TWI476557B - 低壓降電壓調節器及其方法 - Google Patents

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Description

低壓降電壓調節器及其方法
本案概括來說係關於電源調節器，特別是關於低壓降(LDO)電壓調節器。
有各種已知類型的用於電源管理系統的電壓調節器，包括線性調節器和開關模式調節器。一種特別有用的類型的線性電壓調節器被稱作低壓降(LDO)電壓調節器。即使當輸入電壓只比已調輸出電壓大約高1V，LDO調節器也能正確工作，因此LDO調節器對於高效電源管理系統，如電池操作的裝置特別有用。一種典型的LDO調節器包括一參考電壓，例如帶隙電壓參考電路，一誤差放大器和一輸出電壓分壓器。誤差放大器改變輸出電壓，使分壓的輸出電壓等於參考電壓，並通常包括輸入電壓端子和輸出電壓端子之間的傳輸電晶體。
帶隙電壓參考電路提供穩定的參考，但是要求相當大的積體電路面積。然而，較簡單的電壓參考電路往往具有低的電源斥拒比(PSRR)。此外，輸出電壓分壓器用來形成分壓的輸出電壓的電阻器會產生雜訊，該雜訊出現在已調輸出電壓中。於是，就需要一種低成本、低雜訊、高PSRR的LDO調節器。
本發明之一實施例係關於一種低壓降電壓調節器，包括一電壓參考電路，其具有用於提供一參考電壓的一輸出；一誤差放大器，其具有第一輸入端子和第二輸入端子、用於接收輸入電壓的電源端子以及用於提供已調輸出電壓的輸出端子；一分壓器，其用於提供作為該已調輸出電壓的預定部分的回饋電壓；以及一電壓參考/放大器電路，其耦合到該誤差放大器的該第一輸入端子和該第二輸入端子以及耦合到該分壓器，該電壓參考/放大器電路包括：一第一電阻器，其具有用於接收該參考電壓的第一端子和耦合到該誤差放大器的該第一輸入端子的第二端子；一第二電阻器，其具有用於接收該參考電壓的第一端子和耦合到該誤差放大器的該第二輸入端子的第二端子；一第一空乏型MOS電晶體，其具有耦合到該第一電阻器的該第二端子的第一電流電極、耦合到電源電壓端子的閘極和耦合到該電源電壓端子的第二電流電極；以及一第一增強型MOS電晶體，其具有耦合到該第二電阻器的該第二端子的第一電流電極、用於接收該回饋電壓的閘極和耦合到該電源電壓端子的第二電流電極。
本發明之另一實施例係關於一種低壓降電壓調節器，其包括：一誤差放大器，其具有第一輸入端子和第二輸入端子、用於接收輸入電壓的電源端子以及用於提供已調輸出電壓的輸出端子；一分壓器，其用於提供作為該已調輸出電壓的預定部分的回饋電壓；以及一放大器電路，其用於向該誤差放大器的該第一輸入端子提供與該回饋電壓的變化成相反變化的一第一電壓，以及向該誤差放大器的該第二輸入端子提供一第二電壓，該第二電壓與該第一電壓對溫度的變化的量實質上相同。
本發明又一實施例係關於一種用於在提供已調輸出電壓的一低壓降電壓調節器中使用的方法，該方法包括：對該已調輸出電壓進行分壓以提供一回饋電壓；傳導一參考電流通過一第一電路元件；基於該參考電流而使用一第一電阻器來形成一第一電壓；回應該回饋電壓而傳導一可變電流通過一第二電路元件；基於該可變電流而使用一第二電阻器來形成一第二電壓；以及回應一輸入電壓以及該第一電壓和該第二電壓之間的一差異而提供該已調輸出電壓。
圖1用部分結構圖並以部分概要形式表示習知技術中已知的低壓降(LDO)電壓調節器電源100。LDO電壓調節器電源100一般包括空乏型金屬氧化物半導體(MOS)電晶體102、增強型MOS電晶體104、誤差放大器106、電阻器108、110和114以及電容器112和116。請注意這裏使用的「MOS」電晶體，如它們通常所涉及的，包括有多晶矽閘極以及金屬閘極的電晶體。空乏型MOS電晶體102具有連接到標為「VIN 」的輸入電源電壓端子的汲極、閘極和連接到閘極的源極。增強型MOS電晶體104具有連接到空乏型MOS電晶體102的源極的汲極、連接到空乏型MOS晶體的源極的閘極和接地的源極。誤差放大器106具有連接到空乏型MOS電晶體102的源極的非反相輸入端子、反相輸入端子、連接到VIN 和地面的電源端子以及輸出端子。
電阻器108具有連接到誤差放大器106的輸出端子的第一端子和連接到誤差放大器106的反相輸入端子的第二端子。電阻器110具有連接到電阻器108的第二端子的第一端子和接地的第二端子。電容器112具有連接到電阻器108的第一端子的第一端子和連接到電阻器108的第二端子的第二端子。電阻器114具有連接到電容器112的第一端子的第一端子和接地的第二端子。電容器116具有連接到電阻器114的第一端子的第一端子和接地的第二端子。
