TWI747332B - 參考電壓產生器、預穩定電路以及用於產生參考電壓的方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供一種參考電壓產生器、預穩定電路以及用於產 生參考電壓的方法。一種參考電壓產生器包括：輸入端子，經組態以接收啟用訊號；以及輸出端子，經組態以提供輸出訊號。電壓產生器電路經配置以產生第一輸出電壓訊號，且預穩定電路經配置以產生第二輸出電壓。預穩定電路經組態以回應於在輸入端子處接收到的啟用訊號而在輸出端子處提供第二輸出電壓訊號，且在第一時間段之後，在輸出端子處提供第一輸出電壓。

Description

參考電壓產生器、預穩定電路以及用於產生參考 電壓的方法
本揭露是關於一種參考電壓產生器、預穩定電路以及用於產生參考電壓的方法。
改良半導體元件的整合密度使得此等元件的尺寸縮小。此可能需要提高性能，且需要降低功率消耗。此等縮小的半導體元件中通常使用諸如能帶隙參考電路(band gap reference circuit；BGR)的參考電壓產生器及諸如低壓差(low-dropout；LDO)調節器的電壓調節器。舉例而言，LDO通常用於提供規範且穩定的直流(direct-current；DC)電壓。一般而言，LDO調節器的特徵在於其低壓差電壓，所述低壓差電壓指代相應的輸入電壓與輸出電壓之間的較小差。
本揭露的參考電壓產生器包括輸入端子、輸出端子、電壓產生器電路以及預穩定電路。輸入端子經組態以接收啟用訊 號。輸出端子經組態以提供輸出電壓。電壓產生器電路經配置以產生第一輸出電壓。預穩定電路經配置以產生第二輸出電壓。預穩定電路經組態以回應於在輸入端子處接收到的啟用訊號而在輸出端子處提供第二輸出電壓，且在第一時間段之後，在輸出端子處提供第一輸出電壓。
本揭露的預穩定電路包括輸入端子、電壓偵測器電路以及開關。輸入端子經組態以接收啟用訊號。電壓偵測器電路經組態以接收負載回饋訊號。開關耦接於電壓產生器輸出與電流源之間。開關對電壓偵測器電路作出回應以將電壓產生器輸出選擇性地耦接至電流源。
本揭露的用於產生參考電壓的方法包括：提供電壓產生器，電壓產生器包括經組態以輸出第一參考電壓的運算放大器；提供預穩定電路，預穩定電路經組態以輸出第二參考電壓；回應於來自負載的回饋訊號低於預定電壓位準而將第二參考電壓輸出至負載；以及回應於來自負載的回饋訊號高於預定電壓位準而輸出第一參考電壓。
10:電壓調節器系統
100:電壓產生器電路
102、110、202、240、MP1、MP2:PMOS電晶體
104:運算放大器
105、219:電容器
106:電阻器
108:負載
112、130、212、230:節點
115:功率元件1
200:預穩定電路
203:啟用端子
206、207、242:NMOS電晶體
214、216:反相器
217:電壓位準偵測器
220:開關
222、224、SW1、SW2:NMOS開關電晶體
241:功率元件2
244:電流源
260、262、270:訊號
272:目標電壓位準的位置
300:方法
302、304、308、310:步驟
306:決定區塊
322:非反相輸入源
324:反相輸入源
EN、ENB、ENB_I:啟用訊號
GND:接地端子
NOP,out:輸出訊號
t1、t2:時間
VFB:回饋電壓
VPWR:電源電壓
VR、VREF:參考電壓
Vth,MN1:臨限電壓
結合隨附圖式閱讀以下詳細描述時將最佳地理解本揭露的態樣。應注意，根據業界中的標準慣例，各種特徵未按比例繪製。事實上，出於論述清楚起見，可任意地增大或減小各種特徵的尺寸。
圖1為示出根據一些實施例的實例電壓調節器系統的方塊圖。
圖2為示出根據一些實施例的圖1的電壓調節器系統的實例的電路圖。
圖3為繪示根據一些實施例的圖2的預穩定電路及電壓產生器電路的組件的各種電壓位準狀態的狀態圖。
圖4為示出根據一些實施例的用於產生參考電壓的方法的實例的流程圖。
以下揭露內容提供用於實施所提供主題的不同特徵的許多不同實施例或實例。下文描述組件及配置的具體實例以簡化本揭露。當然，此等組件及配置僅為實例且不意欲為限制性的。舉例而言，在以下描述中，第一特徵在第二特徵上方或第二特徵上的形成可包括第一特徵及第二特徵直接接觸地形成的實施例，且亦可包括額外特徵可在第一特徵與第二特徵之間形成使得第一特徵及第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本揭露可在各種實例中重複附圖標號及/或字母。此重複是出於簡單及清楚的目的，且本身並不指示所論述的各種實施例及/或組態之間的關係。
