201211716 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本公開一般涉及低壓降（LD0)調節器，且特別是涉及可程 式化LDO及其方法。 【先前技術】 低壓降（LDO)調節器旨在提供關於各種各樣工作狀態 的、明確定義的電壓供應位準，所述工作狀態包括可變= 電源電壓、負載電流、溫度，等等。典型地，這些器件不 能裝配用戶模式的數位可程式化特徵以以化代）。按照慣例， LDO調節器有時包括一次性可程式化裝置，其可以使用一 次性可程式化技術進行程式化，比如在產品測試期間的鐳 射微調或金屬線保險絲溶化。 一些LDO調節器包括控制端子，其能夠連接至接地端， 或者能夠被供應特定的位準，以便選擇額定輸出電壓的修 正值，h供有限的可程式化性。一些其他的Ld〇調節器包 括端子或端子組，其提供了不可逆的一次性可程式化功能 以調整輸出電壓的位準。然而，這種有限的可程式化性並 不負貴使用特定LDO調節器的多種應用，也無法解決各種 終端用戶的需求。 【實施方式】 以下公開了可程式化LDO調節器的實施例，可程式化 LDO調節器包括基於二進位控制順序的數位微調機構，其 此夠被用來組態LDO調節器中的各種電路塊，包括電麼參 考電路、傳遞器件、誤差放大器，及回饋電路。二進位控 154406.doc 201211716 制序列能夠儲存在LD〇調節器的非揮發性暫存器中 在加電時復原被程式化的設置。 5 精由將數位微調機構併入可程式化LD0調節器内，實現 各種輸出電壓位準所需要的製造掩模的數量被減低。此 外’在前端測試和後端測試這兩段期間内，數位微調提供 用於調整LDO調節器電路的功能參數的可靠解決方案。另 外，該數字微調機構允許這種參數被多次程式化，辦加了 處理庫存的靈活性，且降低了向客戶提供咖調節器產品 的周轉時間。 此外’數字微調機構包括串列介面，其提供終端用戶解 決方案用於改變或調整LD0調節器的功能參數。串列介面 提供用於對LDO調節器的性能參數進行數位控制的裝置， 其允許了與各種控制系統的簡易功能連接，或者在其他電 路比如電源管理積體電路（PMIC)系統中的簡易功能整合。 此外，串列介面允許容易地訪問LD〇調節器的用戶可程式 化特徵。 數位微調技術能夠被用於調整與LD〇調節器的輸出電壓 相關的DC和AC參數《例如，數位微調技術能夠被用來改變 輸出電壓位準，比如藉由從一定範圍的預定位準中選擇額 定的值。可供選擇地或額外地，這些數位微調技術能夠被 應用於調整輸出電壓’以提供增強的精確度。此外，數字 微調能夠被用來調整一或多個阻抗以最佳化AC性能。在一 例子中，控制電路包括非揮發性的資料儲存媒體，用於儲 存信號的數位序列’以控制LDP調節器的功能部件和性能 154406.doc 201211716 參數。使用數位序列來控制可程式化LDO調節器的參數， 當與一次性可程式化鐳射微調或者用於熔化保險絲的電技 術進行比較時，這使得有可能對LDO調節器進行多次程式 化。另外’出於產品測試和出於提供用戶模式的微調能力 這兩個目的，能夠利用DC和AC參數的數位可程式化性。 圖1是包括了控制電路110的低壓降（LDO)調節器電路100 的實施例的部分原理圖和部分方塊圖。LDO調節器電路100 包括耦合至可程式化電壓參考電路102的電壓輸入（vIN)，其 、經組態以將.參考電壓（Vref)提供至輸出端子103。輸出端子 103連接至可程式化誤差放大器1〇4的第一輸入。可程式化 誤差放大器104還包括耦合至可程式化回饋電路ι〇8的第二 輸入以接收回饋信號（VF)，且包括連接至可程式化傳遞器 件106的控制輸入的放大器輸出。 可程式化傳遞器件106包括連接至電壓輸入（VlN)的第一 輸入，及經組態以承載輸出電壓（V0Ut)和負載電流（Il)的輸 出端子114。可程式化傳遞器件1〇6將來自電壓輸入（v1N)的 功率提供至負載116，負載116通常被指示為負載阻抗（Zl)。 在所示實施例中，控制電路110經由參考控制輸入122連 接至可程式化電壓參考102來提供一或多個控制信號，以便 有選擇地調整參考電壓的熱係數。控制電路11()還經由控制 輸入124連接至可程式化誤差放大器1 〇4以提供控制信號， 以便調整自適應偏置參數、短路保護參數和/或偏置參數。 在第一模式中’偏置參數被禁用，以應用具有預定位準的 固定偏置’從而控制流過誤差放大器104的靜態電流。在第 154406.doc 201211716 二模式中’偏置參數被啟用以施加自適應偏置，該偏置經 組態以基於負載電流（II)自動調整流過誤差放大器104的靜 態電流。另外，短路保護參數能夠使用經由控制輸入124 接收的一或多個控制信號來進行組態，以調整用於提供這 種保護的位準’所述保護響應於負載電流（IL)被觸發。而 且’ DC偏置參數能夠藉由控制輸入124上的控制信號進行 組態，以調整誤差放大器的輸入偏置。同樣，能夠使用控 制輸入124上的控制信號啟用ac頻率補償機構。 此外’控制電路11 〇經由傳遞器件控制輸入126連接至可 程式化傳遞器件1 〇6，以便有選擇地啟用或禁用可程式化傳 遞器件106内的電路以控制負載電流（Il) ^在一例子中，可 程式化傳遞器件106包括電晶體網路，其可組態成對瞬態回 應程式化。另外，控制電路110經由回饋控制輸入128連接 至可程式化回饋電路1〇8,以便有選擇地調整可程式化回饋 電路108的阻抗。可程式化回饋電路108能夠包括電阻_電容 (RC)網路，其可程式化以提供所需的複阻抗。此外，可程 式化回饋電路108還能夠包括電阻性網路，其可程式化以提 供所需的電阻。可程式化回饋電路1〇8提供了對〇匸輸出電 壓位準及L D Ο調節器電路丨〇 〇的A c性能參數進行調整的能 力。 此 在圖1所示實施例中，可程式化LD0調節器1〇〇配備串列 介面112’用於從外部源接收指令，且用於和外部源交換資 料。举列介面U2能夠為；t製的單線、雙線、或三線的串列 介面。可供選擇地，串列介面112能夠是標準的Pc匯流排 154406.doc 201211716 界面、串列周邊介面（SPI)、微型線串列匿流排界面、通用 串列匯流排界面、其他的串列介面、或者它們的一些組合。 外部源可以是微控制器、微處理器、電源管理積體電路 (PMIC)、系統單晶片(SOC)電路、其他類型的電路或者其 任意組合《串列介面112連接至控制電路11〇 ,以從外部源 接收和向外部源發送控制資訊13〇和其他資料132。 除了經由串列介面112發送的數位信號之外，其他的外部 信號可在程式化週期内被應用至£〇〇調節器電路1〇2，以便 提供浮閘Μ Ο S器件中的穿隧過程所需要的程式化電壓位準 (νΡΡ)β即使當器件不被加電時，也能夠在浮閘上保持藉由 穿隧過程被程式化的資訊，且該資訊能夠被擦除或者藉由 利用程式化信號被重新程式化，所述程式化信號比如是帶 有引發電荷穿隧至浮閘或從浮閘穿隧所需要的電壓位準的 信號。