EP4078325A1 - Vorrichtung zum bereitstellen einer geregelten ausgangsspannung, verwendung, chip und verfahren - Google Patents

Vorrichtung zum bereitstellen einer geregelten ausgangsspannung, verwendung, chip und verfahren

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Publication number
EP4078325A1
EP4078325A1 EP20819652.7A EP20819652A EP4078325A1 EP 4078325 A1 EP4078325 A1 EP 4078325A1 EP 20819652 A EP20819652 A EP 20819652A EP 4078325 A1 EP4078325 A1 EP 4078325A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
diode
transistor
circuit
parallel
Prior art date
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Pending
Application number
EP20819652.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Grewing
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Forschungszentrum Juelich GmbH
Original Assignee
Forschungszentrum Juelich GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Forschungszentrum Juelich GmbH filed Critical Forschungszentrum Juelich GmbH
Publication of EP4078325A1 publication Critical patent/EP4078325A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/575—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices characterised by the feedback circuit
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/59—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45—Differential amplifiers
    • H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/45179—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit
    • H03F3/45183—Long tailed pairs

Definitions

  • the present invention relates to a device for providing a regulated output voltage from an unregulated voltage, comprising a voltage regulating circuit.
  • the invention relates to the use of such a device, a chip with integrated circuits and a method for providing a regulated Versor supply voltage from an unregulated voltage.
  • supply voltages for operation also referred to as supply voltage or supply for short.
  • the voltage level depends on the requirements of the circuits, while the available voltages partially vary. Therefore, devices for voltage regulation are used that generate the supply voltage from an available voltage, in particular by means of a reference voltage.
  • Such a device can, for example, comprise a voltage differential amplifier, in particular a special operational amplifier, and a transistor via which the supply voltage is generated with low resistance.
  • a voltage divider is also used to reduce the generated supply voltage to the reference voltage.
  • supply voltage Since in the present case the output voltage of a device for voltage regulation is referred to as supply voltage, the term supply voltage suppression is deliberately not used. In order to be able to regulate the supply voltage to be provided as precisely as possible, devices for voltage regulation usually require a high gain. On the other hand, a large bandwidth would be advantageous so that a broadband PSRR can be achieved. Common Operationsver stronger but have a limited bandwidth of often less than 100 MHz. In other words, (sufficient) suppression of input voltage changes only takes place over a limited frequency range of.
  • control element in particular a transistor
  • very high capacitance values are required when a downstream back-up capacitance is used.
  • this usually means that only external capacities outside the package, ie outside a housing surrounding the chip, can be used.
  • This in turn means that the number of regulated voltages is limited by the maximum number of package pins, and the package's parasitic inductances limit the bandwidth of the PSRR.
  • Control with divided control paths is usually associated with the disadvantages that additional space and power are consumed, and the expanded bandwidth can only be increased by a maximum of 30 to 50% as a result.
  • This object is achieved in a device of the type mentioned at the outset in that a diode connected in parallel with the voltage regulating circuit is provided.
  • the parallel connection according to the invention of a particularly conventional or conventional control circuit with a diode allows the advantages of precise control to be combined with a broadband PSRR in a surprisingly simple manner.
  • the invention is based on this based on the knowledge that by means of a diode connected in parallel, the PSRR can be improved precisely in that frequency range in which the PSRR of the voltage regulation fails or falls badly.
  • the fiction, contemporary device is characterized by a reasonable space and power requirement. Due to the reasonable space and power requirements, several circuits can also be separated from one another by separate controllers in the sense that crosstalk is avoided.
  • the voltage excitation circuit of the device according to the invention regulation in particular can then take place in a first frequency range.
  • the voltage can be set in particular in a second frequency range in which the PSRR of the voltage regulation circuit is not (sufficiently) good or does not work.
  • the invention uses the fact that a diode is characterized by a frequency-dependent PSRR, which usually has a peak or a maximum in a frequency range in which the PSRR of conventional voltage regulation circuits is low or has dropped to a minimum.
  • the voltage regulation circuit to which a diode is connected in parallel according to the invention, can in principle be designed in any desired manner, in particular previously known from the prior art. It is designed expediently to reduce voltage changes in the unregulated voltage. Then, in other words, it can compensate or smooth voltage fluctuations. It is preferably designed to implement active voltage regulation. It should be noted that the voltage regulating circuit can also be referred to as a voltage regulating device.
  • the voltage regulating circuit of the device according to the invention in particular represents or realizes an active regulation and the diode a passive circuit.
  • the voltage regulation circuit comprises an amplifier.
  • An amplifier is to be understood as any device by means of which a voltage can be amplified. A gain is understood to mean both a positive and a negative gain in which the amplified output voltage turns out to be lower than the input voltage.
  • the amplifier of the voltage regulation circuit is preferably a voltage differential amplifier, particularly preferably an operational amplifier.
  • Operational amplifiers which are sufficiently well known from the prior art, are usually voltage amplifiers with which a differential input voltage is amplified to a preferred ground-related voltage output.
  • An operational amplifier can have two inputs, which are usually high-impedance voltage inputs. The output can behave like a voltage source with the lowest possible resistance.
  • the voltage regulation circuit comprises two or more amplifiers, each of which is then a voltage difference Reference amplifier, preferably operational amplifier can act.
  • the device according to the invention expediently has an input for the unregulated voltage and / or an output for the regulated supply voltage.
  • the voltage regulating circuit comprises a regulating element.
  • a transistor can be provided, in particular a transistor serving as a control element. If the voltage regulating circuit comprises a transistor, it expediently has a drain, a gate and a source connection in a manner known in the art.
  • the voltage regulating circuit comprises such a circuit, but this is not to be understood as restrictive, but rather it can also comprise several regulating elements or transistors, possibly connected in parallel.
  • the diode is connected in parallel with the regulating element or regulating elements.
  • the voltage regulating circuit has one or more amplifiers and one or more transistors, in particular as regulating elements, it can furthermore preferably be provided that the output of the or at least one or each amplifier is connected to the gate terminal of the or at least one or each of the transistors is connected.
  • the drain connection of the or, in the case of several, at least one or each transistor of the voltage regulation Circuit is connected to the input of the device.
  • the source connection of the or, in the case of several, at least one or each transistor of the voltage regulating circuit can be connected to the output of the device, possibly via one or more resistors.
  • any component or device or electronic component that is suitable or designed and / or set up so that the voltage potentials at two contacts of the component can serve as the diode that is connected in parallel to the voltage regulating circuit according to the invention have a fixed potential difference for an operating point.
  • the diode connected in parallel to the voltage regulating circuit provided according to the invention is provided in a particularly preferred embodiment by a transistor connected as a diode or else comprises one.
  • the diode can also be provided or formed by a transistor connected up as a diode.
  • a transistor connected up as a diode has a fixed potential difference between two of its contacts due to its operating point and its connection.
  • the transistor expediently has a drain, a gate and a source connection in a sufficiently known manner.
  • the drain connection of the transistor connected as a diode is then advantageously connected to the input of the device.
  • the source connection of the transistor connected as a diode can be connected to the output of the device.
  • the diode can also be configured differently. For example, this can also be a Schottky diode or a PN diode.
  • the device according to the invention comprises an RC circuit. It should be noted that an RC circuit can also be referred to as an RC element.
  • An RC circuit or RC element is in a known manner by a circuit with at least one counter and was given at least one capacitor. The at least one resistor and the at least one capacitor can be connected in series.
  • an R-C circuit is provided, it is preferably connected in parallel with the diode.
  • the device according to the invention in addition to the diode connected in parallel to the voltage regulation circuit and a possibly existing further path connected in parallel, which for example comprises an RC circuit or one or more adjustable resistors or a filter circuit or through such a circuit is formed, has no further parallel paths.
  • the device according to the invention may have only exactly one or only exactly two paths parallel to the voltage regulation circuit, this being optional and not mandatory.
  • the device according to the invention then consists in particular of a voltage regulating circuit and a path parallel thereto or a voltage regulating circuit and two paths parallel thereto.
  • the one parallel path comprises the diode and in the second case the one path comprises the diode and the second parallel path, for example, an RC circuit or one or more adjustable resistors or a filter circuit.
  • components that are again connected in parallel can be present within a parallel path to components.
  • a second parallel path which is present in addition to a diode connected in parallel, can comprise a resistor, to which, for example, a capacitance is connected in parallel.
  • the R-C circuit comprises at least one adjustable resistor. If the diode is provided by a transistor connected as a diode or if it comprises such a transistor, it is particularly preferred that the R-C circuit is connected in parallel to the gate connection of the transistor connected as a diode. It has been shown that the frequency range in which interference is suppressed by the diode can be further increased by means of an R-C circuit.