此外，為易於描述，本文中可使用諸如「在...之下」、「在...下方」、「下部」、「在...上方」、「上部」以及類似者的空間相對術語來描述如各圖中所示出的一個元件或特徵與另一元件或特徵的關係。除各圖中所描繪的定向之外，空間相對術語亦意欲涵蓋元件在使用或操作中的不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)且本文中所使用的空間相對描述詞可同樣相應地進行解譯。
此等縮小的半導體元件中通常使用諸如能帶隙參考電路(band gap reference circuit；BGR)的參考電壓產生器及諸如低壓差(low-dropout；LDO)調節器的電壓調節器。舉例而言，LDO通常用於提供規範且穩定的直流(direct-current；DC)電壓。一般而言，LDO調節器的特徵在於其低壓差電壓，所述低壓差電壓指代相應的輸入電壓與輸出電壓之間的較小差。為方便起見，術語「電壓產生器」在本文中用於廣泛地指代前述類型的元件(電壓產生器或調節器)中的任一者。因此，術語「電壓產生器」在本文中用於廣泛地指代電壓產生器或電壓調節器。
在晶片通電期間，參考電壓產生器喚醒速度取決於運算放大器(OP-amp)輸出穩定時間。利用一些已知參考產生器元件，在元件的啟用訊號自邏輯低值轉變為邏輯高值時，OP-amp輸出訊號將產生且由於重RC負載而緩慢地降至目標操作位準，且回饋電壓(feedback voltage；VFB)將緩慢地升至目標位準。此可導致較長的通電時間且導致晶片使用的額外功率消耗。
根據本揭露的一些實例態樣，揭露用於諸如BGR的電壓產生器電路的OP-amp輸出預穩定方案、用於多個內部電壓需求的電壓參考電路、用於低功率記憶體的降壓轉換器或調節器(例如LDO)等。在一些實例中，可縮短電壓參考或調節器電路的穩定時間。此外，可解決內部偏壓過增及應力負載元件問題。
根據本文中所揭露的一些所揭露實例實施例，在晶片通電時，本文中的根據一實例態樣的預穩定電路可操作以使OP-amp輸出在穩定之前預穩定為自功率下降一個臨限值。預穩定電路在晶片通電後啟動。為了功率節省及穩定性，可包括自控制方案。 預穩定電路可在內部電壓達到目標位準之後藉由自偵測關閉。此可縮短晶片類比內部電壓喚醒時間。快速穩定性能可節省單晶片系統(System-On-Chip；SOC)通電序列中使用的晶片的額外功率消耗。
圖1為示出根據本揭露的態樣的電壓調節器系統10的實例的方塊圖。電壓調節器10包括電壓產生器電路100及預穩定電路200。
預穩定電路200包括偵測電壓產生器電路100的負載108的電壓的電壓位準偵測器217，且將所偵測電壓位準提供至開關220，所述開關220具有電流源244且由功率元件(「功率元件2」)241供電。開關220的輸出端及功率元件241的輸出端皆耦接至預穩定電路200的節點230且耦接至電壓產生器電路100的節點112。
電壓產生器電路100包括運算放大器104，所述運算放大器104具有非反相輸入源322及反相輸入源324，其中運算放大器104可在運算放大器104的輸出節點112處產生訊號(亦稱作「電壓」)NOP,out。功率元件(「功率元件1」)115具有藉助於節點112耦接至運算放大器104的輸出端的輸入端。功率元件115的輸出端具有耦接至其的上述負載108，且負載108的電壓回饋至電壓位準偵測器217的輸入端以用於偵測。
電壓產生器電路100可由預穩定電路200的輸出(例如功率元件241的輸出)控制，使得電壓NOP,out相比於沒有採用預穩定電路200的情況更迅速地穩定至預定電壓位準。下文將進一步論述操作預穩定電路200及電壓產生器電路100的方式。
現參考圖2，展示電路圖，所述電路圖示出根據本文中的 一實例實施例的形成電壓調節器10的預穩定電路200及電壓產生器電路100的實例。在一非限制性實例中，電壓產生器電路100可形成BGR電路或LDO電路。
電壓產生器電路100包括耦接至預穩定電路200的輸出端的節點130。所示出電壓產生器電路100進一步包括PMOS電晶體102、運算放大器104、電阻器106、電容器105、PMOS電晶體110以及耦接至接地端子GND的負載108。
運算放大器104具有用於接收啟用訊號EN的啟用輸入端子、用於接收參考電壓VREF的非反相輸入端子以及用於自負載108接收回饋電壓VFB的反相輸入端子。運算放大器104的輸出端子在節點112處提供輸出訊號NOP,out。運算放大器104在啟用時通常藉由判定施加至反相輸入端的電壓與施加至非反相輸入端的電壓之間的差以及將所述差放大一增益來進行操作。
PMOS電晶體102具有經連接以接收啟用訊號EN的閘極端子、耦接至供應電源電壓VPWR的電壓端子的源極/汲極端子以及耦接至節點130的源極/汲極端子。電阻器106耦接於節點112與電容器105之間，所述電容器105耦接於電阻器106與負載108之間。
PMOS電晶體110具有耦接至節點112的閘極端子、耦接至VPWR端子的源極/汲極端子以及耦接至負載的源極/汲極端子。在所示出的實例中，PMOS電晶體102及PMOS電晶體110、電阻器106以及電容器105形成圖1中所繪示的功率元件115。