在一實現中，經由串列介面112提供包括（Vpp)的程式 化信號。在另一實現中，能夠使用晶片上的電荷泵（未顯示） 在内部生成（VPP)。浮閘MOS器件能夠使用電可擦除的可程 式化唯讀記憶體（EEPROM)技術、CMOS技術、Bi_CM〇s和 其他的MOS技術來實現。 在一實施例中，可程式化誤差放大器104的各種特徵能夠 藉由來自控制電路110的數位控制信號被啟用或禁用。代表 性的特徵中的一個是與誤差放大器104中的固定偏置對比 的自適應偏置。自適應偏置增加誤差放大器1〇4的靜態電 流，增加的電流負載（IL)通過可程式化傳遞器件1〇6，因此 提供了更快的瞬態回應。然而，這樣的一種特徵增加了功 154406.doc 201211716 率消耗且降低了 LD0調節器電路⑽的DC效率。因為在某 些應用巾功率消耗和DC效率可能是相當重要的禁用自適 應偏置特徵及將誤差放大器1〇4的靜態電流限制至某個最 大值的能力可能對某些低功率應用而言是有用的。這樣一 種控制功能能夠使用數位信號來實現，該信號可經由串列 介面112程式化，且其藉由控制電路11〇被應用。 月b夠使用數位控制“號被容易地程式化的誤差放大器 104的另一特性是短路保護參數。依賴於其實現，來自控制 電路11G和/或來自串列介面112的數位控制信號能夠被用 來選擇觸發短路保護的負載電流（II)的位準，關閉傳遞器件 106 ° 可程式化偏置控制機構還能夠使用數位控制信號實現， 以便修正誤差放大器104的DC偏置。此外，誤差放大器ι〇4 的AC性能能夠使用組態了頻率補償機構1〇8的數位控制信 號來修正，該頻率補償機構與誤差放大器1〇4共同工作。 在工作中，LDO調節器電路1 〇〇能夠經由串列介面i丨2接 收指令和資料，用於控制LD〇調節器電路1〇〇的〇(：和Ac性 能參數。藉由這種方式，LDO調節器電路100被認為是可數 字程式化的。在一些實施例中，可能需要在記憶體中儲存 組態參數。控制電路1 1 〇能夠包括揮發性資料儲存器，比如 暫存器、緩存、或者其他揮發性記憶體。在圖2中描繪了控 制電路110實施例的一個例子，其包括揮發性的和非揮發性 的兩種暫存器。 圖2疋LDO調節器電路200的實施例，比如圖1中的ld〇調 154406.doc 201211716 節器電路100的部分原理圖和部分方塊圖，其帶有控制電路 110的貫細例的擴展圖。在所示實施例中，控制電路11 〇包 括：揮發性的組態暫存器202、非揮發性的暫存器204，及 控制邏輯206。這種揮發性的和非揮發性的暫存器2〇2和2〇4 能夠被用來儲存一或多個數位序列，以便控制可程式化電 疋參考102、可程式化誤差放大器i 〇4、可程式化傳遞器件 106 ’及可程式化回饋電路108» 在例子中，控制電路110經由串列介面丨12接收來自外 部源的數位控制序列，且將該數位控制序列儲存至組態暫 存器202中。被儲存的數位控制序列組態可程式化電壓參考 102、可程式化誤差放大器1〇4'可程式化傳遞器件及可
程式化回饋電路108的參數，控制與輸出電壓相關聯的DC 和AC參數。—旦使用一或多個數位序列實現了 調節器 電路2〇0的所需性能，控制邏輯2〇6將組態資料（比如數位序 列）儲存至非揮發性的暫存器綱t。在有意外的功率損耗 的隋況下或者當在關閉事件之後恢復供電時，控制邏輯襄 能夠將組態資料從非揮發性的暫存器2()4重新載人至揮發性 的組態暫存器202中，以便組態LD〇調節器電路⑽的操作。 輸出電壓及相關聯的从和DC特徵可使用可程式化回饋 電路108進行部分調整。可程式化回饋電路⑽能夠以各種 方法實現。在圖3·5中描繪了可程式化回饋電路1〇8的代表 性實施例的例子。 圖3疋圖1中LDO調節器1〇〇的可程式化回饋電路1〇8的實 施例的方塊圖。可程式切饋電路刚是負反饋網路，其包 154406.doc 201211716 括第一阻抗網路（或輸入級）302及第二和第三阻抗網路（或 輸出級）3〇4和306。阻抗網路3〇2、3〇4和3〇6中的每一個都 經由回饋控制輸入128耦合至控制電路11〇，所述回饋控制 輸入128包括第一、第二、和第三回饋控制輸入322、 和326。第一阻抗網路3〇2包括耦合至£〇〇調節器電路1⑼的 輸出端子U4的回饋輸入、用於從控制電路11〇接收以 「FC1[0 : m-i]」標註的第一回饋控制信號的回饋控制輸入 322、和端子312 ^第二阻抗網路3〇4包括連接至端子的 輸入、用於從控制電路11〇接收以「FC2[〇 : η]]」標註的第 二回饋控制信號的第二回饋控制輸入324、和回饋輸出 (V〇utf)3 14，所述回饋輸出（v〇utf)3 μ連接至圖j中所描緣 的誤差放大器104的輸入。第二阻抗網路3〇4還包括端子 316,其連接至第三阻抗網路3〇6。第三阻抗網路3〇6包括第 二回饋控制輸入326以從控制電路110接收以「FC3[〇 : p l】」 “ s主的第二回饋控制信號，此外，第三阻抗網路3〇6連接至 電源端子，比如接地端。 在工作中，控制電路11〇適合於有選擇地組態第一、第 一、和第二阻抗網路3〇2、304、和306中的至少一者，以便 提供所需的阻抗，由此修正可程式化回饋電路1〇8的傳遞函 數。第一阻抗網路3〇2的一種可能的實施例的例子描繪 在下面的圖4中。第一阻抗網路302的另一種可能的實施例 的例子和第二和第三阻抗網路3〇4和3〇6的可能實施例的例 子被描繪在下面的圖5中。 圖4疋回饋電路丨08中第一阻抗網路4〇〇的第一實施例比 154406.doc • 11 - 201211716 如圖3中所描繪的第一阻抗網路3〇2的部分原理圖和部分方 塊圖。第一阻抗網路400包括連接至電壓輸出114的回饋輸 入，且包括端子312。第一阻抗網路4〇〇還包括第一阻抗 4〇2，該第一阻抗402包括連接至端子312的第一端子，及經 由回饋控制開關412連接至回饋輸入的第二端子。第一阻抗 網路400還包括第二阻抗404，該第二阻抗404包括連接至端 子312的第一端子，及經由回饋控制開關414連接至回饋輸 入的第二端子。此外’第一阻抗網路4〇〇包括第三阻抗4〇6， 該第三阻抗406包括連接至端子312的第一端子，及經由回 饋控制開關416連接至回饋輸入的第二端子。 在工作中’控制電路11 0有選擇地啟動開關412、414、和 416中的一或多個，以便有選擇地平行連接阻抗4〇2、4〇4、 和406中相應的一或多個，以便產生所需的阻抗。雖然顯示 了三個阻抗402、404、和406及相關聯的開關412、414、和 416,應當理解的是’任意數量的阻抗及其相應聯的開關可 以被用來獲得所需阻抗。此外，應當理解的是，阻抗4〇2、 404、和406中的每一個能夠包括電阻器、電容器、或者二 者兼有’且來自控制器110的控制信號能夠被用來有選擇地 平行連接阻抗402、404、和406中的一或多個，以產生所需 的阻抗。 