  • the result of the device according to the invention is characterized by a particularly good and broadband PSRR.
  • a filter circuit associated in particular with the diode is provided.
  • the diode or the transistor connected as such - can be separated from the unregulated input voltage, or this can be used to provide a reference voltage that is affected by interference on the Input voltage is disconnected. Then, in particular, a passive diode circuit is filtered for interference suppression.
  • the filter circuit is preferably connected to its gate connection.
  • the filter circuit then serves in particular to filter the gate connection.
  • the filter circuit furthermore preferably comprises at least one capacitor and / or one resistor.
  • the resistor and / or the capacitor can then be connected on one side to the gate connection of the transistor connected as a diode.
  • a filter circuit can consist, for example, of a low-pass filter made up of a resistor in series and a capacitor, in other words a capacitance, in parallel and to ground. This means that interference is filtered particularly well.
  • the device also relates to a chip, in particular a semiconductor chip, which comprises one or more devices according to the invention for providing a regulated supply voltage from an unregulated voltage.
  • a housing surrounding the chip can be provided. Then it preferably applies that the or, in the case of several, at least one or also each of the inventive devices is arranged within the housing of the chip.
  • a chip housing is also referred to as a package.
  • the chip according to the invention preferably comprises, in a manner known per se, a semiconductor wafer with integrated circuits.
  • the device according to the invention or the devices according to the invention are then particularly preferably formed by integrated circuits of the chip or comprise such. It can furthermore be that integrated circuits of the chip or components thereof are supplied with voltage via one or more devices according to the invention.
  • each device is preferably used to provide a different voltage. More preferably, different of the devices are used for different components or integrated circuits of the chip, for example at least one device according to the invention for one or more interface circuits of the chip and at least one device according to the invention for circuits of the chip with core transistors. If one or more devices according to the invention are used on a chip, there is the great advantage that no external support capacitors arranged outside the package are required. The problem of limiting the number of regulated voltages by the maximum number of package pins is thus completely avoided. In addition, the problem that parasitic inductances of the package limit the bandwidth of the PSRR is also avoided.
  • Another object of the invention is a method for providing a regulated supply voltage from an unregulated voltage, in which a device according to the invention is provided, whose The voltage regulating circuit comprises a regulating element, and the diode of which is provided by a transistor connected as a diode with a drain, a gate and a source connection or comprises such a transistor, the transistor connected as a diode being connected in parallel with the regulating element, and wherein the device comprises an adjustable resistor which is connected in parallel to the gate connection of the transistor connected as a diode, and in which an unregulated voltage is applied to the device and the adjustable resistor is set in such a way that both by the control element and a current flows through the transistor connected as a diode.
  • the method according to the invention also makes it possible in particular to set supply voltages so that the required components can be implemented on a semiconductor, in particular silicon circuit with reasonable space requirements and reasonable power consumption, while at the same time broadband suppression of interference.
  • the invention relates to the use of the device according to the invention for providing a regulated supply voltage from an unregulated voltage.
  • An unregulated voltage in the present sense can also be a voltage that is not (yet) adequately regulated or interference-suppressed for an application which is then subjected to (further) regulation or interference suppression by the device according to the invention.
  • FIG. 1 a previously known voltage regulation circuit with a PMOS as a regulating element in a purely schematic representation
  • FIG. 2 shows a previously known voltage regulating circuit with an NMOS as the regulating element in a purely schematic representation
  • FIG. 3 shows an exemplary structure of an operational amplifier in a purely schematic representation
  • FIG. 4 shows a schematic, unscaled graph with the PSRR plotted against the frequency of the voltage regulation circuits from FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 5 shows a diode and a load in a purely schematic representation
  • FIG. 6 shows a transistor connected up as a diode and a load in a purely schematic representation
  • FIG. 7 shows a schematic, unscaled graph with the PSRR of the diode from FIG. 5 plotted against the frequency and the transistor from FIG. 6 connected as a diode;
  • FIG. 8 shows a first exemplary embodiment of a device according to the invention in a purely schematic representation;
  • FIG. 9 shows a second exemplary embodiment of a device according to the invention in a purely schematic representation;
  • FIG. 10 shows a third exemplary embodiment of a device according to the invention in a purely schematic representation
  • FIG. 11 shows a fourth exemplary embodiment of a device according to the invention in a purely schematic representation
  • FIG. 12 shows a schematic, unscaled graph with the PSRR plotted against the frequency of the devices according to FIGS. 8 to 11;
  • FIG. 13 is a purely schematic representation of a chip according to the invention.
  • FIG. 1 shows, in a purely schematic representation, a voltage regulating device or voltage regulating circuit 1 known from the prior art, which provides a regulated supply voltage VREG from an unregulated voltage VE for a load 2.
  • the conventional voltage regulation circuit 1 comprises an operational amplifier 3, at one inverted input 4 of which a reference voltage VREF is applied.
  • the voltage regulating device 1 furthermore comprises a transistor 5, serving in particular as a regulating element, with a drain connection 6, a gate connection 7 and a source connection 8.
  • the transistor 5 in the present case is a PMOS.
  • the gate connection 8 of the transistor 5 is connected to the output 9 of the operational amplifier 3.
  • the drain connection 6 is connected to the input 10 of the voltage regulating circuit 1, to which the unregulated voltage VE is applied, and the source connection 8 is connected to the output 11 of the voltage regulating circuit 1. Also connected to the output 11 of the voltage control circuit 1 is the second, non-inverted input 12 of the operational amplifier 3.
  • the arrangement can in particular serve to amplify the error in the control.
  • the load 2, which is supplied with the voltage VREG regulated by the voltage regulating circuit 1, comprises an adjustable resistor 13 and a capacitance connected in parallel to this in the form of a capacitor 14.
  • the adjustable resistor 13 and the capacitor 14 are both connected to earth 15 at.
  • a further capacitor 14, which is also connected to earth 15, is connected downstream of the load 2.
  • FIG. 2 shows another example of a conventional voltage regulating circuit 1 which largely corresponds to that of FIG. 1 and which is also followed by a load 2 and a capacitor 14 connected to ground 15.
  • the same components are provided with the same reference symbols.
  • the only difference between the circuit 1 according to FIG. 1 and the circuit 1 according to FIG. 2 is that the transistor 5 serving as a control element in the latter is not a PMOS but an NMOS.
  • FIG. 3 shows in a purely schematic representation the structure of the operational amplifiers 3 of the circuits from FIGS. 1 and 2. As can be seen, this comprises a differential stage 16 and several current mirrors 17. It should be noted that the amplifier structure according to FIG understand is.
  • the dashed line on the left marked with the reference symbol 18 marks the bandwidth of the operational amplifier 3 and the right dashed line marked with the reference symbol 19 marks the bandwidth of the transistor 5.
  • the PSRR of the device 1 is good (clearly different from zero dB) in a first frequency range Fi, which extends up to the line 18, and then drops to almost zero dB, and then increases again. There is thus a second frequency range F2 in which the PSRR is significantly worse. In other words, the PSRR is not (sufficiently) good over the entire frequency range but has a limited bandwidth.
  • FIG. 5 shows, in a purely schematic representation, a diode 20 to which an unregulated voltage VE is applied and from which - in analogy to FIGS. 1 and 2 - a load 2 is connected downstream.
  • the diode 20 can be a Schottky or PN diode, for example.
  • An analog structure is shown in FIG. 6, the diode being given here by a transistor 21 connected up as a diode with a drain connection 6, a gate connection 7 and a source connection 8 and at the gate Terminal 7 a reference voltage VREF is applied.
  • FIG. 7 shows the behavior of the PSRR of the diode 20 and of the transistor 21 connected as a diode, this in complete analogy to FIG. 4 in a purely schematic, unscaled graph in which the PSRR over the Frequency f is plotted.
  • the PSRR is zero dB in a first frequency range Fi and clearly different from zero dB in a second frequency range F2.
  • the present invention makes use of this in order to obtain a broadband PSRR in combination with a voltage regulation circuit.
  • FIGS. 8 to 11 show four exemplary embodiments of devices according to the invention for providing a regulated supply voltage from an unregulated voltage.
  • the first exemplary embodiment according to FIG. 8 comprises a voltage regulating circuit 1 which in the present case corresponds to the voltage regulating circuit 1 from FIG. It should be emphasized that this is to be understood purely as an example and the voltage regulating circuit 1 of the device 22 according to the invention can in principle also be configured in a different manner, for example like that from FIG. 2 with an NMOS instead of a PMO, or else in particular prior art manner.
  • the device 22 according to the invention from FIG. 8 comprises a diode 20 which is connected in parallel to the voltage regulating circuit 1.
