Spannungspegel liegt.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend: Ausgeben der ersten Referenzspannung und der zweiten Referenzspannung als Reaktion auf ein Freigabesignal.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend: Bereitstellen des Rückkopplungssignals von der Last an ein Gate eines Transistors; und Ausgeben der ersten Referenzspannung als Reaktion darauf, dass das Rückkopplungssignal eine Schwellenspannung des Transistors übersteigt.