圖5是第一阻抗網路5〇 1的第二實施例比如第一阻抗網路 302的方塊圖，及圖3中所描繪的回饋電路1〇8的第二阻抗網 路304和第三阻抗網路306的實施例的方塊圖。第一阻抗網 路501包括連接至圖1中所描繪的LDO調節器電路1〇〇的電 154406.doc •12- 201211716 壓輸出114的回饋輸入，且包括連接至第二阻抗網路3〇4中 的回饋輸入的端子312。第二阻抗網路3〇4包括回饋輸出314 和第二端子316。第三阻抗網路306包括連接至第二端子316 的回饋輸入和連接至接地端的第二端子。 在圖5所示的實施例中，第一阻抗網路5〇1包括電阻器 5〇2、504、506、508、510、512、514、和 516，電容器518、 520、522、和 524 ’ 及開關 526、528、530、532、534、536、 538、和540。電阻器5〇2包括連接至電壓輸出114的第一端 子和連接至節點503的第二端子。電阻器5〇4、5〇6、5〇8、 510、512、和5丨4串聯連接在節點5〇3和端子312之間◊電容 器518與電阻器504平行連接。電容器52〇與電阻器5〇6、 5〇8、和510平行連接。電容器522與電阻器512和514平行連 接。電谷盗524與電阻器516平行連接。 開關 526、528、530、532、534、536、和 538 中的每一個 包括連接至節點503的第-端子、連接至控制電路11〇的控 制端子及第：端子。開關526的第二端子連接至電阻器5〇4 的第二端子。開關528的第二端子連接至電阻器5〇6的第一 端子’其與電阻器504和-或多個額外的電阻器和電容器 (未顯示）平行。開關530的第二端子連接至在電阻器5〇6和 谓之間的節點1關532的第：端子連接至在電阻器5〇8 和5H)之間的節點。開關534的第二端子連接至電阻器51〇, 且與電阻器504、506、508、5 1〇和任何介於其間的電阻器 平行，及肖電容器518、52G和任何介於其間的電容器平行。 開關536的第二端子包括連接至節點5〇3的第一端子，及連 154406.doc -13· 201211716 接至電阻器512的第二端子《開關538包括連接至節點503 的第一端子、和連接至在電阻器512與514之間的節點的第 二端子。開關540包括連接至節點503的第一端子、和連接 至在電阻器514與516之間的節點的第二端子。 在工作中，開關 526、528、530、532、534、536、538、 和540中的每一個經組態以從控制電路π〇接收控制信號， 以有選擇地繞過電阻器504、506、508、510、512、和514 及電容器518、520、和522中的一或多個，以實現所需的阻 抗。 第一阻抗網路304包括連接至端子312的輸入、連接至誤 差放大器104的輸入的回饋輸出314，及連接至第三阻抗網 路306的輸入的端子316»第二阻抗網路3〇4還包括多個阻抗 542、544、546、和548(及可選擇地包括其他類似的阻抗， 這未在圖5中表現），這些阻抗串聯連接在端子312與端子 3 16之間。另外，第二阻抗網路3〇4包括多個開關550、552、 554、556、558、和560(及可選擇地包括其他類似的開關， 這未在圖5中表現）。多個開關550、552、554、556、和558 中的每一個包括連接至回饋輸出314的第一電極、連接至控 制電路110的控制輸入’及第二電極。開關550包括連接至 在端子3 12與阻抗542之間的節點的第二電極。開關552和 554包括連接至在阻抗542與阻抗544之間的不同節點的第 二電極。開關556包括連接至在阻抗544與546之間的節點的 第二電極。開關558和560包括連接至在阻抗546和548之間 的不同節點的第二電極《開關562包括連接至在阻抗548和 154406.doc • 14· 201211716 端子3 1 6之間的節點的第二電極》 在工作中，控制電路11〇將一或多個第二回饋控制信號應 用至多個開關 550、552、554、556、558、560、和 562，以 便有選擇地調整在端子312和3 16之間的阻抗及在端子312 和3 16與回饋輸出314之間的阻抗。 第三阻抗網路306包括連接至端子316的輸入和連接至接 地端的輸出。第三阻抗網路306包括多個阻抗570、572、 574、和576，這些阻抗串聯連接在端子316與接地端之間。 第二阻抗網路306還包括多個開關578、580、582、和584, 這些開關中的每一個都平行地與多個阻抗57〇 ' 572、574、 和576中相應的一個連接。多個開關578、580、582、和584 中的每一個都響應於控制電路110(在圖1有所描繪），以便有 選擇地繞過些阻抗中相應的一或多個，以控制第三阻抗 網路3 06的有效阻抗《在工作中，控制電路1丨〇經組態以對 第一、第二、和第三阻抗網路5〇1、3〇4、和3〇6中的每一個 數位程式化’以便提供所需的回饋阻抗，其能夠被用來數 位微調LDO調節器1〇〇的輸出電壓。 以非揮發性的MOS技術生產150 mA LDO調節器的數位 微調的實現。電路具有與基於保險熔化微調技術的常規 LDO調節器相類似的晶粒尺寸，即，小得足以裝入小外形 的電晶體封裝，比如SC_70或其他小外形的封裝中。在這樣 一種具有八個用於微調輸出電壓（V〇ut)的控制位元的實現 t ’ LDO調節器的特徵在於用於組態第一阻抗網路5〇丨（或 者反饋迴路的輸入級）的可程式化位元，及用於為得至高解 154406.doc •15· 201211716 析度調節而組態第二和第三阻抗網路3〇4和3〇6(或者反饋 迴路的輸出級）的可程式化位元。正如之前所討論的，LD〇 調節器電路100包括用於儲存控制位元的非揮發性暫存器 (比如圖2中的非揮發性暫存器2〇4)，其配用來組態回饋電路 108以便實現目標輸出電壓值。 在特定的例子中，藉由控制阻抗網路5〇1、3〇4、和3〇4， LDO調節器的DC輸出電壓能夠以1〇 mV的電壓步進補償進 行精細調整。300 mV的輸出電壓（ν〇υτ)的初始範圍能夠在 數位微調之後降低至1〇〇 mV。此外，大部分電路能夠以1〇 的增量被調整至以2.5 V為中心的2〇爪¥範圍内的目標電 壓。在圖6和7中分別表示了微調之前和之後值的分佈。 圖6是描繪了在使用諸如圖丨中所描繪的LD〇調節器電路 100的LDO調節器電路進行微調之前的大量被測試部分的 輸出電壓的圖式600 »在微調之前，圖式6〇〇指示相對於大 約2.5 V的目標電壓，輸出電壓（ν〇υτ)具有的值在從大約 2.35V至大約2.64V的範圍上分佈。 圖7疋描繪了在使用諸如圖1中所描繪的[1：)〇調節器電路 100的LDO調節器電路進行微調之後的大量被測試部分的 輸出電壓的圖式700。在被示出的圖式7〇〇中，關於被測試 部分的絕大多數輸出電壓在以2.5 v目標電壓為中心的2〇 mV 範圍内。 