TW201217933A - Low drop out voltage regulator - Google Patents

Description

201217933 99-013 35457twf.doc/n 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種低壓差穩壓器’且特別是有關於 一種具有快速暫態響應的低壓差穩壓器。 【先前技術】 傳統常見之電壓轉換電路有兩種：交換式穩壓器 (switching regulator)以及線性穩壓器（linear regulator)，其中 在降壓應用中常使用的線性穩壓器為低壓降穩壓器（low drop out regulator，LDO regulator)。低壓降穩壓器具有低 生產成本、電路簡單和低噪音等特點，能夠提供穩定輸出 電壓’因此被廣泛地應用於各種攜帶式電子產品上。其中， 響應速度和系統穩定度是評估電壓轉換電路的重要參數。 【發明内容】 本發明提供一種具有快速暫態響應的低壓差穩壓器。 本發明提出一種低壓差穩壓器，包括一誤差放大器、 =功率電晶體、-第—分壓單元…補償控制單元以及一 補償偏壓電絲。其情差放大魏據-第―參考電壓以 及-回授電壓產生—控制電壓。功率電晶體之閘極麵接誤 差放大器，功率電晶體之源極耦接電源電壓，功率電晶體 依據控制電壓而於其汲極產生—輸出電壓。第—分壓單元 輕接=功^電晶體的没極與接地之間，分壓輸出電壓以產 生回授電壓。補償鮮#元輕接於功率電晶體之閘極與没 201217933 99-013 35457twf.doc/n 極之間’依據控制魏、輸出龍與—補償偏壓產生 償控制訊號。補償偏_流_接誤差放A||，依據 控制訊號提供一補償偏壓電流給低壓差穩壓器。 在本發明之-實施例中，更包括一電壓及溫度補償模 組’其耦接補償㈣單元產生補償偏壓，並依據電源電壓 以及環境溫度的變化調整娜偏壓，其巾補償偏壓盘 電壓以及環境溫度成反比。 、、 在本發明之-實施例中，上述之低壓差穩壓器，更包 —偏壓電絲，其输誤差放大^，提供誤差放大 偏壓電流。 基於上述，本發明補伽鮮元依據功率電晶體 、=的控制電壓、健差觀^的輸出電壓與電壓及溫度 =員模組產生的補償電壓來輸出—補償控制訊號，以使補 員偏壓電麵提供誤纽大!！—額外的補償祕電流進 而加快低壓差穩壓器的負載暫態響應，並同時對電源電壓 乂及環境溫度的變動進行補償。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明㈣懂，下文特 牛實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。 【實施方式】 圖1繪不為本發明一實施例之低壓差穩壓器的示意 請參照® 1，低懸穩壓H⑽包括-縣放大器1〇2、 —功率電晶體P1、一分壓單元104、一補償控制單元1〇6、 —電壓及溫度補偏組⑽、偏壓電流源11G以及補償偏 201217933 99-013 35457twf.doc/n 壓電流源112。其巾偏壓電親11G以及補償偏壓電流源 112耦接誤差放大器102,誤差放大器102的其中一輸入端 輕，-參考電壓Vref，誤差放大器102的輸出端麵接功率 電晶體P1的閘極。功率電晶體P1的源極與汲極分別耦接 電源電壓VDD與分壓單元104。分壓單元1〇4耦接於功率 電晶體P1的汲極、誤差放大器1〇2的另一輸入端與接地 GND之間。