TWI787656B - 電壓調節器電路以及提供供電電壓的方法 - Google Patents

電壓調節器電路以及提供供電電壓的方法 Download PDF

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Abstract

一種電壓調節器電路以及提供供電電壓的方法。所述電壓調節器電路包括電壓調節器，電壓調節器被配置成在輸出端子處提供輸出電壓。多個巨集可連接在與電壓調節器的輸出端子連接的連接件的多個連接節點處。反饋電路具有多個反饋環路，所述多個反饋環路可連接到所述多個連接節點。所述多個反饋環路中的反饋環路在連接到所述多個連接節點中的連接節點時被配置成將連接節點的瞬時電壓作為反饋提供到電壓調節器。電壓調節器被配置成響應於瞬時電壓而調節輸出電壓以使連接節點的瞬時電壓維持近似等於參考電壓。

Description

電壓調節器電路以及提供供電電壓的方法
在本發明的實施例中闡述的技術大體來說涉及電壓調節器，且更具體來說，涉及電壓調節器電路以及提供供電電壓的方法。
在半導體裝置中常常使用參考電壓產生器(例如低壓降(low-dropout，LDO)調節器)。舉例來說，通常使用LDO調節器提供良好指定的穩定直流(direct-current，DC)電壓。一般來說，LDO調節器由其低壓降電壓進行表徵，低壓降電壓是指相應的輸入電壓與輸出電壓之間的差是小的。LDO調節器的典型應用是記憶體裝置，例如電阻式隨機存取記憶體(resistive random access memory，RRAM)。
為節省面積，通常對多個儲存巨集採用共享且集中的LDO。然而，連接件的配線電阻隨著所連接的巨集的數目的增加而增大，且電壓降隨著巨集的數目的此種增加而變得更差。因不同巨集兩端的配線電阻引起的此種電壓降可能會引起遠近效應(near-far effect)及電壓降，從而導致寫入性能下降。
本發明實施例提供一種電壓調節器電路，包括：電壓調節器，被配置成在輸出端子處提供輸出電壓；多個巨集，能夠連接在與所述電壓調節器的所述輸出端子連接的連接件的多個連接節點處；以及反饋電路，包括多個反饋環路，所述多個反饋環路能夠連接到所述多個連接節點，其中所述多個反饋環路中的反饋環路在連接到所述多個連接節點中的連接節點時被配置成將所述連接節點的瞬時電壓作為反饋提供到所述電壓調節器，且其中所述電壓調節器被配置成響應於所述瞬時電壓而調節所述輸出電壓以使所述連接節點的所述瞬時電壓維持近似等於參考電壓。
本發明實施例提供一種電壓調節器電路，包括：電壓調節器，被配置成在輸出端子處提供輸出電壓；連接件，連接到所述輸出端子，所述連接件包括沿著所述連接件的長度間隔開的多個連接節點；多個巨集，能夠連接在所述連接件的所述多個連接節點處；以及多個反饋環路，能夠連接在所述多個連接節點處，其中所述多個反饋環路中的每一者在連接到所述多個連接節點中的對應的連接節點時被配置成將所述對應的連接節點的瞬時電壓作為反饋提供到所述電壓調節器，且其中所述電壓調節器被配置成響應於所述瞬時電壓而調節所述輸出電壓以使所述對應的連接節點的所述瞬時電壓維持近似等於參考電壓。
本發明實施例提供一種提供供電電壓的方法，所述方法包括：由低壓降電壓調節器將供電電壓提供到多個巨集，所述多個巨集能夠連接在與所述低壓降電壓調節器的輸出端子連接的連接件上的多個連接節點處；在所述低壓降電壓調節器的放大器處 通過多個反饋環路中的反饋環路接收所述多個連接節點中的連接節點的瞬時電壓，所述多個反饋環路能夠連接到所述多個連接節點；由所述放大器確定所接收的所述瞬時電壓與參考電壓之間的差；以及基於所確定的所述差，調整由電流源在所述低壓降電壓調節器的所述輸出端子處吸收的源電流的量，其中所述電流源與所述放大器串聯連接，且其中調整由所述電流源吸收的所述源電流的所述量包括：調整由所述電流源吸收的所述源電流的所述量以使所述供電電壓維持近似等於所述參考電壓。
100:低壓降(LDO)電壓調節器電路
102:LDO電壓調節器
104:負載
106、204:第一輸入端子
108:輸出端子
110:連接節點
110[0]:第一連接節點
110[1]:第二連接節點
110[N-1]:第(n-1)連接節點
110[N]:第n連接節點
112:反饋電路
114:連接件
202:放大器
206:第二輸入端子/第二端子
208:放大器輸出端子
210:第一內部節點
212:電流源