與金屬熔化保險絲技術相比較，數位微調機構提供了在 晶圓級上及在裝配之後再根據需要多次靈活程式化的優 勢。這種程式化能力消除了在封裝之後最終可能出現的偏 154406.doc 16- 201211716 置’且提供了在設定電路最終組態時的靈活性。 雖然在生產測試流程十輸出位準的精確微調是電壓調節 器的數位程式化能力的最重要應用之一，但是對於有效電 源管理而言用戶模式的程式化能力也很有用❶例如，可攜 式無線電收發機能夠使用各種輸出功率位準用於近距離或 遇距離傳遞，由此緩和在功率消耗與通信品質之間的折 衷。即使當電池電源放電至其額定輸出值以下時，假設可 攜式應用支援低功率低電壓工作的話，藉由將1^]〇〇調節器 100調整至較低的輸出位準，電池電源仍然能夠在該可攜式 應用中使用。 可程式化回饋電路的數位微調還提供了用於調整LDO的 頻率補償機構的裝置。因此，設想一個簡化的模式，其中 第一阻抗網路等效於包含了並聯連接的電阻器RC和電容器 Cc的阻抗’這些部件引入了有利於ld〇系統的全局穩定性 的零點和極點。零點與Rc和Cc的乘積相關，而極點與Cc和 正如在回饋網路的節點312處的等效阻抗相關。當第一阻抗 被程式化’阻抗網路的組態發生改變，由此改變了等效模 型中的Rc和Cc的值，從而調整了由Rc和Cc引入的零點和極 ' 點的位置，且修正了 LDO的AC活動。 - 除了對可程式化回饋電路108進行程式化之外，電壓參考 電路102也是可程式化的。特別地，可程式化電壓參考電路 102能夠提供如下面在圖8中所描繪的電壓模式帶隙參考， 或者如下面在圖11中所描繪的電流模式帶隙參考。 圖8是電壓模式帶隙參考電路8〇〇的實施例的原理圖，其 154406.doc 17- 201211716 為圖1中所描繪的可程式化電壓參考電路1〇2的一種可能的 貫現。該電壓模式帶隙參考電路包括PM〇s電晶體8〇2，其 具有連接至電源端子的源電極、閘電極，及連接至參考輸 出103的汲電極，以便提供帶隙參考電壓（Vbgv)。此外電 壓模式帶隙參考電路包括放大器8〇4，其具有連接至電阻器 806的第一端子的第一輸入，所述電阻器8〇6具有連接至參 考輸出103的第二端子。電阻器8〇6的第一端子還連接至電 阻器808的第一端子，該電阻器8〇8具有連接至pNp雙極面 結型電晶體810中的發射電極的第二端子。電晶體81〇包括 連接至接地端的基電極和收集電極。 放大器804還包括連接至電阻器812的第一端子的第二輸 入，所述電阻器812具有連接至參考輸出1〇3的第二端子。 電阻器812的第一端子連接至pNp雙極面結型電晶體814的 發射電極。電晶體814包括連接至接地端的基電極和收集電 極0 在所示實施例中，參考電壓（Vbgv)的溫度係數能夠使用 來自控制電路110的數位信號進行微調，以選擇關於電阻器 的適當比例。特別是，參考輸出103上的帶隙參考電壓 (Vbgv)與電晶體814的基極-射極電壓（Veb)加上一溫度分量 相關，正如下面在等式1中所指示的。
VBGV = ^5814 IniJ
Rm [Rm ) ⑴ 在等式1中，變數（VT)表示電路的熱電壓。帶隙電壓（Vbgv) 134406.doc •18· 201211716 與該熱電塵（ντ)和電阻器的比例相關。帶隙電壓（vBGV)可被 選擇性地確定，這基於電晶體810的基極-射極電壓（Veb)加 上一溫度分量，正如下面在等式2中所指示的： (2) VBGV =νΕΒ%\α+[^ + ~^- \ Rm) 1^812 ) 對等式1的兩側求導，從而得到下面的等式3，該等式描 述了偏導數。 , ^812r dT dT %)8 Ιλ812
(3) 係數表示了藉由PNP電晶體814的射極·基極正向 偏置結的電壓降的熱變化。因此，等式3指示了帶隙電壓參考 (VBGV)的熱補償能夠藉由修改電阻器的比例及雙極型電晶體的 射極區域的比例來進行調整。設想在開氏溫度τ=3〇〇度時，有 = _2 W/。尤的典型熱變化及有| =+〇 〇85^/。尤过τ=3⑻ 的熱變化，則能夠選擇（或程式化）電阻器8〇6、8〇8、和8ΐ2 的電阻值和射極區域的比例η，使得作為溫度函數的帶隙 電壓的偏導降低至近似為零，正如下面在等式4中所顯示 的0 dvBGV Λ (4) = 0 01 Γ=300° 尺 因此，將可程式化參考電路1〇2實現為如圖8中所描繪的 帶隙電壓參考電路，這實現了第一階熱補償。 154406.doc •19- 201211716 雖然電阻器的電阻能夠在製造期間被調整或固定，但是 其他的技術能使用可程式化的電阻性網路或可程式化浮閘 電晶體’以對可程式化電壓調節器電路的阻抗進行程式 化。在圖9中描繪了可程式化電阻性網路的一種可能的例 子，其可用於圖1中的可程式化電壓參考電路1〇2。 圖9是電阻性網路900的實施例的原理圖，可使用所述電 阻性網路900來代替圖8中的電壓模式帶隙參考電路内的電 阻器812。電阻性網路900包括串聯連接的多個電阻器902、 904、906、和908。此外，電阻性網路900包括多個開關91〇、 912 ' 914、916、918、920、和922 ’這些開關中的每一個 具有連接在兩個所述電阻器之間的第一電流電極，及連接 至參考輸出103的第二電流電極。多個開關91〇、912、914、 916、918、920、和922中的每一個可獨立地藉由控制電路 110進行組態’以便有選擇地將參考輸出1〇3經由多個開關 910' 912、914、916、918、920、和 922中的至少一者連接 至電阻器902、904、906、和908之間的互連節點，因此實 現了一種可程式化機制，用於調整參考電壓（Vref)的隨溫度 的變化。 一般來說，當參考電壓的溫度係數為零時，在工作溫度 範圍的中心選擇補償溫度Tc，以便最小化在所有實際溫度 上的變化。圖10中示出了參考電壓熱補償的一個例子，其 顯示了由電阻性網路9 〇 〇提供的第一階熱補償在不同溫度 和不同參考電壓下的工作。 圖10是描繪了關於圖8中電壓模式帶隙參考電路不同值 154406.doc -20- 201211716 的參考電壓的熱補償的圓式1000。圖式1000顯示了第一條 線1002 ’其指示了在近似_4〇攝氏度時參考電壓的第—階補 償。圖式1000還描繪了第二條線1〇〇4，其指示了在近似仙 攝氏度時參考電壓的第一階補償。線1〇〇6指示了在近似 攝氏度時參考電壓的第一階補償。正如圖丨〇中所描繪的， 藉由對圖9中所描繪的電阻性網路進行程式化，能夠調整熱 補償，使得可程式化參考電壓電路1〇2產生一參考電壓，該 參考電壓具有所需的熱係數，且至少在第一階令關於所需 的工作參數被補償。 雖然在圖8中描繪的可程式化電虔參考電路1〇2的實施例 提供了電塵模式帶隙參考，但是有時可能需要將可程式化 參考電壓電路1〇2實現為電流模式帶隙參考。電流模式帶隙 參考結構能夠在比電屡模式結構所需要的電廢供應位準更 低的電壓供應位準上維持功能特性，藉由在電阻器上提供 參考電流來方便地產生低位準的參考電壓。