預穩定電路200包括經組態以接收啟用訊號EN的啟用端子203。PMOS電晶體202具有經耦接以接收啟用訊號EN的閘極 端子、耦接至VPWR端子的源極/汲極以及耦接至節點212的源極/汲極端子。NMOS電晶體206具有經耦接以接收啟用訊號EN的閘極端子、耦接至節點212的源極/汲極端子以及耦接至NMOS電晶體207的源極/汲極端子的源極/汲極端子。電晶體207的閘極端子接收自電壓產生器電路100的負載108回饋的參考電壓VR。電晶體207的一個源極/汲極端子耦接至NMOS電晶體206，且電晶體207的另一源極/汲極端子耦接至接地端子GND。
電晶體202及電晶體206在節點212處提供初始啟用訊號ENB_I，所述啟用訊號ENB_I由反相器214及反相器216接收。反相器214及反相器216作為延遲元件，從而將延遲的訊號ENB_I作為第二啟用訊號ENB提供至開關220的輸入端。220包括第一NMOS開關電晶體222及第二NMOS開關電晶體224，下文進一步論述所述NMOS開關電晶體。預穩定電路200亦包括電容器219，所述電容器219具有耦接至節點212的第一端子及耦接至地面GND的第二端子。在所示出的實施例中，電晶體202、電晶體206以及電晶體207、電容器219以及反相器214及反相器216形成圖1中所繪示的電壓位準偵測器217。
預穩定電路200亦包括PMOS電晶體240，其具有耦接至節點130的閘極端子、耦接至電壓源VPWR的源極/汲極端子以及耦接至第二開關電晶體224的源極/汲極端子的源極/汲極端子。在本文中的一個實例實施例中，PMOS電晶體240及供應VPWR電壓的電壓端子形成圖1中所繪示的功率元件241。
如上文所提及，開關220包括第一開關電晶體222及第二開關電晶體224，以及NMOS電晶體242。第一開關電晶體222 具有耦接至第二開關電晶體224的閘極端子的閘極端子，所述閘極端子接收由反相器216輸出的ENB訊號。第一開關電晶體222的源極/汲極端子耦接至節點130，如上文所描述，所述源極/汲極端子亦耦接至PMOS電晶體240的閘極端子。第一開關電晶體222及第二開關電晶體224的第二源極/汲極端子皆耦接至電晶體242的源極/汲極端子。電晶體242進一步具有耦接至啟用端子203以用於接收啟用訊號EN的閘極端子以及耦接至電流源244的源極/汲極端子。
圖3繪示與電壓調節器10的實例相關聯的各種訊號位準狀態的狀態圖。現將參考圖2及圖3描述預穩定電路200操作以控制電路100的方式。最初，啟用訊號EN的電壓具有邏輯低值，且在此狀態下藉由所述啟用訊號EN，預穩定電路200處於斷開狀態中。低EN訊號斷開運算放大器104及NMOS電晶體242，且接通PMOS電晶體102。節點112處的NOP,out訊號因此處於VPWR源電壓的位準，此使得PMOS電晶體110保持斷開。因此，來自負載108的VR訊號及VFB訊號皆為低。
由於由NMOS電晶體207接收到的VR訊號低於其臨限電壓Vth,MN1，故電晶體207斷開。PMOS/NMOS電晶體202、PMOS/NMOS電晶體206對用以使低EN訊號反相，從而導致ENB_I訊號及ENB訊號處於高狀態，所述高狀態接通第一開關電晶體222及第二開關電晶體224。
如圖3中所繪示，在運算放大器104的非反相輸入端處接收到的VFB訊號低於參考電壓。在時間t1處，EN訊號自低轉變為高。此啟用運算放大器104。在沒有預穩定電路200的情況 下，運算放大器104將產生NOP,out電壓且由於RC負載而緩慢地降至其目標，如由訊號260所展示。在沒有預設置電路的情況下，VFB訊號將緩慢地升至其目標，如由訊號262所展示。
預穩定電路200用以使得電壓產生器電路100的輸出NOP,out在元件通電後更迅速地穩定。在時間t1時，高啟用訊號EN接通NMOS電晶體206且斷開PMOS電晶體202，且另外接通NMOS電晶體242。VR訊號開始上升，但直至其達到電晶體207的臨限電壓Vth,MN1為止，其保持斷開，從而使ENB_I訊號以及ENB訊號保持為高。因此，開關220的開關電晶體222及開關電晶體224保持接通。如上文所提及，在t1處，NMOS電晶體242亦由於高EN訊號而處於接通。因此，NOP,out電壓將迅速地穩定至小於開關220的VPWR電壓位準的臨限電壓，如由圖3中的訊號270所展示。此接近於272處所指示的目標電壓位準。
在VR訊號上升高於電晶體207的臨限電壓Vth,MN1(如圖3中的時間t2處所展示)時，ENB_I訊號及ENB訊號轉變為低，斷開開關220的NMOS電晶體222及NMOS電晶體224，因此斷開預穩定電路200。因此，將藉由運算放大器104的輸出調節節點NOP,out，