  • the diode 20 of the device 22 according to the invention can be, for example, a Schottky diode or also a PN diode 18.
  • a transistor 21 connected up as a diode can be used as the diode, as is shown purely schematically in FIG. 9 (and also FIGS. 10 and 11).
  • the transistor 21 has in a manner known per se Drain connection 6, a gate connection 7 and a source connection 8.
  • a reference voltage VREF can be applied to the gate terminal 7.
  • the diode 20 connected in parallel or the transistor 21 connected as such is connected on the one hand to the input 10 of the voltage regulation circuit 1.
  • the input 10 of the voltage regulation circuit 1 is in turn connected to the input of the device, not shown. He can also form this.
  • the diode 20 or the transistor 21 connected as such is on the other hand connected to the output 23 of the device to which the output 11 of the voltage regulating circuit 1 is also connected.
  • the diode 20 or the transistor 21 connected as a diode is connected in parallel to the transistor 5 of the voltage regulating circuit 1. This applies to all four exemplary embodiments.
  • FIG. 12 illustrates the behavior of the PSRR of a device according to the invention in comparison with the PSRR of the voltage regulation circuits 1 from FIGS. 1 and 2 (cf. the graphs according to FIG. 4) and the PSRR of the diode 20 or shown in FIGS of the transistor 21 connected up as a diode (cf. the graphs according to FIG. 7).
  • the PSRR of the voltage regulation circuits 1 is shown in FIG. 12 with a dashed line, the PSRR of the diode 20 and the transistor 21 connected as a diode with a broken line and the PSRR of the device 22 according to FIG. 10 with a solid line. It should be noted that the PSRR of the devices 22 from Figures 8, 10 and 11 is similar.
  • the PSRR can be improved precisely in that frequency range in which the PSRR of the voltage regulator 1 fails or drops poorly (cf. dash-dotted line).
  • a good PSRR is achieved in both frequency ranges, i.e. over all frequencies.
  • the third embodiment of a device according to the invention shown in FIG. 10 differs from the second example according to FIG. 9 only in that an RC circuit 24 is provided. This is located between the transistor 5 of the voltage regulating circuit 1 and the transistor 21 connected in parallel with it and connected as a diode. It is also connected in parallel, specifically to the gate connection 7 of the transistor 21 connected as a diode.
  • the RC circuit 24 comprises a resistor 25 and a capacitor 14 in a previously known manner.
  • the resistor 25 is connected on the one hand to the input 10 of the voltage regulating circuit 1 and on the other hand connected to the gate terminal 7 of the transistor 21.
  • the capacitor 14 is connected on the one hand to the gate connection 7 of the transistor 21 and on the other hand to the earth 15.
  • the frequency range in which interference is suppressed by the diode can be further increased by means of the RC circuit 24.
  • the flank 26 (see FIG. 12) of the PSRR of a diode 20 or of a transistor 21 connected as such in FIG. 12 can be brought further to the left.
  • the device 22 according to the invention is characterized as a result by a particularly good and broadband PSRR. It should be noted that even if a particularly advantageous result can be achieved with an RC circuit 25, but even without such an RC circuit, the PSRR is only characterized by good behavior over the entire frequency range. If the flank 26 were to lie somewhat further to the right in FIG. 12, this would merely lead to a somewhat lower value of the PSRR of the device 22 (solid line) in a comparatively small frequency range.
  • the fourth exemplary embodiment of a device according to the invention according to FIG. 11 differs from that according to FIG. 10 only in that instead of the R-C circuit 24, two adjustable resistors 27 and a capacitor 14 are provided.
  • the two adjustable resistors 27, which are connected in series, are connected in parallel to the transistor 21 connected as a diode.
  • the upper adjustable resistor 27 is connected on the one hand to the input 10 and on the other hand to the lower adjustable resistor 27.
  • the lower resistor 27 is connected on the one hand to the upper resistor 27 and on the other hand to the earth 15.
  • the capacitor 14 is connected in parallel to the lower of the two resistors 27.
  • FIG. 11 Another embodiment of a device according to the invention with the advantage of the freely selectable voltage is given by an arrangement according to FIG. 11 without the second, lower adjustable resistor 27 and without the capacitance 14 connected in parallel therewith.
  • the second adjustable resistor 27 and the capacitance 14 in parallel and after ground 15 form, in particular, an example of a filter circuit through which interferences can be filtered particularly well.
  • exemplary embodiments of devices 22 according to the invention shown in the figures, it can apply that these have no further components besides the components shown, in other words they can consist of the components shown in the figures.
  • the exemplary embodiments of devices 22 according to the invention are particularly preferably - at least partially, in particular completely - each part of a semiconductor chip.
  • FIG. 1 An exemplary embodiment of a semiconductor chip 28 according to the invention is shown purely schematically in FIG.
  • This comprises two devices 22, which in the present case are designed as shown in FIG.
  • the two devices 22 are implemented as integrated circuits of the chip 28.
  • each of the two devices 22 supplies a further circuit 29, 30 or component of the chip 28 with voltage.
  • one of the devices supplies an interface circuit 29 of the chip 28 and the other device 22 supplies a circuit 20 with core transistors.
  • the two circuits 29, 30 - just like the chip itself and the devices 22 - are indicated in the purely schematic figure only in a greatly simplified manner by means of block image elements.
  • Each device 22 serves to provide a different voltage.
  • FIG. 13 is to be understood purely as an example and, of course, only one or even more than two devices according to the invention can be implemented as part of a chip 28. Of course, a different number of further circuits or components of a chip 28 can also be supplied and the devices 22 can be designed differently than that shown in FIG.
  • the chip 28 is surrounded by a housing (also referred to as a package), which is not shown further in the figures, and the two devices 22 according to the invention extend completely within the housing in the example shown.
  • a housing also referred to as a package
  • the devices 22 according to the invention offer the great advantage that they manage without external support capacities arranged outside the package.
  • the problem of limiting the number of regulated voltages by the maximum number of package pins is thus completely avoided.
  • the problem is avoided that parasitic inductances of the package limit the bandwidth of the PSRR.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (22) zum Bereitstellen einer geregelten Versorgungsspannung (VREG) aus einer ungeregelten Spannung (VE), umfassend eine Spannungsregelungsschaltung (1), wobei eine zu der Spannungsregelungsschaltung (1) parallel geschaltete Diode (20, 21) vorgesehen ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung die Verwendung einer solchen Vorrichtung (22), einen Chip (28) mit integrierten Schaltkreisen und ein Verfahren zum Bereitstellen einer geregelten Versorgungsspannung (VREG) aus einer ungeregelten Spannung (VE).

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Bereitstellen einer geregelten Ausgangsspannung, Verwendung, Chip und Verfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer geregelten Ausgangsspannung aus einer ungeregelten Spannung, umfas send eine Spannungsregelungsschaltung. Darüber hinaus betrifft die Erfin dung die Verwendung einer solchen Vorrichtung, einen Chip mit integrierten Schaltkreisen und ein Verfahren zum Bereitstellen einer geregelten Versor gungsspannung aus einer ungeregelten Spannung.
Elektrische Schaltungen benötigen für den Betrieb Versorgungsspannungen (im Englischen auch als supply voltage bzw. kurz supply bezeichnet). Die Spannungshöhe richtet sich dabei nach den Anforderungen der Schaltungen, während die zur Verfügung stehenden Spannungen jedoch teilweise variie ren. Daher kommen Vorrichtungen zur Spannungsregelung zum Einsatz, die aus einer zur Verfügung stehenden Spannung, insbesondere mittels einer Referenzspannung, die Versorgungsspannung generieren. Eine solche Vor- richtung kann beispielsweise einen Spannungsdifferenzverstärker, insbe sondere Operationsversstärker, und einen Transistor, über den die Versor gungsspannung nierderohmig generiert wird, umfassen. Teilweise kommt auch ein Spannungsteiler zum Einsatz, um die generierte Versorgungs spannung auf die Referenzspannung herunterzusetzen.