類似的數位微 調技術能夠被應用於調整由電流模式帶隙參考所生成的參 考電壓的熱係數。在圖了可程式化參考電壓電路 102的這樣-種電流模式帶隙參考實現的一個可能的例子。 圖11是電流模式電壓參考電路1100的實施例的原理圖， 其為圖！中所描繪的可程式化電壓參考電路1〇2的另一種可 能的實現。電流模式參考電路11〇〇包括pM〇s電晶體11〇2、 讓、和應，它們具有連接至電壓供應端子（v⑹的共用 的源電極’且具有共用的閘電極。p職電晶體⑽的沒電 極連接至放大器804的第一輸入’且經由電阻器⑴。且經由 154406.doc •21- 201211716 與PNP電晶體814串聯的電阻器1112連接至接地端。pM〇s 電晶體1104的汲電極連接至放大器8〇4的第二輸入，且經由 電阻器1118且經由PNP電晶體810連接至接地端。1>河〇3電 晶體1106的汲電極連接至參考輸出1〇3，且經由電阻器112〇 連接至接地端。 在工作中，當PMOS電晶體11 〇2的汲電極上的第一電流 (Ιι)等於PMOS電晶體11〇4的汲電極上的第二電流（l2)時，且 當電阻器1110與1118大致相等時，由源電流（l3)在電阻器 1120上產生的帶隙參考電壓（Vbgi)能夠根據下面的等式5來 表達。 VBGI = 及1120 ^1118 ( VEBS10 + 及1118 ^1112 \ Vf ln« / (5) 此外，對等式5的兩側求導顯示實現了如方程6中所示的 第一階溫度補償。
?KBGJ_ = ^U20_ dVEBSi〇 jg1118 r^ln〇dT L dT \
J
dVT
在可供選擇的實施例中，額外的電阻器被提供至放大器 804的輸入與PMOS電晶體11〇2和11〇4的汲極之間。在一個 例子中，額外的電阻器可以是阻抗網路的一部分，其回應 來自控制電路10的控制信號，以提供可調整的阻抗。另外， 電阻器U1G、1112、1118、和112〇(或者任何其他的阻抗， 154406.doc •22· 201211716 未顯示)中的任何一些或全部可以被實現為可開關的阻抗 網路。 在一些情況中，可能需要提供快速啟動選擇，用於快速 產生參考電I (vREF)。特別地，藉由將電容器放至v輸出 上，有時電容器可以被用來降低輸出雜訊。在這樣一種情 況中’電容H應當被快速充電，以便為快速啟動選擇作準 備。然而，在低功率環境令，優選低電流用於操作電壓參 考，且增加在參考電路的輸出上提供的電流，這能夠導致 超過最大允許電流消耗。還有可能提供這種快速啟動功能 而不改變電流模式參考的偏置電流。這樣一個電路的例子 在下面關於圖12進行了描述。 圖12是電流模式電壓參考電路12〇〇的第二實施例的原理 圖，其為圖1中所描繪的可程式化電壓參考電路1〇2的另一 個可能實現。除了 PMOS電晶體U06和電阻器112〇被省略之 外’電路1200類似於圖11中的電路11〇〇。電路12〇〇提供了 快速的開啟時間和被增加的輸出電流能力這兩者。 電路1200包括PMOS電晶體1202和1204,它們具有共用源 極和閘極’其相應地連接至PM〇S電晶體11〇4的源極和閘 極。電路1200還包括放大器1206,其具有連接至電晶體12〇2 的汲極的正輸入、放大器輸出103,及連接至該放大器輸出 103的負輸入。電晶體1204包括連接至放大器輸出1〇3且連 接至電阻盗1210的第一々而子的》及極，所述電阻器1210且有 第二端子。電路1200還包括電阻器1208，其具有連接至放 大器1206正輸入的第一端子、和連接至電阻器121〇的第二 154406.doc •23· 201211716 端子及連接至電阻器1212的第一端子的第二端子，所述電 阻益1212具有連接至接地端的第二端子。電阻器nog的值 或多或少地小於電阻器1210的值’使得橫跨電阻器Hog兩 端的工作電壓加上放大器丨206的輸入電壓偏置小於橫跨電 阻器1210兩端的工作電壓。在這個例子中，工作電壓是加 電之後的穩態電Μ。在這個例子中’電阻器1212具有遠低 於電阻器12 0 8和1210的阻抗。特別地，電阻器12 12的阻抗 僅僅疋電阻益12 0 8和1210的阻抗的一部分。此外，放大器 1 206提供電流，但不會沈降電流。 相比於電路1100，電路1200在輸出級上具有兩條電流支 路，丼對應於電晶體1202和1204。基於電晶體12〇2和12〇4 相對於彼此及相對電晶體1102和11〇4的尺寸的確定，流過 電晶體1202和1204的電流是可控制的。操作放大器12〇6驅 動放大器輸出103上的電壓以便提供快速啟動選擇。一旦在 放大器輸出103上的參考電壓（vBG1)與放大器丨2〇6正輸入上 的電壓相匹配’放大器1206不再提供快速啟動電流。此外， 放大器1206與電晶體1202和1204，及電阻器1208、1210和 12 12協作’以便調節參考電壓（Vref)而不改變溫度係數。 在圖11和12的實施例中，且在等式5和6中，能夠選擇電 阻器1110和1118的阻抗以實現第一階熱補償。此外，在實 施例中’電阻器111〇和1118能夠被實現為電阻性網路。此 外’在圖12中的電阻器121〇和1212也可被實現為電阻性網 路’提供用於快速調整電壓而不會招致電壓參考電路的溫 度係數改變的方法。來自這樣一種電阻性網路的許多可能 154406.doc -24- 201211716 實現的一個可能的例子在下面關於圖13示出，其能夠㈣ 式化以實現所需電阻。 圖13是微調電路1300的實施例的原理圖，其可根據圖u 的電流模式電壓參考電路的實施例被用來代替電阻器⑽ 和1118中的-或兩個，或者代替包括了圖12中的電流模式 電麼參考電路的電阻器12〇8、121〇、和1212的電阻器中的 任何一個。微調電路1300包括多個電阻器13〇2、13〇4、和 1306(及在其之間可能的其他電阻性元件，這些元件未在圖 13中表示出來）’所述多個電阻器串聯連接在第一端子 與第二端子（L)之間。微調電路13〇〇還包括相關聯的多個開 關、和1318(及在其之間可能的其他開關， 這些開關未在圖12中表示出來），其中每個開關具有連接至 第二端子（L)的第一電流電極、用於從控制電路110接收數 位信號的控制電極，及連接至所述電阻器中的兩個之間的 節點的第二電流電極。 在工作中，多個開關1312、1314、1316、和1318中的每 一個都可以基於來自控制電路11〇的數位信號獨立地控 制，用於調整微調電路的電阻。實現用微調電路代替電阻 器1110且也代替電阻器1118，這使得有可能數位地調整電 流模式電壓參考電路102的電阻，以提供熱補償。相類似 地，實現用微調電路代替電阻器1212，這可能藉由數位地 調整電路1200中的電阻器1212和/或其他電阻器的值來微 調電流模式帶隙參考電壓。 