補償控制單元1〇6耦接功率電晶體？1的閘極 與及極、電壓及溫度補償模組1〇8以及補償偏壓電流源 112另外，功率電晶體P1的沒極(亦即低壓差穩壓器1〇〇 的輸出端)輕接一負载電容emit以及-負載電阻RL，負載 電流Iload經由負載電阻RL流向接地GND。 其中，偏壓電流源110用以提供誤差放大器1〇2 一偏 壓電流II。誤差放大器102依據參考電壓Vref與一回授電 i vf於其輸出端產生一控制電壓至功率電晶體pi 的閘極，以調整輸出電壓v〇ut的電壓準位。分壓單元1〇4 對輸出電壓V〇ut崎分壓以產生回授電壓Vf。電壓及溫 度補償模組1G8 Μ產生補償偏壓Ve，並依據電源電壓 VDD以及環境溫度的變化調整補償偏壓Vc的電壓大小， 其中補㉔偏壓Ve的電壓大小與電源電壓VDD的大小以及 環境溫度的高低成反比。 另外，補償控制單元106用以偵測控制電壓Ve〇n以 及輸出電壓VGut的電鮮位變化，並依據控制電壓Vc〇n、 輸出電壓Vout以及補償偏壓Ve輸出__補償控制訊號& 至補償偏壓電流源m。補償偏壓電流源112則依據補償 201217933 yy-U13 35457twf.doc/n 控制訊號Se啸供-額外的補償偏塵電流k給低壓差穩 壓器100,以加快低壓差穩壓器刚的負載暫態響應，^ 低麈差穩壓器100的輸出電壓⑽可快速地被拉回穩定的 狀態。 進-步來說，圖1實施例之低麗差穩壓器1〇〇可以圖 2實施例的方式來實施。圖2繪示為本發明另—實施例之 低壓，穩壓ϋ的示意圖。請參關2，在本實施例中誤差 放大盗102包括ρ型電晶體q5、q6以及^^型電晶體Μ5、 M6 ’其中P型電晶體q5的閘極耦接p型電晶體的閑 極’ P型電晶體Q5的源極與沒極分別耦接電源電壓vdd 以及功率電晶體P1的閘極。N型電晶體M5的閘極輕接泉 考電壓Vref，其汲極耦接P型電晶體Q5的汲極，N型電 晶體M5的源極_接偏壓電流源11〇與補償偏壓電流源 型電晶體Q6的源極與祕分職接電源電壓彻） 以及N型電晶體_的汲極，且p型電晶體以的閘極與 沒極相互輕接。另外’N型電晶體撕的源極麵接至 ，晶體M5的源極，N型電晶體M6的閘極_接至分壓 早兀1〇4。誤差放大器102利用N型電晶體M5、⑽分別 接收參考電壓Vref與分壓單元1〇4所產生的回授電壓Vf， 電晶體Q5_電晶體M5的共同接點輸出控 con至功率電晶體pi的閘極，以控制功率電晶體 pi於其沒極輸出輸出電壓v〇ut。 刀壓單元104包括電阻R1以及電阻R2。電阻ri以 及R2串接於功率電晶體ρι的汲極與接地之間且 201217933 99-013 35457twf.doc/n 電阻R1以及R2的共同接點相接尺型電晶體娜的間極， 以輸出回授電屢W至N型電晶體M6。補償·電流源 Π2則包括-N型電晶體N3，其汲極與源極分別箱接N 型電晶體M5、M6的共同接點與接地GND,N型電晶體 N3的閘極則搞接至補償控制單元1〇6。值得注意的是，上 述之誤差放大器102、分愿單元1〇4、偏麗電流源11〇 偏㈣流源112僅為—示範性的實施例，實際應用上 並不以此為限。 另外:補償控制單；Ft 1〇6則包括屢降伯測單元加、 偵測單元204以及補償控制訊號產生單元206。在本 鉍例中’壓降伯測單元2〇2包括？型電晶體Q2、印以 二型，降偵測單元204包括p型電晶 Q 及N型電晶體M4。補償控制_ 則包括P型電晶_以及N型電晶=其生中早： &趙的極耗接功率電晶體P1的閉極，p型電晶體 Q2的源極與沒極分難接電源電壓VDD與 = M2的汲極。