在工作中，誤差放大器106接收參考電壓和回饋電壓，並回應參考電壓和回饋電壓之間的差異而向電阻器114和電容器116提供已調輸出電壓。將空乏型MOS電晶體102的閘極和源極連接在一起以將空乏型MOS電晶體102配置為恆流源。將增強型MOS電晶體104的閘極和源極連接在一起以構成二極體接法電晶體。根據增強型MOS電晶體104的閾值電壓設置增強型MOS電晶體104上的電壓，以及從而設置增強型MOS電晶體的汲極上的電壓。空乏型MOS電晶體102和增強型MOS電晶體104的串聯組合產生一參考電壓，其為誤差放大器106的非反相輸入端子提供穩定的電壓。
回饋電壓應用於誤差信號放大器106的反相端子。回饋電壓是來自誤差放大器106的輸出電壓的降低的電壓，且回饋電壓是基於電阻器108和110生成的分壓器。電容器112用來減少誤差放大器106、電阻器108和110以及MOS電晶體102和104在電阻器108和電容器112構成的電阻器/電容器(RC)網路的截止頻率之上的雜訊影響。誤差放大器106使用提供給非反相端子的電壓和提供給反相端子的回饋電壓，向電阻器114和電容器116提供已調輸出電壓。然而，來自空乏型MOS電晶體102、增強型MOS電晶體104、誤差放大器106以及電阻器108和110的雜訊影響結合生成大量的雜訊。此外，由於電壓參考的簡易，空乏型MOS電晶體102和增強型MOS電晶體104生成的電壓參考的電源斥拒比(PSRR)很低，以及因此，LDO電壓調節器電源100的電源斥拒比(PSRR)很低。
圖2用部分結構圖和部分概要形式表示習知技術中已知的可替換的LDO電壓調節器電源200。LDO電壓調節器電源200一般包括空乏型MOS電晶體202、204和206，增強型MOS電晶體208和210，誤差放大器212，電阻器214、216和220以及電容器218和222。空乏型MOS電晶體202具有連接到VIN 的汲極、閘極和連接到該閘極的源極。增強型MOS電晶體208具有連接到空乏型MOS電晶體202的源極的汲極、連接到空乏型MOS電晶體202的源極的閘極和接地的源極。空乏型MOS電晶體204具有連接到輸入電壓VIN 的汲極、連接到空乏型MOS電晶體202的源極的閘極和源極。空乏型MOS電晶體206具有連接到空乏型MOS電晶體204的源極的汲極、閘極和連接到該閘極的源極。增強型MOS電晶體210具有連接到空乏型MOS電晶體206的源極的汲極、連接到空乏型MOS電晶體206的源極的閘極和接地的源極。
誤差放大器212具有連接到空乏型MOS電晶體206的源極的非反相輸入端子、反相輸入端子、連接到VIN 和接地的電源端子以及輸出端子。電阻器214具有連接到誤差放大器212的輸出端子的第一端子和連接到誤差放大器212的反相輸入端子的第二端子。電阻器216具有連接到電阻器214的第二端子的第一端子和接地的第二端子。電容器218具有連接到電阻器214的第一端子的第一端子和連接到電阻器214的第二端子的第二端子。電阻器220具有連接到電容器218的第一端子的第一端子和接地的第二端子。電容器222具有連接到電阻器220的第一端子的第一端子和接地的第二端子。
在工作中，LDO電壓調節器電源200基於提供到誤差放大器212的非反相端子的穩定的參考電壓和提供給其反相端子的回饋電壓來提供已調電壓參考。將空乏型MOS電晶體202的閘極端子和源極端子連接在一起以將空乏型MOS電晶體202配置為恆流源。將增強型MOS電晶體208的閘極端子和汲極連接在一起以構成二極體接法電晶體。根據增強型MOS電晶體208的閾值電壓，設置增強型MOS電晶體208的閘極端子上存在的電壓，以及從而設置在增強型MOS電晶體208的汲極端子上存在的電壓。在增強型MOS電晶體208的汲極產生的電壓依賴于增強型MOS電晶體208的閾值電壓，並因此實質上不依賴輸入電壓VIN 。空乏型MOS電晶體202和增強型MOS電晶體208的串聯組合給空乏型MOS電晶體204的閘極提供穩定的電壓。
空乏型MOS電晶體204作用為高輸入阻抗緩衝器，接收來自空乏型MOS電晶體202和增強型MOS電晶體208的預穩定的電壓輸出，並向空乏型MOS電晶體206的汲極供應緩衝的穩定的電壓。配置空乏型MOS電晶體204作為源極跟隨器，由此空乏型MOS電晶體204的源極端子上的電壓追蹤空乏型MOS電晶體204的閘極端子上出現的電壓。由於空乏型MOS電晶體204的源極跟隨器特性，空乏型MOS電晶體204很大程度上不受輸入電壓VIN 的變化的影響，並因此實質上增加LDO電壓調節器電源200的PSRR性能而超過LDO電壓調節器電源100。