Bezüglich Chips mit integrierten Schaltungen bzw. Schaltkreisen besteht oftmals die Anforderung, dass innerhalb eines Chips unterschiedliche Span nungen benötigt werden, z.B. einerseits für Interface-Schaltungen und ande rerseits für Schaltungen mit Core Transistoren. Eine wichtige Eigenschaft von Vorrichtungen zur Spannungsregelung ist die Störungsfreiheit der geregelten Spannung. Dabei gilt es sowohl Störungen auf der Versorgungsspannung zu unterdrücken als auch Laststromänderun gen auszugleichen. Eine wesentliche Größe eines Spannungsreglers ist die sogenannte Power Supply Rejection Ratio, die kurz als PSRR bezeichnet wird. Diese Größe gibt an, wie stark Eingangsspannungsänderungen auf der Ausgangsspannung unterdrückt werden können. Im Deutschen ist für die PSRR auch die Bezeichnung Betriebs- bzw. Eingangsspannungsunterdrü ckung üblich. Es sei angemerkt, dass im Deutschen auch der Begriff Ver- sorgungsspannungsunterdrückung verwendet wird. Da vorliegend die Aus gangsspannung einer Vorrichtung zur Spannungsregelung als Versorgungs spannung bezeichnet wird, wird der Begriff Versorgungsspannungsunterdrü ckung bewusst nicht verwendet. Um die bereitzustellende Versorgungsspannung möglichst genau regeln können, benötigen Vorrichtungen für die Spannungsregelung üblicher Weise eine hohe Verstärkung. Andererseits wäre eine große Bandbreite vorteilhaft, damit eine breitbandige PSRR erzielt werden kann. Gängige Operationsver stärker haben aber eine begrenzte Bandbreite von häufig nur unter 100 MHz. Eine (ausreichende) Unterdrückung von Eingangsspannungsänderungen erfolgt mit anderen Worten nur über einen begrenzten Frequenzbereich von.
Es ist bekannt, die Bandbreite der PSRR mithilfe einer Stützkapazität zu verbessern. Außerdem kann versucht werden, die Regelung breitbandiger zu machen, indem parallele Regelpfade implementiert werden. Diese weisen dann üblicher Weise einen niederfrequenten und einen hochfrequenten Re gelpfad auf. Eine entsprechende Vorrichtung geht beispielsweise aus der US 2009/0085534 A1 hervor. Um gezielt die PSRR zu verbessern, können Stö rungen auch direkt geregelt werden, wie es beispielsweise in der US 2007/126329 A1 offenbart ist. Die US 2013/0307506 A1 und die CN 109189137 A zeigen eine Variation des aktiven Elementes, um die Band breite zu verbessern
Mit den vorbekannten Lösungen sind verschiedene Nachteile verbunden. Da das Regelglied, insbesondere ein Transistor, niederohmig am Ausgang ist, werden bei Einsatz einer nachgeschalteten Stützkapazität sehr hohe Kapa zitätswerte benötigt. Im Bereich der Spannungsregelung für Chips mit inte grierten Schaltkreisen führt dies üblicherweise dazu, dass nur externe Kapa zitäten außerhalb des Packages, also außerhalb eines den Chip umgeben- den Gehäuses, genutzt werden können. Das führt wiederum dazu, dass die Anzahl der geregelten Spannungen durch die maximale Anzahl der Packa gepins begrenzt ist, und die parasitären Induktivitäten des Package begren zen die Bandbreite der PSRR. Mit einer Regelung mit geteilten Regelpfaden sind üblicher Weise die Nachteile verbunden, das zusätzlicher Platz und Leistung verbraucht wird, und die erweiterte Bandbreite dadurch auch nur um maximal 30 bis 50% erhöht werden kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die sich durch eine vergleichsweise hohe PSRR mit vergleichsweise großer Bandbreite auszeichnet und dabei mit vertretbarer Leistung und vertretbarem Platzbedarf auskommt.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine zu der Spannungsregelungsschaltung parallel ge- schaltete Diode vorgesehen ist.
Durch die erfindungsgemäße Parallelschaltung einer insbesondere her kömmlichen bzw. konventionellen Regelschaltung mit einer Diode können auf überraschend einfache Weise die Vorteile einer genauen Regelung mit einer breitbandigen PSRR kombiniert werden. Die Erfindung basiert dabei auf der Erkenntnis, dass mittels einer parallel geschalteten Diode die PSRR gerade in demjenigen Frequenzbereich verbessert werden kann, in dem die PSRR der Spannungsregelung schlecht ausfällt bzw. abfällt. Die erfindungs gemäße Vorrichtung zeichnet sich dabei durch einen vertretbaren Platz- und Leistungsbedarf aus. Aufgrund des vertretbaren Platz- und Leistungsbedarf können auch mehrere Schaltungen durch separate Regler in dem Sinne voneinander getrennt werden, dass Übersprechen vermieden wird.
Mittels der Spannungsregungsschaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dann insbesondere eine Regelung in einem ersten Frequenzbereich erfolgen. Mittels der Diode kann insbesondere in einem zweiten Frequenz bereich, in dem die PSRR der Spannungsregelungsschaltung nicht (ausrei chend) gut ist bzw. nicht greift, die Spannung gesetzt werden. Dabei nutzt die Erfindung, dass eine Diode sich durch eine frequenzabhängige PSRR aus- zeichnet, die in der Regel einen Peak bzw. ein Maximum in einem Fre quenzbereich hat, in dem die PSRR konventioneller Spannungsregelungs schaltungen niedrig ausfällt bzw. auf ein Minimum abgefallen ist.
Die Spannungsregelungsschaltung, zu der erfindungsgemäß eine Diode pa- rallel geschaltet ist, kann prinzipiell auf beliebige, insbesondere aus dem Stand der Technik vorbekannte Weise ausgebildet sein. Sie ist zweckmäßi ger Weise ausgestaltet, um Spannungsänderungen der ungeregelten Span nung zu reduzieren. Dann kann sie mit anderen Worten Spannungsschwan kungen auszugleichen bzw. glätten. Bevorzugt ist sie ausgebildet, um eine aktive Spannungsregelung zu realisieren. Es sei angemerkt, dass die Span nungsregelungsschaltung auch als Spannungsregelungseinrichtung be zeichnet werden kann. Die Spannungsregelungsschaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung stellt insbesondere eine aktive Regelung dar bzw. realisiert eine solche und die Diode eine passive Schaltung. Die Spannungsregelungsschaltung umfasst in vorteilhafter Ausgestaltung einen Verstärker. Unter einem Verstärker ist dabei jede Einrichtung zu ver stehen, mittels derer eine Verstärkung einer Spannung erzielt werden kann. Unter einer Verstärkung ist dabei sowohl eine positive als auch eine negative Verstärkung, bei der die verstärkte Ausgangsspannung geringer ausfällt als die Eingangsspannung, zu verstehen.
Bei dem Verstärker der Spannungsregelungsschaltung handelt es sich be vorzugt um einen Spannungsdifferenzverstärker, besonders bevorzugt um einen Operationsverstärker. Bei Operationsverstärkern, die aus dem Stand der Technik in hinlänglicher Weise vorbekannt sind, handelt es sich üblicher Weise um Spannungsverstärker, mit denen eine differenzielle Eingangs spannung auf einen bevorzugten massenbezogenen Spannungs-Ausgang verstärkt wird. Ein Operationsverstärker kann sich durch zwei Eingänge auszeichnen, die in der Regel hochohmige Spannungseingänge sind. Der Ausgang kann sich wie eine möglichst niederohmige Spannungsquelle ver halten.
Es sei angemerkt, dass, auch wenn in der Regel ein Verstärker ausreichen wird, dies nicht einschränkend zu verstehen ist, sondern es ist vielmehr auch möglich ist, dass die Spannungsregelungsschaltung zwei oder mehr Ver stärker umfasst, bei denen es sich dann jeweils um einen Spannungsdiffe renzverstärker, bevorzugt Operationsverstärker handeln kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zweckmäßiger Weise einen Ein gang für die ungeregelte Spannung und/oder einen Ausgang für die geregel te Versorgungsspannung auf. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Spannungsregelungsschal tung ein Regelglied umfasst. Es kann ein Transistor vorgesehen sein, insbe sondere ein als Regelglied dienender Transistor. Umfasst die Spannungsre gelungsschaltung einen Transistor, weist dieser zweckmäßiger Weise in hin länglich vorbekannter Weise einen Drain-, einen Gate- und einen Source-Anschluss auf.
Auch im Zusammenhang mit dem Regelglied, insbesondere Transistor gilt, dass es ausreichen kann, wenn die Spannungsregelungsschaltung einen solchen umfasst, dies jedoch nicht einschränkend zu verstehen ist, sondern diese auch mehrere, ggf. parallel geschaltete Regelglieder bzw. Transistoren umfassen kann.
Weist die Spannungsregelungsschaltung eines bzw. mehrere Regelglieder auf, gilt weiter bevorzugt, dass die Diode zu dem Regelglied bzw. den Re- gelgliedern parallel geschaltet ist.
Ferner kann, wenn die die Spannungsregelungsschaltung einen oder meh rere Verstärker und einen oder mehrere insbesondere als Regelglied die nende Transistoren aufweist, weiterhin bevorzugt vorgesehen sein, dass der Ausgang des bzw. wenigstens eines bzw. jedes Verstärkers mit dem Ga te-Anschluss des oder zumindest eines oder jedes der Transistoren verbun den ist.