N型電晶體M2的閉極與 電= =M3的閑極與接地—且N型電晶體M2接二 一/及極相互耦接。N型電晶體M3的汲極與诉木八 N型電晶體M1的閘極與接地咖 接 極與馳電源電壓VDD與N ==源 極⑴、型電晶體Q3的閘極姐極相互^體M3㈣ 在補償控制訊號產生單元206中，Ν型電 閘極_ ’ Ν型電晶體Μ3的沒極，Ν型電晶體吣的及 201217933 99-013 35457twf.d〇c/n 1與，極分別耦接p型電晶體φ的汲極與接地咖，p 里電曰曰體Q1的極與閘極則分別輕接電源電壓以及 P型電，體Q 4的閘極。另外在壓降憤測單S 204的部份， p 31電BH體Q4的源極與汲極分別耦接功率電晶體P1的汲 極與N型電晶體M4的没極，且p型電晶體Q4的閉極與 沒極相互耦接。N型電晶體M4關極無極分別麵接電 壓及溫度補償模組108以及接地GND。 • 其中壓降偵測單元202用以偵測誤差放大器1〇2所輸 出之控制電壓V⑽的電壓準位，並據以輸出補償訊號 VS1。壓降偵測單元204用以偵測輸出電壓Vout的電壓準 位’並依據輸出電M v〇m與補償偏壓Vc輸出補償訊號 VS2。補償控制訊號產生單元2〇6則依據補償訊號vsi以 及輸出補償控制訊號，以控制補償偏壓電流源112產 生補彳貞偏壓電流Ic，進而加快低壓差穩壓器1〇〇的 態響應。 、 舉例來說，當低壓差穩壓器1〇〇操作在重負載電流時 _ 低壓差穩壓100為了要能提供大負載電流Iload，所以負 載電容Com必須先開始對負載電阻rl放電，此時輸出電 壓Vout將會下降，同時功率電晶體ρι的閘極電壓（亦即控 制電壓Vcon)準位亦會被拉低。 輸出電壓Vout的下降將使得P型電晶體q4的汲極和 閘極電壓下降(亦即造成補償訊號VS2的電壓準位下降）， 進而提升P型電晶體Q1的汲極電壓準位(亦即補償控制訊 號Sc的電壓準位）’因此輸出電壓v〇ut的下降將造成n型 201217933 99-013 35457twf.doc/n 電晶體N3的開啟，而於N梨電晶體N3的汲極產生補償 偏壓電流Ic。 另一方面’被拉低的功率電晶體P1的閘極電壓（亦即 控制電壓Vcon)準位將造成補償控制單元106中N型電晶 體M2的汲極電壓上升(亦即造成n型電晶體M3的閘極電 壓上升）’進而使得N型電晶體M3的汲極電壓和N型電 晶體Ml的閘極電壓下降(亦即造成補償訊號vS1的電壓準 位下降）。而N型電晶體Ml的閘極電壓下降的結果將使得 N型電晶體Ml的汲極電壓上升(亦即補償控制訊號Sc的 電壓準位上升），進而開啟N型電晶體N3，而於N型電晶 體N3的沒極產生補償偏壓電流ic。因此，功率電晶體pi 的閘極電壓的降低將成為提高補償偏壓電流Ic的另一推 力。如此透過偵測功率電晶體P1的閘極電壓（亦即控制電 壓Vcon)以及輸出電壓vout電壓壓降，並據以提高N型電 晶體N3閘極的閘極電壓（亦即補償控制訊號Sc的電壓準 位），便可於N型電晶體N3的汲極提供一額外的補償偏壓 電流Ic，增強低壓差穩壓器1〇〇的負載暫態響應，使誤差 放大器可快速地降低控制電壓Vc〇n的電壓準位，以開啟 功率電sa體P1，將電流提供給負載電容c〇ut而達到穩壓 的效果。 圖3A繪不為習知低壓差穩壓器的負載暫態響應的 HSPICE模擬示意圖。圖3B繪示為圖2實施例之低壓差穩 壓器的負載暫態響應的模擬示意圖。