因此，藉助於預穩定電路200，在晶片通電期間，電壓NOP,out可在運算放大器104穩定之前預穩定為自VPWR下降一臨限值。此外，預穩定電路200可在藉由自偵測內部電壓(例如電壓VR)達到目標位準或超出臨限值(例如Vth,MN1)之後被斷開，例如藉由電壓位準偵測器217(電晶體207)斷開。此節省了功率並提供穩定性。舉例而言，諸如上文所描述的特徵可縮短晶片類 比內部電壓喚醒時間，且快速穩定性能可節省單晶片系統(SOC)通電序列中使用的晶片的總功率消耗。
圖4示出根據所揭露實施例的實例方法300。在步驟302中，提供電壓產生器，諸如圖1中所繪示的電壓產生器電路100。此外，電壓產生器電路100包括運算放大器104。運算放大器104經組態以輸出第一參考電壓。在步驟304中，提供預穩定電路，諸如預穩定電路200。預穩定電路200經組態以輸出第二參考電壓。在決定區塊306中，諸如來自負載108的回饋訊號VR的回饋訊號與預定電壓進行比較。在步驟308中，第二參考電壓回應於來自負載的回饋訊號低於預定電壓位準而自預穩定電路輸出至負載。在步驟310中，第一參考電壓回應於來自負載的回饋訊號高於預定電壓位準而自電壓產生器輸出。
應注意，用於預穩定電路200及電壓產生器電路100中的上文所描述的電晶體的類型在本質上為示例性的，且在本文中的其他實例實施例中，可替代地採用其他類型的電晶體來啟用預穩定電路200以控制電壓產生器電路100。
因此，所揭露實施例包括一種參考電壓產生器，所述參考電壓產生器包括經組態以接收啟用訊號的輸入端子及經組態以提供輸出訊號的輸出端子。電壓產生器電路經配置以產生第一輸出電壓訊號。預穩定電路經配置以產生第二輸出電壓訊號。預穩定電路經組態以回應於在輸入端子處接收到的啟用訊號而在輸出端子處提供第二輸出電壓訊號，且在第一時間段之後，在輸出端子處提供第一輸出電壓訊號。
在一些實施例中，第一輸出電壓隨時間推移而穩定至第 一預定電壓位準，且第二輸出電壓隨時間推移而穩定至第二預定電壓位準，其中預穩定電路經組態以使得第二輸出電壓相比於第一輸出電壓更迅速地穩定至第二預定電壓位準。
在一些實施例中，預穩定電路經組態以回應於來自電壓產生器電路的回饋訊號而判定第一時間段。
在一些實施例中，電壓產生器電路包括耦接至輸出節點的負載，且其中回饋訊號包括負載的電壓位準。
在一些實施例中，電壓產生器電路包括運算放大器，運算放大器經配置以產生第一輸出電壓。
在一些實施例中，預穩定電路包括開關，開關經配置以在開關處於接通狀態中產生預穩定電路的輸出。
在一些實施例中，預穩定電路更包括電壓位準偵測器電路，電壓位準偵測器電路經組態以比較回饋訊號與預定電壓。
在一些實施例中，偵測器電路包括電晶體，且其中預定電壓為電晶體的臨限電壓。
在一些實施例中，開關對啟用訊號作出回應。
在一些實施例中，開關經由多個反相器耦接至輸入端子。
在一些實施例中，預穩定電路更包括耦接至開關的電流源。
在一些實施例中，開關包括第一電晶體及第二電晶體，第一電晶體及第二電晶體各具有耦接至所述多個反相器的閘極端子。
在一些實施例中，開關包括第三電晶體。第三電晶體耦接於第一電晶體及第二電晶體與電流源之間，且具有耦接至輸入 端子的閘極端子。
根據其他態樣，一種電路包括輸入端子，輸入端子經組態以接收啟用訊號。電壓偵測器電路經組態以接收負載回饋訊號。開關耦接於電壓產生器輸出與電流源之間。開關對電壓偵測器電路作出回應，以將電壓產生器輸出選擇性地耦接至電流源。
在一些實施例中，開關包括第一開關電晶體及第二開關電晶體以及第三電晶體。第一開關電晶體及第二開關電晶體各自具有耦接至電壓產生器輸出的源極/汲極端子以及經耦接以回應於電壓偵測器電路而接收啟用訊號的閘極端子。第三電晶體耦接於第一開關電晶體及第二開關電晶體與電流源之間且具有耦接至輸入端子的閘極端子。
在一些實施例中，電壓偵測器電路包括PMOS電晶體、第一NMOS電晶體、第二NMOS電晶體以及電容器。PMOS電晶體具有耦接至電源端子的第一源極/汲極端子以及耦接至輸入端子的閘極端子。第一NMOS電晶體具有耦接至PMOS電晶體的第二源極/汲極端子的第一源極/汲極端子以及耦接至輸入端子的閘極端子。第二NMOS電晶體具有耦接至第一NMOS電晶體的第二源極/汲極端子的第一源極/汲極端子，以及耦接至接地端子的第二源極/汲極端子，以及經耦接以接收負載回饋訊號的閘極端子。電容器耦接於第一NMOS電晶體的第二源極/汲極端子與接地端子之間。
在一些實施例中，電路更包括第一反相器及第二反相器。第一反相器及第二反相器耦接於第一NMOS電晶體的第二源極/汲極端子與第一開關電晶體及第二開關電晶體的閘極端子之 間。
根據另一態樣，一種方法包括：提供電壓產生器，電壓產生器包括經組態以輸出第一參考電壓的運算放大器；以及提供預穩定電路，預穩定電路經組態以輸出第二參考電壓。回應於來自負載的回饋訊號低於預定電壓位準而將第二參考電壓輸出至負載。回應於來自負載的回饋訊號高於預定電壓位準而輸出第一參考電壓。