空乏型MOS電晶體204的源極端子上的電壓向空乏型MOS電晶體206的汲極端子供應電勢。空乏型MOS電晶體206向增強型MOS電晶體210提供恆流源。增強型MOS電晶體210是二極體接法的，以提供等於增強型MOS電晶體210的閾值電壓的恆定電壓。空乏型MOS電晶體206的源極的電壓提供給誤差放大器212的非反相輸入端子。
回饋電壓應用於誤差放大器212的反相端子。回饋電壓是來自誤差放大器212的輸出電壓的降低的電壓，且回饋電壓是基於電阻器214和216生成的分壓器。電容器218用於減少誤差放大器212、電阻器214和216以及MOS電晶體210和206在電阻器214和電容器218構成的電阻器/電容器(RC)網路的截止頻率之上的雜訊影響。誤差放大器212使用提供給非反相端子的電壓和提供給反相端子的回饋電壓，向電阻器220和電容器222輸出已調輸出電壓。然而，來自空乏型MOS電晶體202、204和206，增強型MOS電晶體208和210，誤差放大器212以及電阻器214和216的雜訊影響結合生成大量的雜訊。
圖3以結構圖形式表示根據本發明的LDO電壓調節器電源300。LDO電壓調節器電源300一般包括電壓參考電路302、電壓參考/放大器電路304、誤差放大器306、分壓器308和負載310。電壓參考電路302具有連接在VIN 和地面之間的電源端子和用於提供參考電壓的輸出端子。電壓參考/放大器電路304具有連接到電壓參考電路302的輸出端子的第一輸入端子、第二輸入端子、接地的電源端子以及第一輸出端子和第二輸出端子。
誤差放大器306具有連接到電壓參考/放大器電路304的第一輸出端子的第一輸入端子、連接到電壓參考/放大器電路304的第二輸出端子的第二輸入端子、用於接收輸入電壓VIN 的電源端子和輸出端子。LDO電壓調節器電源300能設計為與MOS技術一起使用，因此誤差放大器306的特徵為其是有MOS輸入差動級的誤差放大器。在另一實施方式中，誤差放大器306能使用雙極電晶體實現，因此誤差放大器306的特徵為其是有雙極輸入差動級的誤差放大器。分壓器308具有連接到誤差放大器306的輸出端子的輸入端子和連接到電壓參考/放大器電路304的第二輸入端子的輸出端子。負載310連接在誤差放大器306的輸出端子和地面之間。
在工作中，誤差放大器306基於來自電壓參考/放大器304的電壓和來自分壓器308的回饋電壓向負載310提供已調輸出電壓。誤差放大器306包括內部傳輸器件，以提供低壓降操作，內部傳輸器件未在圖3顯示。電壓參考電路302向電壓參考/放大器電路304提供參考電壓。分壓器308向電壓參考/放大器電路304提供作為已調輸出電壓的預定部分的回饋電壓。電壓參考/放大器電路304向誤差放大器306的第一輸入端子提供第一輸入電壓，其與回饋電壓的變化成相反變化。此外，電壓參考/放大器電路304向誤差放大器306的第二輸入端子提供第二電壓，且第二電壓對溫度的變化量與第一電壓的對溫度的變化量實質上相同。在另一實施方式中，電壓參考/放大器電路304可將第二電壓提供給誤差放大器306的第二輸入端子作為參考電壓。
電壓參考電路302通過提供實質上不受輸入電壓VIN 的變化影響的穩定的電壓參考，產生LDO電壓調節器電源300的高PSRR。此外，電壓參考/放大器電路304的增益抑制誤差放大器306生成的雜訊。因此，LDO電壓調節器電源300裏生成的唯一雜訊由電壓參考/放大器電路304和分壓器308產生。因此，LDO電壓調節器電源300在提供已調輸出電壓的同時具有高PSRR和少量的雜訊。
圖4以部分結構圖和部分概要形式表示圖3的LDO電壓調節器電源300的電路實施例400。LDO電壓調節器電源400一般包括在圖4更詳細顯示的電壓參考電路302、電壓參考/放大器電路304、誤差放大器306、分壓器308和負載310。電壓參考電路302包括空乏型MOS電晶體402和404以及增強型MOS電晶體406。空乏型MOS電晶體402具有連接到VIN 的汲極、閘極和連接到該閘極的源極。增強型MOS電晶體406具有連接到空乏型MOS電晶體402的源極的汲極、連接到空乏型MOS電晶體402的源極的閘極和接地的源極。空乏型MOS電晶體404具有連接到VIN 的汲極、連接到空乏型MOS電晶體402的源極的閘極和源極。