請同時參照圖3八與 圖3B’由圖3A與圖3B可明顯看出，當負載電流11(^突 201217933 99-013 35457twf.doc/n 然由0毫安培(mA)上升至15mA時，習知低壓差穩壓器的 輸出電壓將下降180毫伏特(mV)，而本發明實施例所提供 之低壓差穩壓器的輸出電壓僅下降79_lmV。且當負載電流 保持在15mA時’習知的低壓差穩壓器的輸出電壓下降 70.5mV，而本發明僅下降21mV，由此可知本實施例之低 壓差穩壓器具有較佳的負載調節率(l〇ad regUiati〇n)。另外 當負載電流Iload突然由15 mA降回至0mA時，習知低壓 % 差穩壓器的輸出電壓將出現高於穩態電壓準位67.5mV的 電壓突波’而本發明實施例所提供之低壓差穩壓器的電壓 突波僅10.3mV。由此可知，本發明實施例所提供之低壓差 穩壓器確實可大幅地改善負載暫態響應與負載調節率。 值得注意的是’為了迅速地增強低壓差穩壓器1〇〇的 負載暫態響應’亦即使補償偏壓電流源112盡快地提供補 償偏壓電流Ic，可設計當低壓差穩壓器100操作在無負載 或輕負載時，N型電晶體N3的閘極偏壓略低於n型電晶 體1^3的導通電壓，以使低壓差穩壓器1〇〇在負載變化時， N型電晶體N3可快速地被導通而提供補償偏壓電流Ic給 低壓差穩壓器100，增快低壓差穩壓器的負載暫態響 Μ0 。日 ”另外，為了避免Ν型電晶體Ν3的閘極偏壓受到電源 電壓VDD與環境溫度的變化而漂移。例如當電源電壓 VDD或環境溫度上升時’Ν型電晶體Ν3的閘極偏壓（亦即 補償控制訊號Sc的電壓準位)將被提高，進而使得低壓差 穩壓器100在無負載時即被導通而產生補償偏壓電流1〇給 11 201217933 99-013 35457twf.doc/n 低壓差穩壓器励，而使低麗差穩屋器謂產生不必要的 功率消耗。另外壓VDD麵境溫度下降時，補 償控制訊號Sc的電壓準位將被降低，進而使得健差穩壓 =〇〇無法達到快速暫態響應。電麗及溫度補償模組· 2產生之謂碰Ve可猶mavDD與環境溫度的 g，以對補償控制單元1G6所輸出的補償控制訊號&(亦 即N型電晶體犯的閘極偏壓)進行電壓及溫度補償，減少 電源電壓VDD與核境溫度的變化對N型電晶體N3的問 ，偏壓的影響1電源電壓VDD或環境溫度上升時，電 « 監及溫度補償模組⑽將降低補償偏壓％，以提高n型 ^晶體M4攸極電壓，㈣保持(或設計略微降低)N型電 日日體N3的閉極偏壓（亦即補償控制訊號&的電壓準 電晶體N3受到電源電壓VDD或環境溫度的變 ^而導通。反之當電源電壓VDD或環境溫度下降時，則 设计^型電晶體N3 _極偏壓保料變(或略微升高）。 誶細來說，上述之電壓及溫度補償模組108的實施方 二所T，圖4繪示為本發明一實施例之電壓及溫· 二^括S3^請參照圖4，電壓及溫度補償模組 m w隙參考龍產生單元搬、電壓補償單元404 夂考ΐΐΓί單元概。其中溫度補償單元4〇6輕接能隙 j電壓產生單元4〇2以及電壓補償單元 元402用以產生與電麵'環境溫度= V〇PGl以及參考電壓V〇PG2 ’電壓補償單元 以依據電源電壓VDD的變化輸出電壓補償控制信號 12 201217933 99-013 35457twf.doc/n SV。另外溫度補償單元406則依據參考電壓vqpgi、參 考電壓VOPG2、以及電壓補償控制信號進行溫度補償 與電壓補償，以輸出補償偏壓Vc。 在本實施例中，電壓補償單元404包括分壓單元4〇8、 比較單元A1〜A3以及解譯單元41〇。