在一些實施例中，用於產生參考電壓的方法更包括：回應於啟用訊號而輸出第一參考電壓或第二參考電壓。
在一些實施例中，用於產生參考電壓的方法更包括：將來自負載的回饋訊號提供至電晶體的閘極，且回應於回饋訊號超出電晶體的臨限電壓而輸出第一參考電壓。
本揭露概述各種實施例使得本領域的技術人員可更佳地理解本揭露的態樣。在本領域具有知識者應理解，其可易於使用本揭露作為設計或修改用於實現本文中所引入之實施例的相同目的及/或達成相同優點的其他方法及結構之基礎。所屬領域中具通常知識者亦應認識到，此類等效構造並不脫離本揭露的精神及範疇，且所屬領域中具通常知識者可在不脫離本揭露的精神及範疇的情況下在本文中作出各種改變、替代以及更改。
10:電壓調節器系統
100:電壓產生器電路
104:運算放大器
108:負載
112、230:節點
115:功率元件1
200:預穩定電路
217:電壓位準偵測器
220:開關
241:功率元件2
244:電流源
322:非反相輸入源
324:反相輸入源
NOP,out:輸出訊號

Claims (8)

  1. 一種參考電壓產生器，包括：輸入端子，經組態以接收啟用訊號；輸出端子，經組態以提供輸出電壓；電壓產生器電路，經配置以產生第一輸出電壓；以及預穩定電路，經配置以產生第二輸出電壓；其中所述預穩定電路經組態以回應於在所述輸入端子處接收到的所述啟用訊號而在所述輸出端子處提供所述第二輸出電壓，且在第一時間段之後，在所述輸出端子處提供所述第一輸出電壓，其中所述預穩定電路經組態以回應於來自所述電壓產生器電路的回饋訊號而判定所述第一時間段。
  2. 如請求項1所述的參考電壓產生器，其中所述第一輸出電壓隨時間推移而達到第一預定電壓位準，其中所述預穩定電路經組態以使得所述第二輸出電壓達到第二預定電壓位準的時間長度短於所述第一輸出電壓達到所述第一預定電壓位準的時間長度。
  3. 如請求項1所述的參考電壓產生器，其中所述電壓產生器電路包括耦接至輸出節點的負載，且其中所述回饋訊號包括所述負載的電壓位準。
  4. 如請求項3所述的參考電壓產生器，其中所述預穩定電路包括開關，所述開關經配置以在所述開關處於接通狀態中產生所述預穩定電路的輸出。
  5. 如請求項4所述的參考電壓產生器，其中所述預穩定電路更包括電壓位準偵測器電路，所述電壓位準偵測器電路經 組態以比較所述回饋訊號與預定電壓。
  6. 如請求項5所述的參考電壓產生器，其中所述偵測器電路包括電晶體，且其中所述預定電壓為所述電晶體的臨限電壓。
  7. 一種預穩定電路，包括：輸入端子，經組態以接收啟用訊號；電壓偵測器電路，耦接於所述輸入端子並且經組態以回應於所述啟用訊號來接收負載回饋訊號；以及開關，耦接於所述電壓偵測器電路並且耦接於電壓產生器輸出與電流源之間，其中所述開關對所述電壓偵測器電路作出回應以基於所述電壓偵測器電路所接收到的所述負載回饋訊號將所述電壓產生器輸出耦接至所述電流源，其中所述開關包括：第一開關電晶體及第二開關電晶體，各自具有耦接至所述電壓產生器輸出的第一源極/汲極端子以及經耦接到所述輸入端子並經組態以回應於所述啟用訊號以及所述電壓偵測器電路的閘極端子；以及第三電晶體，串聯耦接於所述第一開關電晶體及所述第二開關電晶體各自的第二源極/汲極端子與所述電流源之間並且具有耦接至所述輸入端子的閘極端子。
  8. 一種用於產生參考電壓的方法，包括：提供電壓產生器，所述電壓產生器包括經組態以輸出第一參考電壓的運算放大器；提供預穩定電路，所述預穩定電路經組態以輸出第二參考電壓； 回應於來自負載的回饋訊號低於預定電壓位準而將所述第二參考電壓輸出至所述負載；以及回應於來自所述負載的所述回饋訊號高於所述預定電壓位準而輸出所述第一參考電壓。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10534386B2 (en) * 2016-11-29 2020-01-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Low-dropout voltage regulator circuit
KR102543766B1 (ko) 2021-06-02 2023-06-13 심태보 이중구조의 라디안트 튜브 커버구조체
US11940822B2 (en) * 2021-06-25 2024-03-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device including a voltage regulator and an integrated circuit module