關於這一點，已經討論了電壓參考電路1〇2、誤差放大器 154406.doc •25· 201211716 104 ’及回饋電路i〇8的可程式化性。然而，LDO調節器電 路100還允許對傳遞器件106程式化。在特定的例子中，藉 由將傳遞器件106實現為如圖14中所描繪的電晶體網路 1300 ’有可能調整可程式化傳遞器件1〇6的dc性能和瞬態 回應。 圖14是電晶體網路1400的實施例的原理圖，其能夠根據 圖1中的LDO調節器電路102的實施例被用來實現傳遞器件 106。電晶體網路1400包括多個PMOS電晶體1402、1404、 和1406 ’它們具有連接至電壓端子（VlN)的共用的源電極， 及連接至誤差放大器104的輸出130的共用的閘電極。pm〇S 電晶體1402包括PMOS電晶體1408的源電極的汲電極，所述 PMOS電晶體1408包括閘電極，該閘電極有選擇地經由開關 1410連接至電壓端子（vIN)或者經由開關丨4〗2連接至接地 端。此外’ PMOS電晶體1408包括連接至電壓輸出U4的汲 電極。 PMOS電晶體1404包括汲電極，其連接至pmos電晶體 1414的源電極，所述pMOS電晶體1414包括閘電極，其有選 擇地經由開關1416連接至電壓端子（v1N)，或者經由開關 1418連接至接地端qPM〇s電晶體1414還包括汲電極，其連 接至電壓輸出114。 PMOS電晶體1406包括汲電極，其連接至pmos電晶體 1420的源電極，所述PM〇s電晶體142〇包括閘電極，其有選 擇地經由開關1422連接至電壓端子（ViN)，或者經由開關 1424連接至接地端。PM〇s電晶體142〇還包括汲電極，其連 154406.doc -26· 201211716 接至電壓輸出114。 因此，在所示實施例中，可程式化傳遞器件1〇6被設計帶 有多個模組(第一模組’其由包括了電晶體14〇2和剛的電 流通路表示；第二模組，其由包括了電晶體14〇4和1414的 電流通路表示；及第三模組，其由包括了電晶體t傷和剛 的電流通路表示），這些模組以並聯連接。經由有選擇地將 控制信號應用至開關1410、1412、1416、1418、1422、和 1424,藉由中斷信號通路的連接來禁用電流通路中的一或 多個。這種控制信號由控制電路110藉由傳遞控制信號匯流 排126提供。當特定的電路應料需要大的電流負載時，能 夠藉由禁用一或多個模组來改進可程式化傳遞器件1〇2的 瞬態回應，從而降低了在輸出上的寄生電容，且改變了傳 遞器件106的瞬態回應。 雖然以上的討論已經提供了可程式化電壓參考電路 1〇2、可程式化傳遞器件1〇6,及可程式化回饋電路1〇8的例 子，但是仍可考慮使用各種可能的實現方式來實現可程式 化誤差放大器104。下面關於圖15描述了一種可能的例子。 圖15疋可程式化誤差放大器1〇4的.許多可能實現中的一 個的實施例的原理圖。可程式化誤差放大器包括PMOS電晶 體1502和15G4,它們包括連接至電壓供應端子（Vdd)的源電 極、連接在共用節點上的閘電極。電晶體丨5〇2包括汲電極， 其連接至该電晶體15〇2的閘電極且連接至NMOS電晶體 1506和15 10的汲電極’所述NMOS電晶體1506和15 10具有共 用的閘電極’該閘電極連接至的正輸入端子（INP)，該正輸 J54406.doc •27· 201211716 入端子連接至回饋輸出105，以從圖丨中所描繪的回饋電路 108接收回饋信號（Vf) ^ NM0S電晶體15〇6還包括源電極， 其連接至NMOS電晶體1508的汲電極，所述1^]^〇3電晶體 1508包括連接至第一控制輸入（〇cl)的控制電極，及連接至 偏置電流源1520的源電極^ NMOS電晶體1510包括源電極， 其連接至偏置電流源1520。 PMOS電晶體1504包括汲電極，其連接至放大器輸出12〇 且連接至NMOS電晶體1518和1512的沒電極，所述nm〇S電 晶體15 18和1512具有連接至負輸入端子（INN)的閘電極，所 述負輸入端子（INN)連接至電壓參考輸入103，以從圖1中所 描繪的電壓參考電路102接收參考電壓（Vref)。Nm〇S電晶 體^以包括源電極’其連接至偏置電流源丨^…^^^^電晶 體1512包括源電極，其連接至>1肘〇3電晶體15〗4的汲電極， 所述NMOS電晶體1514包括連接至第二控制輸入（〇c2)的 閘電極且包括連接至偏置電流源丨52〇的源電極。第一和第 二控制輸入（OC1和OC2)麵合至放大器控制輸入1 24，以從 控制電路110接收放大器控制信號。 在工作中，負輸入（INN)上的參考電壓（VREF)及正輸入 (INP)上的回饋電壓（vF)啟動電晶體1510和1518允許電流 流動，以便在放大器輸出120上產生放大器輸出信號，其表 示了在VREF和VF之間的差。電晶體1508和15 14回應放大器 控制輸入124上的控制信號，以便相應地啟用或禁用通過電 晶體1506和1512的電流通路，由此調整流過所述電流通路 中的一或兩個的電流。因此，控制電路11 〇使用控制信號有 154406.doc •28· 201211716 選擇地啟用電晶體1506和1512，以有助於差分輸入的增 益’根據需要打開或關閉電晶體1508和1514。 應當認識到’在上面關於圖1_ 15所討論的ld〇調節器電 路能夠經組態以由製造商所實現的測試過程中的一部分， 其中輸入電壓被應用至LDO調節器的輸入，且組態資料經 由串列介面112被提供至LDO調節器，所述組態資料被儲存 在非揮發性記憶體比如非揮發性的暫存器2〇4中。組態資料 能夠使用控制邏輯206進行解碼以產生控制信號，用於組態 電壓參考102、放大器104、傳遞器件1〇6、和回饋電路ι〇8 中的任意一些或全部的調節功能。 此外，串列；I面112可經由主機系統和控制電路接入，以 在任何時刻更新和代替組態資料的全部或一部分。在一實 施例中，控制邏輯206解碼組態資料，以在一旦將組態資料 接收到組態暫存器中，或者在組態資料被存入非揮^性記 憶體之後，產生控制信冑，且將控制信號應用至電壓參考 102、放大器1〇4、傳遞器件1〇6、和回饋電路⑽中的任何 一或全部，以便立刻調整調節函數（比如輸出電壓位準、頻 率參數、靜態電流限制、或輸出電壓的其他參數卜在另一 實施例中，控制邏輯206在啟動時解碼組態資料，且直至下 一個啟動事件為止，對組態資料的任何改變被儲存至非揮 發性記憶體中。還是在另—實施例中，回應於經由串列介 面112接收的命令’控制邏輯206解碼組態資料。 結合以上根據^七公開的實施例，可程式化ld〇調節 器1〇2被公開’其包括可程式化電壓參考電路104、可程式 154406.doc -29- 201211716 化誤差放大器104、可程式化傳遞器件i〇6、可程式化回饋 電路108。此外，可程式化LDO調節器1〇2包括串列介面112 和控制電路110，其使得有可能對LDO調節器102多次程式 化，以便調整許多參數以控制輸出電壓（¥〇1；1>)的1：)(：和AC兩 種參數。