溫度補償單元4〇6則 包括補償電晶體ΤΙ、T2、電流比例調整單元412、開關 SW1〜SW3以及阻抗單元RV1〜RV3。 其中分壓單元408耦接於電源電壓VDD與接&gnd 之間，分壓單元408可例如以圖4之串聯於電源電壓VDD 與接地GND之間的電阻R3、R4來實現。比較單元ai〜a3 分別具有兩輸人端’其中比較單元A1〜A3的正輸入端輕接 至分壓單元视以接收分壓單元4〇8所輸出的分壓電塵 Vd ’比較單元A1〜A3的負輸入端依序麵接參考電壓^、 Vr2以及Vr3 ’比較單元A1〜A3的輸出端則輕接解譯單元 410。解譯單元410則耦接至溫度補償單元4〇6 ^ 另外，在溫度補償單元4〇6中補償電晶體Tl的通道 寬度/通道長度比大於補償電晶體T2的通道寬度/通道長度 ^且補償電晶體Ti、Τ2 __接_參考電壓產生 皁7G 402 ’以分別接收產生參考電壓v〇pGi盥 VOPG2,補償電㈣T1、T2的源極舰極齡= 源電麗VDD與電流比例調整單元412。另外 SW1〜SW3則分別與對應的阻抗單元RV1〜RV3串接於 比例調整單元412與接地GND之間，其中阻抗= RV1〜RV3可例如以電晶體或電阻來實施，阻抗單元 13 201217933 ：>3457twf_doc/n RV1〜RV3具有不同的阻抗值(在本實施例中假設RV1> RV2>RV3)。補償電晶體ΤΙ、T2用以分別於其汲極輪出 正溫度補償電流Ip與負溫度補償電流In，而電流比例調整 單元412可例如為一電阻R(^透過將電晶體τ2的汲極耦 接至電阻Rd上不同的位置即可得到不同的輸出補償偏壓

Vc，調整不同補償電晶體T1比例與補償電晶體T2比例決 定正溫度補償電流Ip與負溫度補償電流In的電流混合比 例，以得到電流值不受溫度影響的溫度補償電流It，或與 溫度成正比的溫度補償電流It,或與溫度成反比的溫度補 償電流It(在本實施例中溫度補償電流jt設計為與溫度成反 比）。 當電源電壓VDD下降時，分壓單元408分壓電源電 壓VDD而輸出的分壓電壓Vd也隨之下降。比較單元 A1〜A3分別將參考電壓Vr卜Vr2以及Vr3與分壓電壓Vd 進行比較，並將比較的結果輸出至解譯單元41〇。其中參 考電壓Vrl、Vr2以及Vr3分別具有不同的電壓值(在本實 施例中假設Vrl<Vr2<Vr3)，而比較單元A1〜A3依據比 較的結果於其輸出端輸出對應的電壓邏輯準位。在不同電 壓值的電源電壓VDD的情形下，參考電壓Vrl〜Vr3與分 壓電壓Vd的比較結果可如表1所示： 電源電壓 VDD 比較單元 A1 比較單元 A2 比較單元 A3 對應開啟 之開關 1.6V 〜1.79V 0 0 1 SW1 201217933 99-013 35457twf.doc/n 1.8V〜1.99V ο SW2

表1

、其中0代表比較單元的輸出為低電壓邏輯準位，“ 則代表比較單元的輸出為高電壓邏輯準位。解譯單元410 依據比較單元A1〜A3的啸結雜&電壓補償控制信號 sv開啟對應的開關，以調整補償偏壓Vc。由表丨可看出， ，電源電壓VDD下降越多時’被開啟的開關對應的阻抗 單tl的阻抗值越大，因此輸出的補償偏壓Vc也越大。例 如當電源電壓VDD為時，比較單元A1〜A3 的輸出依序為低電壓邏輯準位(〇)、低電壓邏輯準位(〇)以及 同電壓邏輯準位(1)，解譯單元41〇依據此三個電壓邏輯準 位的尚低輸出電壓補償控制信號sv以關閉開關SW2與 SW3 ’並開啟開關SW1，以使溫度補償電流It可流經阻抗 值較大的阻抗單元RV1而產生較大的補償偏壓Vc。