CN115173673A (zh) * 2022-08-15 2022-10-11 芯洲科技（北京）有限公司 供电装置和供电系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101313263A (zh) * 2005-11-23 2008-11-26 艾利森电话股份有限公司 同步整流电源变换器用的预偏置电路
CN103576734A (zh) * 2013-10-21 2014-02-12 电子科技大学 一种双环控制自适应电压调节方法及装置
TW201415188A (zh) * 2013-05-03 2014-04-16 Fu Da Tong Technology Co Ltd 自動調節電壓準位之方法及電壓準位調節裝置
JP2016146050A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 定電圧回路及び発振装置
US9479180B2 (en) * 2014-07-18 2016-10-25 Stmicroelectronics S.R.L. Compensation device for feedback loops, and corresponding integrated circuit
US9525344B2 (en) * 2011-09-14 2016-12-20 Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd Constant time controller and controlling method for a switching regulator
US9575500B2 (en) * 2014-12-17 2017-02-21 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Sink/source output stage with operating point current control circuit for fast transient loading
US9594387B2 (en) * 2011-09-19 2017-03-14 Texas Instruments Incorporated Voltage regulator stabilization for operation with a wide range of output capacitances
US9710003B2 (en) * 2013-03-14 2017-07-18 Vidatronic, Inc. LDO and load switch supporting a wide range of load capacitance
US20190033902A1 (en) * 2017-07-28 2019-01-31 Nxp Usa, Inc. Ultra low power linear voltage regulator

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6534990B2 (en) * 2001-07-18 2003-03-18 Delphi Technologies, Inc. Voltage regulator wake up control using frequency detection
US20040212421A1 (en) 2003-02-25 2004-10-28 Junichi Naka Standard voltage generation circuit
JP2006025527A (ja) 2004-07-07 2006-01-26 Yazaki Corp 車載通信用電源装置
US7176750B2 (en) 2004-08-23 2007-02-13 Atmel Corporation Method and apparatus for fast power-on of the band-gap reference
JP4970759B2 (ja) 2004-09-20 2012-07-11 三星電子株式会社 電流消耗が減少した内部電源電圧発生器
KR101530085B1 (ko) 2008-12-24 2015-06-18 테세라 어드밴스드 테크놀로지스, 인크. 저 드롭 아웃(ｌｄｏ) 전압 레귤레이터 및 그의 동작 방법
JP5421133B2 (ja) 2009-02-10 2014-02-19 セイコーインスツル株式会社 ボルテージレギュレータ
KR101620345B1 (ko) 2009-04-07 2016-05-12 삼성전자주식회사 Ｌｄｏ 레귤레이터 및 이를 구비하는 반도체 장치