Auch kann vorgesehen sein, dass der Drain-Anschluss des oder im Falle mehrerer zumindest eines oder jedes Transistors der Spannungsregelungs- Schaltung mit dem Eingang der Vorrichtung verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Source-Anschluss des oder im Falle mehrerer zumindest eines oder jedes Transistors der Spannungsregelungsschaltung mit dem Ausgang der Vorrichtung verbunden sein, ggf. über einen oder mehrere Wi- derstände.
Als Diode, die erfindungsgemäß parallel zu der Spannungsregelungsschal tung geschaltet ist, kann insbesondere jede Komponente bzw. Einrichtung bzw. jedes elektronische Bauteil dienen, die bzw. das dazu geeignet bzw. ausgebildet und/oder eingerichtet ist, dass die Spannungspotentiale an zwei Kontakten der Komponente für einen Arbeitspunkt einen festen Potentialun terschied haben.
Die erfindungsgemäß vorgesehene, parallel zu der Spannungsregelungs- Schaltung geschaltete Diode ist in besonders bevorzugter Ausgestaltung durch einen als Diode verschalteten Transistor gegeben oder aber umfasst einen solchen. Die Diode kann also mit anderen Worten auch durch einen als Diode verschalteten Transistor gegeben bzw. gebildet sein. Ein als Diode verschalteter Transistor weist durch seinen Arbeitspunkt und durch seine Verschaltung einen festen Potentialunterschied zwischen zwei seiner Kon takte auf. Der Transistor weist zweckmäßiger Weise in hinlänglich vorbe kannter Weise einen Drain-, einen Gate- und einen Source-Anschluss auf.
Dann ist vorteilhafter Weise der Drain-Anschluss des als Diode verschalteten Transistors mit dem Eingang der Vorrichtung verbunden. Alternativ oder zu sätzlich kann der Source-Anschluss des als Diode verschalteten Transistors mit dem Ausgang der Vorrichtung verbunden sein. Es sei angemerkt, dass die Diode auch anders ausgestaltet sein kann. So kann es sich bei dieser beispielsweise auch um eine Schottky-Diode oder eine PN-Diode handeln. In ganz besonders bevorzugter Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemä ße Vorrichtung einen R-C-Kreis. Es sei angemerkt, dass ein R-C-Kreis auch als R-C-Glied bezeichnet werden kann. Ein R-C-Kreis bzw. R-C-Glied ist in an sich bekannter Weise durch eine Schaltung mit wenigstens einem Wider stand und wenigstens einem Kondensator gegeben. Der wenigstens eine Widerstand und der wenigstens eine Kondensator können dabei in Reihe geschaltet sein.
Ist ein R-C-Kreis vorgesehen, ist dieser bevorzugt parallel zu der Diode ge schaltet.
Es kann sein, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung neben der zu der Spannungsregelungsschaltung parallel geschalteten Diode und einem ggf. vorhandenen weiteren parallel geschalteten Pfad, der beispielweise einen R-C-Kreis bzw. einen oder mehrere einstellbare Widerstände bzw. eine Fil- terschaltung umfasst oder durch einen solchen gebildet wird, keine weiteren parallelen Pfade aufweist. Mit anderen Worten kann es sein, dass die erfin dungsgemäße Vorrichtung nur genau einen oder nur genau zwei zu der Spannungsregelungsschaltung parallele Pfade aufweist, wobei dies optional und nicht zwingend zu verstehen ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung be- steht dann insbesondere aus einer Spannungsregelungsschaltung und ei nem dazu parallelen Pfad bzw. aus einer Spannungsregelungsschaltung und zwei dazu parallelen Pfaden. In ersterem Fall umfasst der eine parallele Pfad die Diode und im zweiten Fall der eine Pfad die Diode und der zweite paral lele Pfad beispielsweise einen R-C-Kreis bzw. einen oder mehrere einstell- bare Widerstände bzw. eine Filterschaltung. Es sei angemerkt, dass auch in diesem Falle innerhalb eines parallelen Pfades zu Komponenten auf diesem nochmals parallel geschaltete Komponenten vorhanden sein können. Bei spielsweise kann eine zusätzlich zu einer parallel geschalteten Diode vor handenen zweiter paralleler Pfad einen Widerstand umfassen, zu dem sei- nerseits beispielsweise eine Kapazität parallel geschaltet ist.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der R-C-Kreis we nigstens einen einstellbaren Widerstand umfasst. Ist die Diode durch einen als Diode verschalteten Transistor gegeben bzw. umfasst sie einen solchen, gilt besonders bevorzugt, dass der R-C-Kreis pa rallel zu dem Gate-Anschluss des als Diode verschalteten Transistors ge schaltet ist. Es hat sich gezeigt, dass mittels eines R-C-Kreises der Frequenzbereich, in dem von der Diode Störungen unterdrückt werden, noch vergrößert werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich im Ergebnis durch eine besonders gute und breitbandige PSRR aus. Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsge mäßen Vorrichtung ist eine insbesondere der Diode zugeordnete Filterschal tung vorgesehen.
Durch eine Filterschaltung kann insbesondere der passive Teil der Regelung für einen höheren Frequenzbereich - die Diode bzw. der als solche verschal- tete Transistor - von der ungeregelten Eingangsspannung getrennt werden, bzw. diese kann für die Bereitstellung einer Referenzspannung, die von Stö rungen auf der Eingangsspannung getrennt ist, genutzt werden. Dann erfolgt insbesondere eine Filterung einer passiven Diodenschaltung zur Störunterdrückung.
Ist die Diode durch einen als Diode verschalteten Transistor gegeben oder umfasst einen solchen, ist die Filterschaltung bevorzugt mit dessen Ga te-Anschluss verbunden. Die Filterschaltung dient dann insbesondere der Filterung des Gate-Anschlusses.
Die Filterschaltung umfasst weiterhin bevorzugt wenigstens einen Konden- sator und/oder einen Widerstand. Der Widerstand und/oder der Kondensator kann dann einseitig mit dem Gate-Anschluss des als Diode verschalteten Transistor verbunden sein. Eine Filterschaltung kann in einer einfachen Aus führung beispielsweise aus einem Tiefpass aus einem Widerstand in Serie und einem Kondensator, mit anderen Worten einer Kapazität, parallel und nach Masse bestehen. Dadurch werden Störungen besonders gut gefiltert.
Es sei angemerkt, dass, auch wenn in der Regel eine Diode ausreichen wird, dies nicht einschränkend zu verstehen ist, sondern es auch möglich ist, dass die Vorrichtung zwei oder mehr Dioden umfasst. Ist mehr als eine Diode vorgesehen, sind diese bevorzugt alle parallel zu der Spannungsregelungs schaltung geschaltet. Diese können sich dann ferner jeweils durch eines oder mehrere der Merkmale auszeichnen, die vorstehend als vorteilhaft im Zu sammenhang mit der Diode beschrieben wurden. Die Erfindung betrifft auch einen Chip, insbesondere Halbleiter-Chip, der eine oder mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen zum Bereitstellen einer ge regelten Versorgungsspannung aus einer ungeregelten Spannung umfasst.
Es kann ein den Chip umgebendes Gehäuse vorgesehen sein. Dann gilt be- vorzugt, dass die bzw. im Falle mehrerer wenigstens eine oder auch jede der erfindungsgemäßen Vorrichtungen innerhalb des Gehäuses des Chips an geordnet ist. Bei einem Chip-Gehäuse spricht man auch von einem Package.
Der erfindungsgemäße Chip umfasst bevorzugt in an sich bekannter Weise ein Halbleiterplättchen mit integrierten Schaltkreisen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. die erfindungsgemäßen Vorrichtungen werden dann be sonders bevorzugt durch integrierte Schaltkreise des Chips gebildet bzw. umfassen solche. Es kann ferner sein, dass integrierte Schaltkreise des Chips bzw. Komponenten dieser über eine oder mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen mit Spannung versorgt werden.