另外，適當地設計補償控制單元1〇6所產生之補償控 制訊號Sc的電壓值還可使低壓差穩壓器1〇〇具有良好的穩 疋度’，且當電流負載變大時可延伸迴路頻寬。以下將舉例 說明當負載電容Cout極小時，低壓差穩壓器1〇〇的頻率響 應特性。圖5繪示為圖1實施例之低壓差穩壓器1〇〇的頻 率響應波德圖。請同時參照圖i與圖5,低壓差穩壓器1〇〇 具有兩個極點Pa與P〇,其中極點仏由功率電晶體ρι閘 極上的專效電阻Ra(未繪示)與等效電容Ca(未繪示)所提 供，而極點Po則由功率電晶體P1汲極上的等效電阻R〇(未 15 201217933 99-013 35457twf.doc/n 繪示)並聯分壓單元H)4的電阻與等效電容c〇(未繪示)所 提供。由於本實施例假設負載電容c〇ut為極小，因此低壓 差穩壓100的主極點為極點。 當輸出負載電流Iload愈大時，由於等效電阻尺3與等 效電阻Ro為反比於輸出負载電流I1〇ad，因此極點h與 P〇皆愈往頻率高的方向移動，此時可透過上述功能經由圖 2之補償控制單το 106設計適當的補償控制訊號Sc的電壓 值，以使極點P〇往頻率高的方向移動的速度大於或等於 ，點Pa，便可確保低壓差穩屢器1〇〇在輕負載電流時能穩 疋且在重負載電流時能更加地穩定。如圖5所示，當極 點P〇移動的速度大於極點pa時(亦即極點與極點p〇, 間的距離大於極點Pa與極點Pa，間的距離時），移動後迴 路，寬被延伸、相位邊際(phasemargin^A，代表低壓差 ，麗器1GG處於更穩定的狀態。值得注意的是，在其他實 把例中’备負載電容c〇m足夠大時，主極點將由極點 變為極點1>〇。此_必_減的理念設計補償控制訊號 c的電壓值’使極點pa往頻率高的方向移動的速度大於 ，等於極點P。，才可確保傾差穩壓_丨⑻處於穩定的狀 態。 綜上所述，本發明利用補償控制單元依據功率電晶體 甲 的控制電壓、低壓差穩壓器的輸出電壓與電壓及溫度 =償模組產生的補償偏壓來輸出—補償控制訊號，以使補 員偏壓電絲提供縣放大額外的猶偏電流，進 而加决低壓差穩壓H的負載暫態響應，並同時對電源電壓 201217933 99-013 35457twf.doc/n 以及環境溫度的變動進行補償。其中， 償控制訊號㈣壓準⑽㈣實現補償 增強低壓差穩壓器的負載暫態響應:另導^，電壓)可快速地 補償偏壓值則可使低壓差穩壓器操作在：m 保低壓差穩壓ϋ的次極雜高鱗方向的移動速&於主

才，點的移動速率，進而確保低缝穩壓器^處 更加穩定喊s。 ㈣見處於 軸本發明已以實施·露如上，然其並非用以限定 ^發明’任何所屬技術領域中具有財知識者，在不脫離 發明之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，故本 發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1繪示為本發明一實施例之低壓差穩壓器的示意 圖。 圖2繪示為本發明另一實施例之低壓差穩壓器的示意 圖。 圖3A繪示為習知低壓差穩壓器的負載暫態響應的模 擬不意圖。 圖3B繪示為圖2實施例之低壓差穩壓器的負載暫態 響應的模擬示意圖。 圖4繪示為本發明一實施例之電壓及溫度補償模組的 示意圖。 201217933 yV-U13 35457twf.doc/n 圖5繪示為圖1實施例之低壓差穩壓器的頻率響應波 德圖。 