TWI455087B (zh) * 2009-11-03 2014-10-01 Mstar Semiconductor Inc 低耗電顯示控制方法與相關顯示控制器
CN103092243B (zh) * 2011-11-07 2015-05-13 联发科技（新加坡）私人有限公司 信号产生电路
US8975882B2 (en) 2012-10-31 2015-03-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Regulator with improved wake-up time
US20140266103A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Qualcomm Incorporated Digitally assisted regulation for an integrated capless low-dropout (ldo) voltage regulator
US8981750B1 (en) * 2013-08-21 2015-03-17 Sandisk Technologies Inc. Active regulator wake-up time improvement by capacitive regulation
CN107102666A (zh) 2016-02-22 2017-08-29 联发科技（新加坡）私人有限公司 低压差线性稳压器
CN107102665A (zh) * 2016-02-22 2017-08-29 联发科技（新加坡）私人有限公司 低压差线性稳压器

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101313263A (zh) * 2005-11-23 2008-11-26 艾利森电话股份有限公司 同步整流电源变换器用的预偏置电路
US9525344B2 (en) * 2011-09-14 2016-12-20 Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd Constant time controller and controlling method for a switching regulator
US9594387B2 (en) * 2011-09-19 2017-03-14 Texas Instruments Incorporated Voltage regulator stabilization for operation with a wide range of output capacitances
US9710003B2 (en) * 2013-03-14 2017-07-18 Vidatronic, Inc. LDO and load switch supporting a wide range of load capacitance
TW201415188A (zh) * 2013-05-03 2014-04-16 Fu Da Tong Technology Co Ltd 自動調節電壓準位之方法及電壓準位調節裝置
CN103576734A (zh) * 2013-10-21 2014-02-12 电子科技大学 一种双环控制自适应电压调节方法及装置
US9479180B2 (en) * 2014-07-18 2016-10-25 Stmicroelectronics S.R.L. Compensation device for feedback loops, and corresponding integrated circuit
US9575500B2 (en) * 2014-12-17 2017-02-21 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Sink/source output stage with operating point current control circuit for fast transient loading
JP2016146050A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 定電圧回路及び発振装置
US20190033902A1 (en) * 2017-07-28 2019-01-31 Nxp Usa, Inc. Ultra low power linear voltage regulator

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