Sind zwei oder mehr erfindungsgemäße Vorrichtungen vorgesehen, dient bevorzugt jede Vorrichtung der Bereitstellung einer anderen Spannung. Weiter bevorzugt kommen verschiedene der Vorrichtungen für verschiedene Komponenten bzw. integrierte Schaltungen des Chips zum Einsatz, bei spielsweise wenigstens eine erfindungsgemäße Vorrichtung für eine oder mehrere Interface-Schaltungen des Chips und wenigstens eine erfindungs gemäße Vorrichtung für Schaltungen des Chips mit Core Transistoren. Wenn eine oder mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen auf einem Chip zum Einsatz kommen, besteht der große Vorteil erzielt, dass keine externen, außerhalb des Packages angeordnete Stützkapazitäten erforderlich sind. Das Problem der Begrenzung der Anzahl geregelter Spannungen durch die maximale Anzahl der Packagepins wird somit vollständig vermieden. Darüber hinaus wird auch die Problematik umgegangen, dass parasitäre Induktivitä ten des Package die Bandbreite der PSRR begrenzen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Bereitstellen einer geregelten Versorgungsspannung aus einer ungeregelten Spannung, bei dem eine erfindungsgemäße Vorrichtung bereitgestellt wird, deren Spannungsregelungsschaltung ein Regelglied umfasst, und deren Diode durch einen als Diode verschalteten Transistor mit einem Drain-, einem Ga te- und einem Source-Anschluss gegeben ist oder einen solchen umfasst, wobei der als Diode verschaltete Transistor parallel zu dem Regelglied ge- schaltet ist, und wobei die Vorrichtung einen einstellbaren Widerstand um fasst, der parallel zu dem Gate-Anschluss des als Diode verschalteten Tran sistors geschaltet ist, und bei dem ein ungeregelte Spannung an die Vorrich tung angelegt und der einstellbare Widerstand derart eingestellt wird, dass sowohl durch das Regelglied als auch durch den als Diode verschalteten Transistor ein Strom fließt.
Auch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es insbesondere, Ver sorgungsspannungen so einzustellen, dass die benötigten Komponenten auf einer Halbleiter-, insbesondere Siliziumschaltung mit vertretbarem Platzbe- darf und vertretbarer Leistungsaufnahme implementiert werden können, bei gleichzeitig breitbandiger Unterdrückung von Störungen.
Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bereitstellen einer geregelten Versorgungsspannung aus einer ungeregelten Spannung.
Es sei angemerkt, dass nicht ausgeschlossen ist, dass eine zu der erfin dungsgemäßen Regelung zusätzliche Regelung bzw. Störungsunterdrü ckung erfolgt bzw. erfolgt ist, beispielsweise eine vorherige insbesondere grobe Regelung, etwa mit einem DC-DC-Wandler. Mit der erfindungsgemä ßen Vorrichtung kann entsprechend auch eine (noch) genauere Regelung bzw. Störungsunterdrückung einer Spannung erfolgen. Eine ungeregelte Spannung im vorliegenden Sinne kann auch eine für einen Anwendungsfall (noch) nicht ausreichend geregelte bzw. störungsunterdrückte Spannung sein, die dann einer (weiteren) Regelung bzw. Störungsunterdrückung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung unterzogen wird.
Hinsichtlich der Ausgestaltungen der Erfindung wird auch auf die Unteran- Sprüche sowie auf die nachfolgende Beschreibung mehrerer Ausführungs beispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen.
In der Zeichnung zeigt: Figur 1 eine vorbekannte Spannungsregelungsschaltung mit einem PMOS als Regelglied in rein schematischer Darstellung;
Figur 2 eine vorbekannte Spannungsregelungsschaltung mit einem NMOS als Regelglied in rein schematischer Darstellung;
Figur 3 einen beispielhaften Aufbau eines Operationsverstärkers in rein schematischer Darstellung;
Figur 4 einen schematischen, unskalierten Graphen mit der über der Frequenz aufgetragenen PSRR der Spannungsregelungsschaltungen aus den Figuren 1 und 2;
Figur 5 eine Diode und eine Last in rein schematischer Darstellung; Figur 6 einen als Diode verschalteten Transistor und eine Last in rein schematischer Darstellung;
Figur 7 einen schematischen, unskalierten Graphen mit der über der Frequenz aufgetragenen PSRR der Diode aus Figur 5 und der als Diode verschalteten Transistors aus Figur 6; Figur 8 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vor richtung in rein schematischer Darstellung; Figur 9 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vor richtung in rein schematischer Darstellung;
Figur 10 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vor richtung in rein schematischer Darstellung;
Figur 11 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vor richtung in rein schematischer Darstellung;
Figur 12 einen schematischen, unskalierten Graphen mit der über der Frequenz aufgetragenen PSRR der Vorrichtungen gemäß den Figuren 8 bis 11; und
Figur 13 eine rein schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Chips.
Die Figur 1 zeigt in rein schematischer Darstellung eine aus dem Stand der Technik vorbekannte Spannungsregelungseinrichtung bzw. Spannungsrege lungsschaltung 1 , die für eine Last 2 eine geregelte Versorgungsspannung VREG aus einer ungeregelten Spannung VE bereitstellt. Die konventionelle Spannungsregelungsschaltung 1 umfasst einen Operationsverstärker 3, an dessen einem, invertierten Eingang 4 eine Referenzspannung VREF anliegt. Die Spannungsregelungseinrichtung 1 umfasst ferner einen insbesondere als Regelglied dienenden Transistor 5, mit einem Drain-Anschluss 6, einem Ga te-Anschluss 7 und einem Source-Anschluss 8. Bei dem Transistor 5 handelt es sich vorliegend um einen PMOS. Der Gate-Anschluss 8 des Transistors 5 ist mit dem Ausgang 9 des Operationsverstärkers 3 verbunden. Der Drain-Anschluss 6 ist mit dem Eingang 10 der Spannungsregelungsschal tung 1, an welchem die ungeregelte Spannung VE anliegt, und der Source-Anschluss 8 mit dem Ausgang 11 der Spannungsregelungsschaltung 1 verbunden. Ebenfalls mit dem Ausgang 11 des Spannungsregelungs schaltung 1 verbunden ist der zweite, nicht invertierte Eingang 12 des Opera tionsverstärkers 3. Die Anordnung kann insbesondere der Verstärkung des Fehlers der Regelung dienen. Die Last 2, welche mit der mittels der Spannungsregelungsschaltung 1 ge regelten Spannung VREG versorgt wird, umfasst einen einstellbaren Wider stand 13 und eine parallel zu diesem geschaltete Kapazität in Form eines Kondensators 14. Der einstellbare Widerstand 13 und der Kondensator 14 liegen beide an der Erde 15 an. Der Last 2 nachgeschaltet ist ein weitere Kondensator 14, der ebenfalls mit der Erde 15 verbunden ist.
Die Figur 2 zeigt ein weiteres Beispiel einer konventionellen Spannungsre gelungsschaltung 1, die mit derjenigen aus Figur 1 in weiten Teilen überein stimmt und der ebenfalls eine Last 2 und ein mit der Erde 15 verbundener Kondensator 14 nachgeschaltet ist. Gleiche Komponenten sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der einzige Unterschied der Schaltung 1 gemäß Figur 1 und der Schaltung 1 gemäß Figur 2 besteht darin, dass der bei letzterer als Regelglied dienende Transistor 5 nicht durch einen PMOS sondern einen NMOS gegeben ist.
Die Figur 3 zeigt in rein schematischer Darstellung den Aufbau der Operati onsverstärker 3 der Schaltungen aus den Figuren 1 und 2. Wie man erkennt, umfasst dieser eine Differenzstufe 16 und mehrere Stromspiegel 17. Es sei angemerkt, dass der Verstärkeraufbau gemäß Figur 3 rein beispielhaft zu verstehen ist. Die Figur 4 zeigt einen Graphen, in welchem - rein schematisch und ohne Skalierung - das frequenzabhängige Verhalten der Power Supply Rejection Ratio (im Folgenden kurz PSRR) der Spannungsregelungseinrichtungen 1 aus den Figuren 1 und 2 dargestellt ist. Es gilt PSRR (f) = D VE (f) / D VREG (f). Die linke mit dem Bezugszeichen 18 versehene gestrichelte Linie markiert die Bandbreite des Operationsverstärkers 3 und die rechte, mit dem Be zugszeichen 19 versehene gestrichelte Linie die Bandbreite des Transistors 5.
Wie man erkennt, ist die PSRR der Einrichtung 1 in einem ersten Frequenz bereich Fi, der sich bis zu der Linie 18 erstreckt, gut (deutlich von Null dB verschieden) und fällt dann bis fast auf Null dB ab, um anschließend wieder anzusteigen. Es gibt somit einen zweiten Frequenzbereich F2, in dem die PSRR deutlich schlechter ist. Die PSRR ist mit anderen Worten nicht über den gesamten Frequenzbereich (ausreichend) gut sondern hat eine be grenzte Bandbreite.