對可程式化電壓參考電路102、可程式化誤差放大 器104、可程式化傳遞器件106、和可程式化回饋電路ι〇8 的設定可被儲存在非揮發性的暫存器2〇4中。因此，可程式 化L D Ο調節器可組態成提供具有所需位準且具有所需d c 和AC特性的輸出電壓。此外，藉由提供_列介面，調 節器電路能夠被數位地、多次地、在製造和測試期間、和 在工作期間程式化’所述串列介面可組態成接收包括了數 位組態資料（比如二進位序列）的控制資訊。 根據-個方面，LD0調節器電路包括誤差放大器，其具 :第-：第二、第三、第四、第五、和第六電晶體，及第 •開Μ第—電晶體包括：源極，其麵合至電源端 凋炻甘及及極’其耦合至控制電極。第二電晶體包括： 控制媸； 冑螭子，閘極，其耦合至第-電晶體的 俨句乜.、 ’、耦°至误差放大器輸出。第三電晶 體匕括.及極，1叙人 — 人至回八口第一電日日體的汲極；閘極，其耦 電晶體勺扛.、，及源極’其耦合至偏置電流源。第四 曰曰匕.汲極，其耦合至第二電曰俨 其耦合至參杯山 -電-體的汲極，閘極’ 電晶體包括：沒極，…至第二：置電“第五 其麵合至回饋輪出料第二電晶體的汲極；閘極， 鳊子，及源極。第六電晶體包括：汲極， 154406.doc 201211716 其耦合至第四電晶體的汲極；閘極，其耦合至參考輪出； 及源極。第一開關耦合至第五電晶體的源極與偏置電流源 之間，且包括耦合至控制電路的控制端子。第二開關耦合 至第六電晶體的源極與偏置電流源之間，且包括耦合至控 制電路的控制端子。 在另一方面，LDO電路包括電壓參考，其包括第一、第 一和第二電阻性元件，第一和第二二極體連接的器件， 控制電路，放大器，及PMOS電晶體。該pM〇s電晶體包括： 电極輕合至電壓輸入；第二電極，其輕合至參考 輸出；及控制電極。第一電阻性元件包括：第一端子，其 耦口至參考輸出；及第二端子。第二電阻性元件包括：第 -端子’其耦合至參考輸出；及第二端子。放大器包括： 第-放大器輸入，其耦合至第一電阻性元件的第二端子； 第一放大器輸入，其耦合至第二電阻性元件的第二端子； 及放大器輸出，其耦合至PMOS控制電極。第三電阻性元件 包括：第-端子，其耦合至第一放大器輸入；及第二端子。 第一二極體連接器件包括：第-端子，其耗合至第三電阻 性網路的第二端子’·及第二端子，其耗合至電源端子。第 二二極體連接器件包括：第一端子，其耦合至第二放大器 輸入；及第二端子，其竊合至電源端子。控制電路可㈣ 對與第一、第二和第三電阻性元件中的至少一者相關聯的 電阻㈣程式化’⑽制參考電—熱係數或者標稱位準。 在另一方面，LDO調節器包括電壓參考，其包括第一和 第二PMOS電晶體，第一、第二 和第三電阻性元件，放大 154406.doc •31· 201211716 器’和控制電路《第一和第二PMOS電晶體中的每一個包 括：第一電極’其耦合至電壓輸入；控制電極，其耦合至 共用節點；及第二電極。放大器包括：正輸入，其耦合至 第一 PM0S電晶體的第二電極；負輸入；及輸出，其耦合至 第二PM0S電晶體的第二電極。第一電阻性元件包括第一端 子’其麵合至正輸入及第一 PM〇S電晶體的第二電極，且包 括第二端子。第二電阻性元件包括：第一端子，其耦合至 第一電阻性元件的第二端子；及第二端子，其耦合至接地 端。第三電阻性元件包括：第一端子，其耦合至放大器的 輸出’及第二端子’其耦合至第二電阻性元件的第一端子。 控制電路可組態成對與第一、第二和第三電阻性元件申的 至少一者相關聯的電阻進行程式化，以控制在放大器輸出 處的參考電壓的標稱位準。 仍是在另一方面，LD〇調節器包括：電壓調節器、傳遞 器件SJ饋電路，及誤放大器。LD〇調節器還包括控制 電路，該控制電路帶有：非揮發性的記憶體，其可組態成 儲存組態資料；及邏輯，其經組態以將組態資料解碼為控 制信號，以在電壓調節器、傳遞器件、回饋電路，及誤差 放大器中的至少-者上進行數位程式化，以便控制在電壓 輸出上的調節函數。 在特定的情況下，LD0調節器包括可程式化的參考電 路，其回應至少一第一控制信號。該第一控制信號包括一 或多個第-參考控制信號，及—或多個第二參考控制信 號。可程式化的參考電路包括電晶體，該電晶體包括：； 154406.doc -32- 201211716 -電流電極，其耦合至電壓輸入；第二電流電極；及控制 電極。可程式化參考電路還包括放大器，及第一和第二電 阻網路。放大器包括：第-放大器輸人；第二放大器輸:； 及放大器輸出，其耦合至電晶體的控制電極。第一電阻網 路柄合至第-放大器輸人，且回應—或多個第—參考控制 信號以提供第-電阻。第二電阻網路輕合至第二放大器輸 入，且回應一或多個第二參考控制信號以提供第二電阻。 在另一特定情況下，LD〇調節器包括回饋電路，該回饋 電路包括至少-可程式化阻抗網路1可程式化的阻抗網 路回應第四控制信號以調整阻抗。在特定的情況下，可程 式化的阻抗網路包括：多個電阻器，其以串聯组態進行耗 合；多個電容器，其以串聯組態進行輕合，且與多個電阻 益互連；及多個開關，其回應第四控制信號以改變與至少 一可程式化阻抗網路相關聯的複阻抗。此外，在一些情況 下’ LDO調節器包括可程式化的傳遞器件，其在電壓輸出 端子上提供電流。控制電路經組態以有選擇地啟用自適應 偏置特徵，以組態與電壓輸出相關聯的過流保護的臨界位 準，且組態誤差放大器以調整放大器偏移。 還是在另-方面中，LDO調節器包括串列介面，其可組 態成耦合至_列連接器，且適合經由該串列連接器發 接收資料及命令至外部設備。LDO調節器還包括：控制電 路’其搞合至串列介面以接收組態資料，且適合基於該組 態資料來組態可程式化的參考電路、可程式化的誤差放大 器、可程式化的傳遞器件，及可程式化的回饋電路。 154406.doc -33- 201211716 在另一特殊方面，一種使用可程式化的低壓降（LDO)調節 器提供輸出電壓的方法，其包括經由LD〇調節器的串列介 面從控制電路接收組態資料，且將該組態資料儲存至非揮 發性的記憶體中。該方法還包括使用LDO調節器的控制電 路的控制邏輯來解碼組態資料以組態可程式化的參考電 路、可程式化的誤差放大器、可程式化的傳遞器件，及可 程式化的回饋電路中的至少一者的調節函數，以產生輸出 電壓。 在一種情況下，控制信號包括至少一第一控制信號、至 少一第二控制信號、至少一第三控制信號，及至少一第四 控制信號。在特定情況下，在解碼組態資料之後，該方法 還包括：在LDO調節器的輸入上接收電壓輸入信號；使用 根據至少一第一控制信號組態的可程式化的參考電路來生 成參考電壓；及使用耦合至輸入且根據至少一第二控制信 號進行組態的串列傳遞器件來調節電壓輸入信號，以在輸 出端子上產生輸出電壓。