電壓參考/放大器電路304包括電阻器408和410、空乏型MOS電晶體412以及增強型MOS電晶體414。電阻器408具有連接到空乏型MOS電晶體404的源極的第一端子和第二端子。電阻器410具有連接到電阻器408的第一端子的第一端子和第二端子。空乏型MOS電晶體412具有連接到電阻器408的第二端子的汲極、接地的閘極和接地的源極。增強MOS電晶體414具有連接到電阻器410的第二端子的汲極、閘極和接地的源極。
誤差放大器306包括誤差放大器416，誤差放大器416具有連接到電阻器410的第二端子的非反相輸入端子、連接到電阻器408的第二端子的反相輸入端子、連接到VIN 的輸入電壓端子和輸出端子。
分壓器308包括電阻器418和420以及電容器422。電阻器418具有連接到誤差放大器416的輸出端子的第一端子和連接到增強型MOS電晶體414的閘極的第二端子。電阻器420具有連接到電阻器418的第二端子的第一端子和接地的第二端子。電容器422具有連接到電阻器418的第一端子的第一端子和連接到電阻器418的第二端子的第二端子。
負載310包括電阻器424和電容器426。電阻器424具有連接到電容器422的第一端子的第一端子和接地的第二端子。電容器426具有連接到電阻器424的第一端子的第一端子和接地的第二端子。
在工作中，誤差放大器416基於來自電壓參考/放大器電路304的兩個電壓向負載310的電阻器424和電容器426提供已調輸出電壓。誤差放大器306包括內部傳輸器件，以提供低壓降操作，內部傳輸器件未在圖4顯示。誤差放大器416使用MOS電晶體實現，但是在可替換的實施方式中可用雙極電晶體來構成。將空乏型MOS電晶體402的閘極端子和源極端子連接在一起以將空乏型MOS電晶體402配置為恒流源。增強型MOS電晶體406的閘極端子和汲極端子連接在一起，構成二極體接法電晶體。根據增強型MOS電晶體406的閾值電壓，設置增強型MOS電晶體406的閘極端子上存在的電壓，以及從而設置在增強型MOS電晶體406的汲極端子上存在的電壓。因此空乏型MOS電晶體402的閘極端子的電壓按照增強型MOS電晶體406的閾值電壓設置。增強型MOS電晶體406的汲極處產生的電壓依賴于增強型MOS電晶體406的閾值電壓，並從而實質上不依賴輸入電壓VIN 。空乏型MOS電晶體402和增強型MOS電晶體406的串聯組合向空乏型MOS電晶體404的閘極提供穩定的電壓。
空乏型MOS電晶體404是高輸入阻抗緩衝器，接收來自空乏型MOS電晶體402和增強型MOS電晶體406的預先穩定的電壓輸出，並向電阻器408和410供應緩衝的穩定的電壓。空乏型MOS電晶體404被配置為源極跟隨器，由此空乏型MOS電晶體404的源極端子上的電壓追蹤空乏型MOS電晶體404的閘極端子上出現的電壓。由於空乏型MOS電晶體404的源極跟隨器特性，空乏型MOS電晶體404很大程度上不受VIN 的變化的影響，並因此充分增加LDO電壓調節器電源400的PSRR性能。
基於空乏型MOS電晶體412的閘極和源極接地，MOS電晶體412在電壓參考/放大器電路304裏生成參考電流。參考電壓基於參考電流傳導通過電阻器408而生成，且參考電壓提供給誤差放大器416的反相輸入端子。回饋電壓應用于增強型MOS電晶體414的閘極。回饋電壓是來自誤差放大器416的輸出電壓的降低的電壓，且回饋電壓是基於電阻器418和420生成的分壓器。電容器422用於減少電阻器418和420以及MOS電晶體412和414在電阻器422和電容器418構成的電阻器/電容器(RC)網路的截止頻率之上的雜訊影響。
於提供給增強型電晶體414的閘極的回饋，可變電流傳導通過增強型MOS電晶體414。隨著回饋電壓的增加，增強型MOS電晶體414變得傳導性更強，結果，更多電流傳導通過增強型MOS電晶體414。傳導通過增強型MOS電晶體414的可變電流也傳導通過電阻器410，在電阻器410的第二端子生成電壓。在電阻器410的第二端子的電壓提供給誤差放大器416的非反相輸入端子，該電壓的變化與回饋電壓的變化相反。例如，回饋電壓越高，越多的電流傳 導通過電阻器410，而越多的電流傳導通過電阻器410，就造成電阻器410上更大的壓降，這樣施加到誤差放大器416的非反相輸入端子的電壓就減少了。
可將空乏型MOS電晶體412和增強型MOS電晶體414的物理特性設計為，使得提供給誤差放大器416的電壓在LDO電壓調節器電源400的期望的工作溫度範圍上的變化量實質上相同，同時增強型MOS電晶體414的閘極電壓在期望的工作溫度範圍上幾乎保持恆定。誤差放大器416調節提供給負載310的電阻器424和電容器426的輸出電壓，使得施加於非反相輸入端子和反相輸入端子的電壓實質上相等。因此，隨著已調輸出電壓的改變，回饋電壓和施加於誤差放大器416的非反相輸入端子的電壓也改變。可將空乏型MOS電晶體412、增強型MOS電晶體414以及電阻器408和410的增益構造設計成，使得誤差放大器的輸出造成的雜訊被抑制。因此，LDO電壓調節器電源400的雜訊實質上限於來自空乏型MOS電晶體412、增強型MOS電晶體414的雜訊和分壓器308的雜訊。因此，LDO電壓調節器電源400具有高PSRR和少量的雜訊。