214:電晶體/p型金屬氧化物半導體(PMOS)電晶體
216:第二內部節點
218:反饋節點
602:交流補償電路/頻率補償電路
702:電阻器組
704:電容器組
800:圖
802:第一曲線
804:第二曲線
900:方法
910、920、930、940:方塊
Cc[0]:第一可連接電容器
Cc[1]:第二可連接電容器
Cc[N]:第n可連接電容器
Cpass、Rpass:旁路開關
FL[0]:第一反饋環路
FL[1]:第二反饋環路
FL[N-1]:第(n-1)反饋環路
FL[N]:第n反饋環路
Is:源電流/備用電流
R[0]:第一電阻器
R[N-1]:第(n-1)電阻器
R[N]:第n電阻器
Rc[0]:第一可連接電阻器
Rc[1]:第二可連接電阻器
Rc[N]:第n可連接電阻器
SW[0]:第一反饋開關
SW[1]:第二反饋開關
SW[N-1]:第(n-1)反饋開關
SW[N]:第n反饋開關
SW_C[0]、SW_R[0]:第一開關
SW_C[1]、SW_R[1]:第二開關
SW_C[N]、SW_R[N]:第n開關
SW_PU:負載開關
SW_PU[0]:第一負載開關
SW_PU[1]:第二負載開關
SW_PU[N-1]:第(n-1)負載開關
SW_PU[N]:第n負載開關
VCH:輸出電壓
VCH[0]:第一瞬時電壓
VCH[1]:第二瞬時電壓
VCH[N-1]:第(n-1)瞬時電壓
VCH[N]:第n瞬時電壓
VCH_REF:輸入電壓
VDD:電晶體供電電壓
WR[0]:第一寫入電壓
WR[1]:第二寫入電壓
WR[N-1]:第(n-1)電壓/第(n-1)寫入電壓
WR[N]:第n寫入電壓
結合附圖閱讀以下詳細說明，會最好地理解本公開的各個方面。應注意，根據本行業中的標準慣例，各種特徵並非按比例繪製。事實上，為使論述清晰起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。另外，圖式是作為本發明實施例的實例進行例示，且並不旨在進行限制。
圖1是大體示出根據一些實施例的示例性LDO電壓調節器電路的圖。
圖2是大體示出根據一些實施例的示例性LDO電壓調節器的圖。
圖3是大體示出根據一些實施例的示例性LDO電壓調節器電路的圖，所述LDO電壓調節器電路具有與沿著連接件的多個連接節點連接的多個巨集。
圖4是大體示出根據一些實施例的另一示例性LDO電壓調節器電路的圖，所述LDO電壓調節器電路具有與沿著連接件的多個 連接節點連接的多個巨集。
圖5是大體示出根據一些實施例的示例性LDO電壓調節器電路的圖，所述LDO電壓調節器電路具有連接在沿著連接件的多個連接點中的每一者處的多個巨集。
圖6是大體示出根據一些實施例的具有交流(alternative current，AC)補償電路的示例性LDO電壓調節器電路的圖。
圖7是大體示出根據一些實施例的示例性交流補償電路的圖。
圖8是大體示出根據一些實施例的沿著LDO電壓調節器電路的連接件的多個連接節點處的電壓位準的圖。
圖9是根據一些實施例的將供電電壓提供到多個巨集的方法的流程圖。
以下公開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。以下闡述組件及排列的具體實例以簡化本公開。當然，這些僅為實例且不旨在進行限制。舉例來說，以下說明中將第一特徵形成在第二特徵“之上”或第二特徵“上”可包括其中第一特徵與第二特徵被形成為直接接觸的實施例，且也可包括其中第一特徵與第二特徵之間可形成有附加特徵從而使得所述第一特徵與所述第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本公開可能在各種實例中重複使用參考編號和/或字母。這種重複使用是出於簡潔及清晰的目的，而不是自身指示所論述的各種實施例和/或配置之間的關係。
此外，為易於說明，本文中可能使用例如“在...之下(beneath)”、“在...下方(below)”、“下部的(lower)”、“在...上方(above)”、“上部的(upper)”等空間相對性用語來闡述圖中所示的一個元件或特徵與另一(其他)元件或特徵的關係。所述空間相對性用語旨在除圖中所繪示的取向外還囊括裝置在使用或操作中的不同取向。設備可具有其他取向(旋轉90度或處於其他取向)，且本文中所使用的空間相對性描述語可同樣相應地進行解釋。