【主要元件符號說明】 100 :低壓差穩壓器 Vref :參考電壓 102 :誤差放大器 VDD :電源電壓 1〇4、408 :分壓單元 GND :接地 106 :補償控制單元 Cout :負載電容 108 :電壓及溫度補償 RL :負載電阻 • 模組 Hoad :負載電流 110 :偏壓電流源 11 :偏壓電流 112 :補償偏壓電流源 Vf:回授電壓 202、204 :壓降偵測單 Vcon :控制電壓 元 Vout :輸出電壓 206 :補償控制訊號產 Vc :補償偏壓 生單元 Sc :補償控制訊號 402 :能隙參考電壓產 Ic :補償偏壓電流 • 生單元 Q1〜Q6、： P型電晶體 404 :電壓補償單元 Ml〜M6、Nl、N3 : N 406 :溫度補償單元 型電晶體 410 :解譯單元 R1〜R4、Rd :電阻 412 :電流比例調整單 VS1、VS2 :補償訊號 元 VOPG1、VOPG2 :參 P1 :功率電晶體 考電壓 18 201217933 99-013 35457twf.doc/n sv :電壓補償控制信 號 A1〜A3 :比較單元 Ή、T2 :補償電晶體 SW1〜S3 :開關 RV1〜RV3 :阻抗單元 Pa、Pa’ 、Po、Po’ ： 極點

Vd :分壓電壓 Vrl、Vr2、Vr3 :參考電壓 Ip :正溫度補償電流 In :負溫度補償電流 It :溫度補償電流

Claims (1)

1. 201217933 99-013 35457twf.doc/n 七、申請專利範圍： 1· 一種低壓差穩壓器， 一誤差放大器，依據一 產生一控制電壓； 包括： 弟一參考電壓以及一回授電壓 -功率電晶體’如極祕該誤差放大^，該功率電 晶體之源_接—電源電壓’依據該控制電壓而於其汲極 產生一輸出電壓； 一第一分壓單元，耦接於該功率電晶體的汲極與一接 地之間’分壓該輪出電壓以產生該回授電壓； -補償控制單元，純於該功率電㈣之閘極與沒極 之間，依據該控制電壓、該輸出賴與—補償偏壓產生一 補償控制減’其㈣補償偏壓無電源電壓以及严 度成反比，以及 -補償偏㈣麵’祕該誤差放A||，依據該補償 控制訊號提供一補償偏壓電流給該低壓差穩壓器。 2.如申請專利範圍第丨項所述之低壓絲壓器，更包 一電壓及溫度補償模組，耦接該補償控制單元產生 該補償偏壓’並㈣該魏電肋及環境溫度的變化調整 該補償偏壓。 ° 3.如申請專利範圍第1項所述之低壓差穩壓器，更包 括： 一偏壓電流源，耦接該誤差放大器，提供該誤差放大 器一偏壓電流。 201217933 yy-U13 35457twf.doc/n 4.如申請專利範圍第1項所述之低壓差穩壓器，其中 該第一分壓單元包括： 一第一電阻；以及 一第二電阻，與該第一電阻串接於該功率電晶體的汲 極與一接地之間，並於該第一電阻與該第二電阻的共同接 點上產生該回授電歷。 5·如申請專利範圍第1項所述之低壓差穩壓器，其中 該補償控制單元包括： 一第一壓降偵測單元，耦接該功率電晶體之閘極，偵 測該控制電壓，並依據該控制電壓的電壓準位變化輸出一 第一補償訊號； 一第二壓降偵測單元，耦接該功率電晶體之汲極，债 測該輸出電壓，並依據該輸出電壓的電壓準位變化以及該 補償偏壓輸出一第二補償訊號；以及 一補償控制訊號產生單元，搞接該第一壓降偵測單元 與該第二壓降偵測單元，依據該第一補償訊號與該第二補 償訊號輸出該補償控制訊號。 6.