Die Figur 5 zeigt in rein schematischer Darstellung eine Diode 20, an welcher eine ungeregelte Spannung VE anliegt und der- in Analogie zu den Figuren 1 und 2 - ein Last 2 nachgeschaltet ist. Bei der Diode 20 kann es sich bei spielsweise um eine Schottky- oder PN-Diode handeln. In Figur 6 ist ein analoger Aufbau gezeigt, wobei die Diode hier durch einen als Diode ver- schalteten Transistor 21 mit einem Drain-Anschluss 6, einem Ga- te-Anschluss 7 und einem Source-Anschluss 8 gegeben ist und an dem Ga te-Anschluss 7 eine Referenzspannung VREF anliegt.
In der Figur 7 ist das Verhalten der PSRR der Diode 20 und des als Diode verschalteten Transistors 21 gezeigt, dies in völliger Analogie zu Figur 4 in einem rein schematischen, unskalierten Grafen, in dem die PSRR über der Frequenz f aufgetragen ist. Wie man erkennt, liegt die PSRR in einem ersten Frequenzbereich Fi bei Null dB und in einem zweiten Frequenzbereich F2 deutlich von Null dB verschieden. Die vorliegende Erfindung macht sich dies zunutze, um in Kombination mit einer Spannungsregelungsschaltung eine breitbandige PSRR zu erhalten.
Die Figuren 8 bis 11 zeigen vier Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen zum Bereitstellen einer geregelten Versorgungsspannung aus einer ungeregelten Spannung.
Das erste Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 umfasst eine Spannungsre gelungsschaltung 1 , die vorliegend mit der Spannungsregelungsschaltung 1 aus Figur 1 übereinstimmt. Es sei betont, dass dies rein beispielhaft zu ver- stehen ist und die Spannungsregelungsschaltung 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 22 prinzipiell auch auf andere Weise ausgestaltet sein kann, et wa wie diejenige aus Figur 2 mit einem NMOS anstatt eines PMOs, oder auch auf andere insbesondere aus dem Stand der Technik vorbekannte Weise.
Neben der Spannungsregelungsschaltung 1 umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 22 aus Figur 8 eine Diode 20, die zu der Spannungsregelungs schaltung 1 parallel geschaltet ist. Bei der Diode 20 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 22 kann es sich beispielsweise um eine Schottky-Diode oder auch eine PN-Diode 18 handeln.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 22 kann als Diode ein als Diode verschalteter Transistor 21 zum Einsatz kommen, wie es in Figur 9 (und auch den Figuren 10 und 11) rein schema- tisch dargestellt ist. Der Transistor 21 weist in an sich bekannter Weise einen Drain-Anschluss 6, einen Gate-Anschluss 7 und einen Source-Anschluss 8 auf. An dem Gate-Anschluss 7 kann in einer Ausführungsform, wie sie in Fi gur 9 gezeigt ist, eine Referenzspannung VREF anliegen. Die parallel geschaltete Diode 20 bzw. der als solche verschaltete Transistor 21 ist einerseits mit dem Eingang 10 der Spannungsregelungsschaltung 1 verbunden. Der Eingang 10 der Spannungsregelungsschaltung 1 ist wiede rum mit dem nicht weiter dargestellten Eingang der Vorrichtung verbunden. Er kann diesen auch bilden. Die Diode 20 bzw. der als solche verschaltete Transistor 21 ist andererseits mit dem Ausgang 23 der Vorrichtung verbun den, mit dem auch der Ausgang 11 der Spannungsregelungsschaltung 1 verbunden ist. Die Diode 20 bzw. der als Diode verschaltete Transistor 21 ist parallel zu dem Transistor 5 der Spannungsregelungsschaltung 1 geschaltet. Dies gilt für alle vier Ausführungsbeispiele.
Durch die Parallelschaltung einer Spannungsregelungsschaltung 1 und einer Diode 20, die auch durch einen solche verschalteten Transistor 21 gegeben sein kann, können auf überraschend einfache Weise die Vorteile einer ge nauen Regelung mit einer breitbandigen PSRR kombiniert werden.
Die Figur 12 veranschaulicht das Verhalten der PSRR einer erfindungsge mäßen Vorrichtung im Vergleich mit der PSRR der Spannungsregelungs schaltungen 1 aus den Figuren 1 und 2 (vgl. den Grafen gemäß Figur 4) und der PSRR der in den Figuren 5 und 6 dargestellten Diode 20 bzw. des als Diode verschalteten Transistors 21 (vgl. den Grafen gemäß Figur 7). Dabei ist in Figur 12 die PSRR der Spannungsregelungsschaltungen 1 mit strich punktierter Linie, die PSRR der Diode 20 und des als Diode verschalteten Transistors 21 mit gestrichelter Linie und die PSRR der Vorrichtung 22 ge mäß der Figur 10 mit durchgezogener Linie dargestellt. Es sei angemerkt, dass die PSRR von den Vorrichtungen 22 aus den Figuren 8, 10 und 11 ähn- lieh ist, so dass die Kurve der Vorrichtung 22 aus Figur 9 zur Veranschauli chung aller Vorrichtungen 22 dienen kann. Auf den einzigen Unterschied wird weiter unten noch eingegangen. Wie man sieht, kann mittels einer parallel geschalteten Diode 20, die auch durch einen als Diode verschalteten Transistor 21 gegeben sein kann, die PSRR gerade in demjenigen Frequenzbereich verbessert werden, in dem die PSRR der Spannungsregelung 1 schlecht ausfällt bzw. abfällt (vgl. die strichpunktierte Linie). Es wird in beiden Frequenzbereichen, also über alle Frequenzen eine gute PSRR erzielt.
Das in Figur 10 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel einer erfindungsge mäßen Vorrichtung unterscheidet sich von dem zweiten Beispiel gemäß Fi gur 9 nur dadurch, dass ein R-C-Kreis 24 vorgesehen ist. Dieser ist sich zwischen dem Transistor 5 der Spannungsregelungsschaltung 1 und dem dazu parallel geschalteten als Diode verschalteten Transistor 21 angerord net. Er ist ebenfalls parallel geschaltet, konkret zu dem Gate-Anschluss 7 des als Diode verschalteten Transistors 21. Der R-C-Kreis 24 umfasst in vorbekannter Weise einen Widerstand 25 und einen Kondensator 14. Der Widerstand 25 ist einerseits mit dem Eingang 10 der Spannungsregelungs schaltung 1 und andererseits mit dem Gate-Anschluss 7 des Transistors 21 verbunden. Der Kondensator 14 ist einerseits mit dem Gate-Anschluss 7 des Transistors 21 und andererseits der Erde 15 verbunden. Mittels des R-C-Kreises 24 kann der Frequenzbereich, in dem von der Diode Störungen unterdrückt werden, noch vergrößert werden. Mit anderen Worten kann die Flanke 26 (siehe Figur 12) der PSRR einer Diode 20 bzw. eines als solche verschalteten Transistors 21 in Figur 12 weiter nach links gebracht werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 22 zeichnet sich im Ergebnis durch eine besonders gute und breitbandige PSRR aus. Es sei angemerkt, dass auch wenn mit einem R-C-Kreis 25 ein besonders vorteilhaftes Ergeb nis erzielt werden kann, sich die PSRR aber auch ohne einen solchen noch nur ein gutes Verhalten über den gesamten Frequenzbereich auszeichnet. Würde die Flanke 26 in Figur 12 etwas weiter rechts liegen, würde dies ledig- lieh zu einem etwas niedrigeren Wert der PSRR der Vorrichtung 22 (durch gezogene Linie) in einem vergleichsweise kleinen Frequenzbereich führen.
Das vierte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Figur 11 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Figur 10 nur dadurch, dass anstelle des R-C-Kreises 24 zwei einstellbare Widerstände 27 und ein Kondensator 14 vorgesehen sind. Die beiden einstellbaren Widerstände 27 die in Reihe geschaltet sind, sind dabei parallel zu dem als Diode verschal- teten Transistor 21 geschaltet. Der obere einstellbare Widerstand 27 ist da bei einerseits mit dem Eingang 10 und andererseits mit dem unteren ein- stellbaren Widerstand 27 verschaltet. Der untere Widerstand 27 ist einerseits mit dem oberen Widerstand 27 und andererseits mit der Erde 15 verbunden. Der Kondensator 14 ist parallel zu dem unteren der beiden Widerstände 27 geschaltet. Hier gilt für die geregelte Spannung VREG = V1 - VTH, wobei VTH die Threshold-Spannung des Transistors 21 ist und V 1 diejenige Spannung, die zwischen den beiden einstellbaren Widerständen anliegt und variiert werden kann. Diese Ausgestaltung bietet somit den Vorteil, dass die geregelte Spannung nicht auf VREG = VE - VTH festgelegt ist, wie bei den Ausge- staltungen gemäß den Figuren 8 und 9.