圖5表示出用於提供圖3的LDO電壓調節器電源300裏的已調輸出電壓的方法500的流程圖。在區塊502，對已調輸出電壓進行分壓，以提供回饋電壓。在區塊504，參考電流通過第一電路元件傳導。在區塊506，基於參考電流並使用第一電阻器形成第一電壓。在區塊508，回應回饋電壓，可變電流傳導通過第二電路元件。在區塊510，基於可變電流並使用第二電阻器形成第二電壓。回應輸入電壓以及第一電壓和第二電壓之間的差異來提供已調輸出電壓。
以上公開的內容應認為是示例性的，而不是限制性的，且隨附的技術方案將覆蓋所有如此更改、增加和落在技術方案的真實範圍內的其他實施方式。因此，對法律所允許的最大程度，本發明的範圍由以下技術方案及其等價形式所允許的最廣泛的解釋來決定，且不應被前述詳細描述限制或限定。
100．．．低壓降(LDO)電壓調節器電源
102．．．空乏型金屬氧化物半導體(MOS)電晶體
104．．．增強型MOS電晶體
106．．．誤差放大器
108．．．電阻器
110．．．電阻器
112．．．電容器
114．．．電阻器
116．．．電容器
200．．．LDO電壓調節器電源
202．．．空乏型MOS電晶體
204．．．空乏型MOS電晶體
206．．．空乏型MOS電晶體
208．．．增強型MOS電晶體
210．．．增強型MOS電晶體
212．．．誤差放大器
214．．．電阻器
216．．．電阻器
218．．．電容器
220．．．電阻器
222．．．電容器
300．．．LDO電壓調節器電源
302．．．電壓參考電路
304．．．電壓參考/放大器電路
306．．．誤差放大器
308．．．分壓器
310．．．負載
400．．．LDO電壓調節器電源
402．．．空乏型MOS電晶體
404．．．空乏型MOS電晶體
406．．．增強型MOS電晶體
408．．．電阻器
410．．．電阻器
412．．．空乏型MOS電晶體
414．．．增強型MOS電晶體
416．．．誤差放大器
418．．．電阻器
420．．．電阻器
422．．．電容器
424．．．電阻器
426．．．電容器
通過參考附圖，可更容易理解本發明並使它的眾多特徵及優點對本領域技術人員來說更明顯，其中：
圖1以部分結構圖和部分概要形式表示出習知技術中已知的低壓降電壓調節器電源；
圖2以部分結構圖和部分概要形式表示出習知技術中已知的可替換的低壓降電壓調節器電源；
圖3以結構圖形式表示出根據本發明的低壓降電壓調節器電源；
圖4以部分結構圖和部分概要形式表示出圖3的低壓降電壓調節器電源；以及
圖5表示出用於在圖3的低壓降電壓調節電源中提供已調輸出電壓的方法的流程圖。
在不同圖中使用的一樣的參考符號指示相似或相同的項目。
302．．．電壓參考電路
304．．．電壓參考/放大器電路
306．．．誤差放大器
308．．．分壓器
310．．．負載
400．．．LDO電壓調節器電源
402．．．空乏型MOS電晶體
404．．．空乏型MOS電晶體
406．．．增強型MOS電晶體
408．．．電阻器
410．．．電阻器
412．．．空乏型MOS電晶體
414．．．增強型MOS電晶體
416．．．誤差放大器
418．．．電阻器
420．．．電阻器
422．．．電容器
424．．．電阻器
426．．．電容器

Claims (20)

  1. 一種低壓降電壓調節器，包括：一電壓參考電路，其具有用於提供一參考電壓的一輸出；一誤差放大器，其具有第一輸入端子和第二輸入端子、用於接收一輸入電壓的一電源端子，以及用於提供一已調輸出電壓的一輸出端子；一分壓器，其用於提供作為該已調輸出電壓的一預定部分的一回饋電壓；以及一電壓參考/放大器電路，其耦合到該誤差放大器的該第一輸入端子和該第二輸入端子以及耦合到該分壓器，該電壓參考/放大器電路包括：一第一電阻器，其具有用於接收該參考電壓的一第一端子和耦合到該誤差放大器的該第一輸入端子的一第二端子；一第二電阻器，其具有用於接收該參考電壓的一第一端子和耦合到該誤差放大器的該第二輸入端子的一第二端子；一第一空乏型MOS電晶體，其具有耦合到該第一電阻器的該第二端子的一第一電流電極、耦合到電源電壓端子的一閘極和耦合到該電源電壓端子的一第二電流電極；以及一第一增強型MOS電晶體，其具有耦合到該第二電阻器的該第二端子的一第一電流電極、用於接收該回饋 電壓的一閘極，和耦合到該電源電壓端子的一第二電流電極。