如申請專利範圍第5項所述之低壓差穩壓器，其 該補償控制訊號產生單元包括： 〃 第p型電晶體，其閘極搞接該第二麼降偵測單 兀，該第-P型電晶體的雜與祕分_接該電源 與該偏壓電流源；以及 坠 …-第-N型電晶體’其閘極祕該第—料谓測 兀’該第- N型電晶體的沒極與源極分別輕接該第—p型 21 201217933 99-013 35457twf.doc/n 電晶體的汲·極與該接地。 7. 如申請專利範@第6摘叙健差穩壓器， 該第一壓降偵測單元包括： η 一中 第- Ρ型電晶體’其閘極搞接該功率電晶體 極，該第二Ρ型電晶體的源極輕接該電源電壓； ^ 第一；Ν型電晶體’其問極與源極相輕接，該 f電；f的沒極與源極分別麵接該第二Ρ型電晶體的；極 興一接地， 第一PS電晶體’其閘極與沒極相輕接，該 型電晶體的源極與沒極分別輕接該電源電壓與該第一 ^ 電晶體的閘極；以及 t 一第三N型電晶體，其閘軸接該第二N 的閘極，該第三N型電晶體的沒極與源極分_接該^曰三 P型電晶體的沒極與該接地。 一 8. 如巾請專職項所狀低壓 該第二壓降偵測單元包括： 至益其中 P ^'電阳體’其閘極輕接該第p型電晶體的 閘極’邮四P型電晶體的源極输該輸出龍， P型電晶體的汲極_該第四P型電晶體的閘極，·以及 第四N型電Ba體’其閘極搞接該補償偏壓，該四 N里電晶體的祕與源極分_接該第四 極與該接地。 土电日日粒的及 兮凊專利範圍第1項所述之低麗差穩壓器，其中 該補償偏壓電流源包括： 一 T 22 201217933 99-013 35457twf.doc/n -第五N型電晶體’其閘極祕該補償控制單元，該 第五N型電晶體驗極與源極分職接雜纽 接地。 ,1〇·如申請專利範圍第9項所述之低壓差穩壓器，其 中田該低廢差穩m操作在低負载時，該第型電晶體 之閘極偏壓略低於該第五N型電晶體之導通電壓。 u.如申請專利範圍第1項所述之低壓差穩壓器，其 中該電壓及溫度補償模組包括： 月b隙參考電壓產生單元，產生一第二參考電壓盘一 第三參考電壓； 一電壓補償單元’依據該電源電壓的變化輸出-電壓 補償控制信號；以及 一溫度補償單元，耦接該能隙參考電壓產生單元以及 該電壓補償單it ’依據該第二參考電壓、該第三參考電壓 以及该電_償控制錢進行溫度贿與電賴償，以 出該補償偏壓。 12.如申請專利範圍第11項所述之低壓差穩壓器，1 中該電壓補償單元包括： /、 一第二分壓單元，分壓該電源電壓以輸出一分壓電 壓； 多個比較單元，耦接該第二分壓單元，將該分壓電壓 分別與多個，四參考電壓進行比較；以及 解澤單元’解譯該些比較單元的比較結果以輸 電壓補償控制信號。 Μ 23 '^57twf.doc/n 201217933 13.如申請專利範圍第11項所述之低壓差穩壓器，其 中該溫度補償單元包括： 一第一補償電晶體，其閘極耦接該第二參考電壓，該 第一補償電晶體之源極耦接該電源電壓，該第一補償電晶 體於其汲極輸出一正溫度補償電流； 一第二補償電晶體’其閘極耦接該第三參考電壓，該 第一補彳員電晶體之源極耦接該電源電壓，該第二補償電晶 體輸出—負溫度補償電流；

   一…二電流比例調整單元，耦接該第一補償電晶體、該第 -補償電晶體與簡償控制單元，罐該正溫度補償電流 與-玄負/皿度補償電流的比例，以輸出—溫度補償電流； 夕個阻抗單元’各該阻抗單元具有不同的阻抗值；以 夕個開關’各該開關的—端輕接該電流分配單元，名 =關 =一端耦接對應的阻抗單元，該些開關受臟

   3貞上制’以於該些開關與該電流分配單元的去 同接點產生該補償偏壓。 24