此外，該方法包括：使用根據至 ^第二控制化號組態的可程式化的回饋電路採樣輸出電 壓，以產生回饋電壓；且使用根據至少一第四控制信號組 態的可程式化的誤差放大器來將回饋電壓與參考電壓進行 比較，以在誤差放大器的放大器輸出上產生誤差信號，所 述放大器輸出耦合至串列傳遞器件以調整輸出電壓。 在另一特殊情況下，所述方法包括：經由串列介面接收 第一組態資料，將該第二組態資料儲存在非揮發性的記憶 體中；及使用控制邏輯解碼第二組態資料，以產生第二控 154406.doc -34- 201211716 制仏號。該第二控制信號被應用以調整可程式化參考電 路、可程式化誤差放大器、可程式化傳遞器件，及可程式 化回饋電路中的至少一者的調節函數，以產生輸出電壓。 雖然本發明已經根據優選的實施例進行了描述，但本領 域中的工作人員將認識到，可以在形式和細節上做出改變 而不偏離本發明範圍。 【圖式簡單說明】 圖1是可程式化低壓降（LD0)調節器電路的實施例的部分 原理圖和部分方塊圖； 圖2是圖i中可程式化LD0調節器電路的部分原理圖和部 为方塊圖，其帶有控制塊的實施例的擴展圖； 圖3是圖_〇調節器的回饋電路實施例的方塊圖 圖4是圖3令所描綠的回饋電路的第一阻抗網路的實施例 的部分原理圖和部分方塊圖； 圖5是圖3中所描緣的回饋電路的第一阻抗網路的第二實 施例及第二和第三阻抗網路的實施例的原理圖； 圖6是描繪了在使用LD〇調節器電路比如在圖4所描給 的⑽調節器電路進行微調之前的若干被測試部分 電壓的圖式； 圖7是描繪了在使用LD〇調節器電路，比如在圖】中所描 繪的LIX)調節器電料行微調之㈣若干被測 ^ 出電壓的圖式； 圖8是電塵模式帶隙參考電路的實施例的原理圖，其為圖 1中所描緣的可程式化電I參考電路的—種可能實現/ 154406.doc -35· 201211716 圖9是用於圖8中的電壓模式帶隙參考電路的可程式化電 阻性網路的實施例的原理圖； 圖10是描繪了參考電壓的熱補償的圖式，所述參考電壓 的熱補償是用於圖8中的電壓模式帶隙參考電路的電阻器 的各種電阻值； 圖11是電流模式電壓參考電路的實施例的原理圖，其為 圖1中所描繪的可程式化電壓參考電路的可能實現； 圖12是電流模式電壓參考電路的第二實施例的原理圖， 其為圖1中所描繪的可程式化電壓參考電路的另一可能實 現； 圖13是根據圖11和12中電流模式電壓參考電路的實施例 的微調電路（可程式化的電阻性網路）的實施例的原理圖； 圊14是根據圖1中LD0調節器電路的實施例的可程式化 傳遞器件的實施例的原理圖； 圖15是根據圖1中LD0調節器電路的實施例的可程式化 誤差放大器的實施例的原理圖；及 在以下描述中，在不同的圖中使用相同參考標記來指明 類似的或相同的項目。 【主要元件符號說明】 100 低壓降（LDO)調節器電路 102 可程式化電壓參考電路 103 輸出端子 104 可程式化誤差放大器 105 回饋輸出 154406.doc -36- 201211716 106 可程式化傳遞器件 108 可程式化回饋電路 110 控制電路 112 串列介面 114 輸出端子 116 負載 120 放大器輸出 122 參考控制輸入 124 放大控制輸入 126 傳遞器件控制輸入 128 回饋控制輸入 130 控制資訊 132 資料 200 LDO調節器電路 202 揮發性的組態暫存器 204 非揮發性的暫存器 206 控制邏輯 302 第一阻抗網路（或輸入級） 304 第二阻抗網路（或輸出級） 306 第三阻抗網路（或輸出級） 312 端子 •314 回饋輸出（V〇UTF) 316 端子 322 第一回饋控制輸入 154406.doc -37- 201211716 324 第二回饋控制 326 第三回饋控制 400 第一阻抗網路 402 第一阻抗 404 第二阻抗 406 第三阻抗 412 回饋控制開關 414 回饋控制開關 416 回饋控制開關 501 第一阻抗網路 502 電阻器 503 節點 504 電阻器 506 電阻器 508 電阻器 510 電阻器 512 電阻器 514 電阻器 516 電阻器 518 電容器 520 電容器 522 電容器 524 電容器 526 開關 154406.doc •38- 201211716 528 開關 530 開關 532 開關 534 開關 536 開關 538 開關 540 開關 542 阻抗 544 阻抗 546 阻抗 548 阻抗 550 開關 552 開關 554 開關 556 開關 558 開關 560 開關 562 開關 570 阻抗 572 阻抗 574 阻抗 576 阻抗 578 開關 580 .開關 154406.doc -39 201211716 582 584 600 700 800 802 804 806 808 810 812 814 900 902 904 906 908 910 912 914 916 918 開關 開關 使用LDO調電路進行微調之前的大量被 測試部分的輸出電壓的圖式 使用LDO調節器電路進行微調之後的大量被 測試部分的輸出電壓的圖式 電壓模式帶隙參考電路 PMOS電晶體 放大器 電阻器 電阻器 PNP雙極面結型電晶體 電阻器 PNP雙極面結型電晶體 電阻性網路 電阻器 電阻器 電阻器 電阻器 開關 開關 開關 開關 開關 154406.doc -40· 201211716 920 開關 922 開關 1000 關於圖8中電壓模式帶隙參考電路不同值 參考電壓的熱補償的圖式 1002 在近似-40攝氏度時參考電壓的第一階補償 1004 在近似40攝氏度時參考電壓的第一階補償 1006 在近似120攝氏度時參考電壓的第一階補償 1100 電流模式電壓參考電路 1102 PMOS電晶體 1104 PMOS電晶體 1106 PMOS電晶體 1110 電阻器 1112 電阻器 1118 電阻器 1120 電阻器 1200 電流模式電壓參考電路 1202 PMOS電晶體 1204 PMOS電晶體 1206 放大器 1208 電阻器 1210 電阻器 1212 電阻器 1300 微調電路 1302 電阻器 154406.doc -41 · 201211716 1304 電阻器 1306 電阻器 1312 開關 1314 開關 1316 開關 1318 開關 1400 電晶體網路 1402 PMOS電晶體 1404 PMOS電晶體 1406 PMOS電晶體 1408 PMOS電晶體 1410 開關 1412 開關 1414 PMOS電晶體 1416 開關 1418 開關 1420 PMOS電晶體 1422 開關 1424 開關 1502 PMOS電晶體 1504 PMOS電晶體 1506 NMOS電晶體 1508 NMOS電晶體 1510 NMOS電晶體 154406.doc - 42 - 201211716 1512 NMOS電晶體 1514 NMOS電晶體 1518 NMOS電晶體 1520 偏置電流源 154406.doc -43·