  2. 根據請求項1之低壓降電壓調節器，其中該誤差放大器的特徵在於其為具有MOS輸入差動級的一誤差放大器。
  3. 根據請求項1之低壓降電壓調節器，其中該誤差放大器的特徵在於其為具有雙極輸入差動級的一誤差放大器。
  4. 根據請求項1之低壓降電壓調節器，其中該電壓參考電路包括：一第二空乏型MOS電晶體，其具有用於接收該輸入電壓的一第一電流電極、一閘極和耦合到該閘極的一第二電流電極；一第二增強型MOS電晶體，其具有耦合到該第二空乏型MOS電晶體的該第二電流電極的一第一電流電極、耦合到該第二空乏型MOS電晶體的該第二電流電極的一閘極和耦合到該電源電壓端子的一第二電流電極；以及一第三空乏型MOS電晶體，其具有用於接收該輸入電壓的一第一電流電極、耦合到該第二空乏型MOS電晶體的該第二電流電極的一閘極和用於提供該參考電壓的一第二電流電極。
  5. 根據請求項1之低壓降電壓調節器，其中該誤差放大器的該第一輸入端子是非反相的，以及該誤差放大器的該第二輸入端子是反相的。
  6. 根據請求項1之低壓降電壓調節器，其進一步包括：具有用於接收該已調輸出電壓的輸入端子的一負載。
  7. 根據請求項1之低壓降電壓調節器，其中該分壓器包括一電容器。
  8. 一種低壓降電壓調節器，其包括：一誤差放大器，其具有第一輸入端子和第二輸入端子、用於接收一輸入電壓的一電源端子以及用於提供一已調輸出電壓的一輸出端子；一分壓器，其用於提供作為該已調輸出電壓的一預定部分的一回饋電壓；以及一放大器電路，其用於向該誤差放大器的該第一輸入端子提供與該回饋電壓的變化成相反變化的一第一電壓，以及向該誤差放大器的該第二輸入端子提供一第二電壓，該第二電壓與該第一電壓對溫度的變化的量實質上相同。
  9. 根據請求項8之低壓降電壓調節器，其中該誤差放大器的特徵在於其為具有MOS輸入差動級的誤差放大器。
  10. 根據請求項8之低壓降電壓調節器，其中該放大器電路的特徵在於其為一參考電壓/放大器電路，其中該第二電壓的特徵在於其為一第一參考電壓。
  11. 根據請求項10之低壓降電壓調節器，其中該放大器電路包括：一第一電阻器，其具有用於接收一第二參考電壓的一第一端子和耦合到該誤差放大器的該第二輸入端子的一第二端子；一第二電阻器，其具有用於接收該第二參考電壓的一 第一端子和耦合到該誤差放大器的該第一輸入端子的一第二端子；一空乏型MOS電晶體，其具有耦合到該第一電阻器的該第二端子的一第一電流電極、耦合到一電源電壓端子的一閘極，和耦合到該電源電壓端子的一第二電流電極；以及一增強型MOS電晶體，其具有耦合到該第二電阻器的該第二端子的一第一電流電極、用於接收該回饋電壓的一閘極和耦合到該電源電壓端子的一第二電流電極。
  12. 根據請求項8之低壓降電壓調節器，其進一步包括：一電壓參考電路，其具有用於提供一參考電壓的一輸出；該電壓參考電路包括：一第一空乏型MOS電晶體，其具有用於接收該輸入電壓的一第一電流電極、一閘極和耦合到該閘極的一第二電流電極；一增強型MOS電晶體，其具有耦合到該第一空乏型MOS電晶體的該第二電流電極的一第一電流電極、耦合到該第一空乏型MOS電晶體的該第二電流電極的一閘極和耦合到電源電壓端子的一第二電流電極；以及一第二空乏型MOS電晶體，其具有用於接收該輸入電壓的一第一電流電極、耦合到該第一空乏型MOS電晶體的該第二電流電極的一閘極和用於提供該參考電壓的一第二電流電極。
  13. 根據請求項8之低壓降電壓調節器，該誤差放大器的該第一輸入端子是非反相的，以及該誤差放大器的該第二輸入端子是反相的。
  14. 根據請求項8之低壓降電壓調節器，其進一步包括：具有用於接收該已調輸出電壓的一輸入端子的一負載。
  15. 根據請求項8之低壓降電壓調節器，其中該分壓器包括一電容器。
  16. 一種用於在提供一已調輸出電壓的一低壓降電壓調節器中使用的方法，該方法包括：對該已調輸出電壓進行分壓以提供一回饋電壓；傳導一參考電流通過一第一電路元件；基於該參考電流而使用一第一電阻器來形成一第一電壓；回應該回饋電壓而傳導一可變電流通過一第二電路元件；基於該可變電流而使用一第二電阻器來形成一第二電壓；以及回應一輸入電壓以及該第一電壓和該第二電壓之間的一差異而提供該已調輸出電壓。
  17. 根據請求項16之方法，其中該傳導該參考電流的步驟包括傳導該參考電流通過一空乏型MOS電晶體。