Hier ist es ferner möglich, einen der beiden bzw. beide einstellbaren Wider stände derart einzustellen, dass durch beide Äste, konkret sowohl durch den Transistor 5 der Spannungsregelungsschaltung 1 als auch durch den als Di- ode verschalteten Transistor 21 ein Strom fließt. Es sei angemerkt, dass dies ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä ßen Verfahrens zum Bereitstellen einer geregelten Versorgungsspannung aus einer ungeregelten Spannung darstellt.
Diese Vorgehensweise bietet den Vorteil, dass die gegebene Spannung frei gewählt werden kann und nicht eine Diodenschwelle über der geregelten Spannung liegen muss. Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem Vorteil der frei wählbaren Spannung ist durch eine Anordnung gemäß Figur 11 ohne den zweiten, unteren einstellbaren Widerstand 27 und ohne die parallel dazu geschaltete Kapazität 14 gegeben. Der zweite einstellbare Widerstand 27 und die Kapazität 14 parallel und nach Masse 15 bilden insbesondere ein Beispiel einer Filterschaltung, durch wel che Störungen besonders gut gefiltert werden können.
Es sei angemerkt, dass bezüglich aller in den Figuren gezeigten Ausfüh- rungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen 22 gelten kann, dass diese neben den dargestellten Komponenten keine weiteren Komponenten auf weisen, diese mit anderen Worten aus den in den Figuren dargestellten Komponenten bestehen können. Die Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen 22 sind beson ders bevorzugt - zumindest teilweise, insbesondere vollständig - jeweils Bestandteil eines Halbleiterchips.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterchips 28 ist rein schematisch in der Figur 13 dargestellt. Dieser umfasst zwei Vorrichtungen 22, die vorliegend wie in Figur 10 gezeigt ausgestaltet sind. Die beiden Vor richtungen 22 sind dabei als integrierte Schaltkreise des Chips 28 realisiert. Jede der beiden Vorrichtungen 22 versorgt bei dem dargestellten Beispiel einen weiteren Schaltkreis 29, 30 oder Komponente des Chips 28 mit Span- nung. Vorliegend versorgt eine der Vorrichtungen eine Interface-Schaltung 29 des Chips 28 und die andere Vorrichtung 22 eine Schaltung 20 mit Core-Transistoren. Die beiden Schaltungen 29, 30 sind - genau wie der Chip selber und die Vorrichtungen 22 - in der rein schematischen Figur nur stark vereinfacht durch Blockbildelemente angedeutet. Jede Vorrichtung 22 dient dabei der Bereitstellung einer anderen Spannung.
Es sein angemerkt, dass die Figur 13 rein beispielhaft zu verstehen ist und natürlich auch nur eine oder auch mehr als zwei erfindungsgemäße Vorrich tungen als Bestandteil eines Chips 28 realisiert sein können. Selbstverständ- lieh kann auch eine andere Anzahl von weiteren Schaltkreisen bzw. Kompo nenten eines Chips 28 versorgt werden und die Vorrichtungen 22 können anders ausgebildet sein als die in Figur 10 gezeigte.
Der Chip 28 ist von einem in den Figuren nicht weiter dargestellten Gehäuse (auch als Package bezeichnet) umgeben und die beiden erfindungsgemäßen Vorrichtungen 22 erstrecken sich bei dem dargestellten Beispiel vollständig innerhalb des Gehäuses.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen 22 bieten den großen Vorteil, dass sie ohne externe, außerhalb des Packages angeordnete Stützkapazitäten auskommen. Das Problem der Begrenzung der Anzahl geregelter Spannun gen durch die maximale Anzahl der Packagepins wird somit vollständig ver mieden. Darüber hinaus wird auch die Problematik umgegangen, dass para sitäre Induktivitäten des Package die Bandbreite der PSRR begrenzen.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung (22) zum Bereitstellen einer geregelten Versorgungs spannung (VREG) aus einer ungeregelten Spannung (VE), umfassend eine Spannungsregelungsschaltung (1), dadurch gekennzeichnet, dass eine zu der Spannungsregelungsschaltung (1) parallel geschaltete Diode (20, 21) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung (22) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsregelungsschaltung (1) einen Verstärker, bevorzugt einen Span nungsdifferenzverstärker, besonders bevorzugt einen Operationsverstärker (3), umfasst.
3. Vorrichtung (22) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsregelungsschaltung (1) ein Regelglied umfasst, insbe sondere einen als Regelglied dienenden Transistor (5), der bevorzugt einen Drain- (6), einen Gate- (7) und einen Source-Anschluss (8) umfasst.
4. Vorrichtung (22) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Diode (20, 21) zu dem Regelglied, insbesondere Transistor (5) der Span nungsregelungsschaltung (1) parallel geschaltet ist.
5. Vorrichtung (22) nach Anspruch 2 und Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang (9) des Verstärkers (3) der Spannungs- regelungsschaltung (1) mit dem Gate-Anschuss (7) des Transistors (5) der Spannungsregelungsschaltung (1) verbunden ist.
6. Vorrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (22) einen Eingang (10) für die unge- regelte Spannung (VE) und/oder einen Ausgang (11) für die geregelte Ver sorgungsspannung (VREG) aufweist.
7. Vorrichtung (22) nach einem der Ansprüche 3 bis 5 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drain-Anschluss (8) des Transistors (5) der Spannungsregelungsschaltung (1) mit dem Eingang (10) der Vorrichtung (22) verbunden ist, und/oder dass der Source-Anschluss des Transistors (5) der Spannungsregelungsschaltung (1) mit dem Ausgang (23) der Vorrichtung (22) verbunden ist, bevorzugt über einen oder mehrere Widerstände.
8. Vorrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diode durch einen als Diode verschalteten Tran sistor (21) mit einem Drain- (6), einem Gate- (7) und einem Source-Anschluss (8) gegeben ist oder einen solchen umfasst.
9. Vorrichtung (22) nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drain-Anschluss (6) des als Diode verschalteten Transistors (21) mit dem Eingang (10) der Vorrichtung (22) verbunden ist, und/oder dass der Source-Anschluss (8) des als Diode verschalteten Transistors (21) mit dem Ausgang (23) der Vorrichtung verbunden ist.
10. Vorrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein insbesondere parallel zu der Diode (20, 21) geschalteter einstellbarer Widerstand (27) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung (22) nach Anspruch 8 oder 9 und Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der einstellbare Widerstand (27) parallel zu dem Ga te-Anschluss (7) des als Diode verschalteten Transistors (21) geschaltet ist.
12. Vorrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein insbesondere parallel zu der Diode (20, 21) ge schalteter R-C-Kreis (24) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung (22) nach Anspruch 8 oder 9 und Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der R-C-Kreis (24) parallel zu dem Gate-Anschluss (8) des als Diode verschalteten Transistors (21) geschaltet ist.
14. Vorrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Diode (20, 21) zugeordnete Filterschaltung vorgesehen ist.
15. Vorrichtung (22) nach Anspruch 8 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterschaltung mit dem Gate-Anschluss (8) des als Diode verschal teten Transistors (21) verbunden ist, wobei die Filterschaltung bevorzugt ei nen Kondensator aufweist, der einseitig mit dem Gate-Anschluss (8) ver bunden ist.
16. Chip, insbesondere Halbleiter-Chip (28) umfassend eine oder mehrere Vorrichtungen (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
17. Chip (28) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Chip (28) von einem Gehäuse umgeben ist und die oder wenigstens eine der Vor richtungen (22) innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
18. Verfahren zum Bereitstellen einer geregelten Versorgungsspannung (VREG) aus einer ungeregelten Spannung (VE), bei dem eine Vorrichtung (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 bereitgestellt wird, deren Span nungsregelungsschaltung (1) ein Regelglied (5) umfasst, und deren Diode durch einen als Diode verschalteten Transistor (21) mit einem Drain- (6), ei- nem Gate- (7) und einem Source-Anschluss (8) gegeben ist oder einen sol chen umfasst, wobei der als Diode verschaltete Transistor (21) parallel zu dem Regelglied (5) geschaltet ist, und wobei die Vorrichtung (22) einen ein stellbaren Widerstand (27) umfasst, der parallel zu dem Gate-Anschluss (8) des als Diode verschalteten Transistors (21) geschaltet ist, und bei dem ein ungeregelte Spannung (VE) an die Vorrichtung (22) angelegt und der ein stellbare Widerstand (27) derart eingestellt wird, dass sowohl durch das Re gelglied (5) als auch durch den als Diode verschalteten Transistor (21) ein Strom fließt
19. Verwendung einer Vorrichtung (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zum Bereitstellen einer geregelten Versorgungsspannung (VREG) aus einer ungeregelten Spannung (VE).
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