  18. 根據請求項16之方法，其中該傳導該可變電流的步驟包括傳導該可變電流通過一增強型MOS電晶體。
  19. 根據請求項16之方法，其中該提供該已調輸出電壓的步驟包括從一具有MOS輸入差動級的誤差放大器提供該已調輸出電壓。
  20. 根據請求項16之方法，其中該提供該已調輸出電壓的步驟包括從一具有雙極輸入差動級的誤差放大器提供該已調輸出電壓。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI694320B (zh) * 2015-09-22 2020-05-21 南韓商三星電子股份有限公司 使用多電源和增益提升技術之電壓調節器以及包含該電壓調節器的行動裝置

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7994764B2 (en) * 2008-11-11 2011-08-09 Semiconductor Components Industries, Llc Low dropout voltage regulator with high power supply rejection ratio
TWI435199B (zh) * 2011-07-29 2014-04-21 Realtek Semiconductor Corp 電源供應電路以及電源供應方法
US20130127427A1 (en) * 2011-11-18 2013-05-23 Jiazhou Liu Regulator, electronic device including the regulator
US8760131B2 (en) * 2012-01-06 2014-06-24 Micrel, Inc. High bandwidth PSRR power supply regulator
JP5715587B2 (ja) 2012-03-21 2015-05-07 株式会社東芝 レギュレータ
JP6048026B2 (ja) 2012-09-20 2016-12-21 富士通株式会社 電源回路及び電源装置
US20140347026A1 (en) * 2013-05-21 2014-11-27 Nxp B.V. Circuit for voltage regulation
CN104049667A (zh) * 2014-06-24 2014-09-17 吴江圣博瑞信息科技有限公司 一种高带宽高psrr低压降线性稳压器
JP6442322B2 (ja) * 2015-02-26 2018-12-19 エイブリック株式会社 基準電圧回路および電子機器
KR102352449B1 (ko) * 2015-04-30 2022-01-18 삼성전자주식회사 배터리 팽창을 방지하기 위한 방법 및 그 전자 장치
TWI654509B (zh) 2018-01-03 2019-03-21 立積電子股份有限公司 參考電壓產生器
EP3511796B1 (en) 2018-01-15 2021-06-30 Nxp B.V. A linear regulator with a common resistance
US10671105B2 (en) * 2018-03-06 2020-06-02 Texas Instruments Incorporated Multi-input voltage regulator
JP7489244B2 (ja) * 2020-07-09 2024-05-23 ローム株式会社 リニア電源回路

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6060871A (en) * 1997-10-17 2000-05-09 U.S. Philips Corporation Stable voltage regulator having first-order and second-order output voltage compensation
EP1191416A2 (en) * 2000-09-20 2002-03-27 Texas Instruments Inc. Voltage regulator
JP2004147437A (ja) * 2002-10-24 2004-05-20 Denso Corp 多出力電源装置及び車載電子制御装置
TW200632615A (en) * 2005-01-28 2006-09-16 Atmel Corp Voltage regulator circuit and method of frequency compensating therefor
CN101063890A (zh) * 2007-03-21 2007-10-31 北京中星微电子有限公司 一种低压差的电压调节器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6424205B1 (en) 2000-08-07 2002-07-23 Semiconductor Components Industries Llc Low voltage ACMOS reference with improved PSRR
US6700360B2 (en) * 2002-03-25 2004-03-02 Texas Instruments Incorporated Output stage compensation circuit
US6703815B2 (en) * 2002-05-20 2004-03-09 Texas Instruments Incorporated Low drop-out regulator having current feedback amplifier and composite feedback loop
US6703816B2 (en) * 2002-03-25 2004-03-09 Texas Instruments Incorporated Composite loop compensation for low drop-out regulator
US7173402B2 (en) * 2004-02-25 2007-02-06 O2 Micro, Inc. Low dropout voltage regulator
CN100495281C (zh) * 2007-09-07 2009-06-03 北京时代民芯科技有限公司 一种低压差线性稳压器
US7994764B2 (en) * 2008-11-11 2011-08-09 Semiconductor Components Industries, Llc Low dropout voltage regulator with high power supply rejection ratio

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6060871A (en) * 1997-10-17 2000-05-09 U.S. Philips Corporation Stable voltage regulator having first-order and second-order output voltage compensation
EP1191416A2 (en) * 2000-09-20 2002-03-27 Texas Instruments Inc. Voltage regulator
JP2004147437A (ja) * 2002-10-24 2004-05-20 Denso Corp 多出力電源装置及び車載電子制御装置
TW200632615A (en) * 2005-01-28 2006-09-16 Atmel Corp Voltage regulator circuit and method of frequency compensating therefor
CN101063890A (zh) * 2007-03-21 2007-10-31 北京中星微电子有限公司 一种低压差的电压调节器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI694320B (zh) * 2015-09-22 2020-05-21 南韓商三星電子股份有限公司 使用多電源和增益提升技術之電壓調節器以及包含該電壓調節器的行動裝置

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Publication number Publication date
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CN101739050A (zh) 2010-06-16

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