低壓降(LDO)電壓調節器基於具有低壓降電壓的輸入電壓(例如，未經調節的輸入電壓)提供指定的穩定直流(DC)輸出電壓(例如，經調節的輸出電壓)。本文中使用的“壓降電壓(dropout voltage)”是指用於維持正在被調節的輸出電壓的(LDO)電壓調節器兩端的最小電壓。即使由電源提供的輸入電壓下降到的位準非常接近輸出電壓的位準且未經調節，LDO電壓調節器仍可生成經調節且穩定的輸出電壓。此種穩定的特性使得LDO電壓調節器能夠用於各種各樣的積體電路(integrated circuit，IC)應用(例如，記憶體裝置、功率積體電路裝置等)中。為節省IC電路的面積，通常對IC電路的多個巨集利用共享且集中的LDO。然而，由於連接件兩端的電壓降，使用一個集中的LDO會導致不同巨集的電壓位準不同。
本公開提供一種具有位置感知反饋環路(location-aware feedback loop)的LDO電壓調節器電路，以將穩定的輸出電壓供應到多個巨集，同時解決因不同的巨集兩端的配線電阻引起的電壓降及遠近效應。本文中所述的LDO電壓調節器電路包括LDO 電壓調節器及反饋電路，反饋電路動態地監測每一巨集連接節點處的瞬時電壓位準，並將瞬時電壓作為反饋響應提供到LDO電壓調節器，進而避免上述問題，與此同時使LDO電壓調節器維持穩定的輸出電壓。在一些實施例中，反饋電路包括從每一巨集連接節點到LDO電壓調節器的比較器的反饋路徑。LDO電壓調節器的比較器將所述每一巨集連接節點的瞬時電壓位準與參考電壓位準進行比較，且實時調整LDO電壓調節器的輸出電壓。現將在本公開的以下部分中更詳細地闡述LDO電壓調節器電路。
圖1是根據各種實施例的低壓降(LDO)電壓調節器電路100的圖。如圖1中所示，LDO電壓調節器電路100包括LDO電壓調節器102、負載104及反饋電路112。負載104可經由負載開關SW_PU在連接節點110處連接到LDO電壓調節器102。連接節點110位於連接件114上。也就是說，接通負載開關SW_PU，以將負載104連接到LDO電壓調節器102的連接節點110。另外，關斷負載開關SW_PU，以使負載104與LDO電壓調節器102的連接節點110斷連。反饋電路112可連接到LDO電壓調節器102的連接節點110。
LDO電壓調節器102包括第一輸入端子106及輸出端子108。連接件114連接到輸出端子108。在一些實施例中，LDO電壓調節器102被配置成在第一輸入端子106處接收輸入電壓VCH_REF(也被稱為Vin)，且在輸出端子108處提供穩定的輸出電壓VCH(也被稱為Vout)。輸入電壓VCH_REF可由可為未經調節的電源(例如，電池(未示出))提供。輸出電壓VCH的電壓位準可比輸入電壓VCH_REF的電壓位準低少量電壓(例如，從約 100mV到約1V)，所述少量電壓一般被稱為LDO電壓調節器102的壓降電壓。如名稱“低壓降”所表示，此種壓降電壓通常被選擇成實質上小的。
在示例性實施例中，反饋電路112被配置成在負載104的各種位準耦合到連接節點110時幫使LDO電壓調節器102的輸出電壓VCH維持實質上穩定的值。舉例來說，反饋電路112被配置成在連接節點110處提供瞬時電壓位準作為對LDO電壓調節器102的反饋。基於所接收的瞬時電壓位準，LDO電壓調節器102可調整輸出電壓VCH，以在連接節點110處維持預定的電壓位準。LDO電壓調節器102及反饋電路112的細節在以下進行進一步詳細論述。
圖2示出根據各種實施例的LDO電壓調節器102的示範性電路圖。應注意，圖2所示出的實施例僅是出於闡釋目的而提供的簡化電路圖。也就是說，LDO電壓調節器102可被實施成LDO電壓調節器的各種各樣的電路圖中的任意者，以包括其他電路元件和/或電路(例如，分壓器、米勒補償電路(Miller compensation circuit)、一個或多個開關等。)
如圖2中所示，LDO電壓調節器102包括放大器202及電流源212。放大器202包括第一輸入端子204及第二輸入端子206。第一輸入端子204及第二輸入端子206也分別被稱為非反相輸入端子及反相輸入端子。放大器202還包括放大器輸出端子208。放大器輸出端子208連接到LDO電壓調節器102的第一內部節點210。在示例性實施例中，放大器202是運算放大器(也被稱為op-amp或opamp)。在一些實例中，放大器202也被稱為誤 差放大器。
電流源212與放大器202串聯連接。舉例來說，放大器輸出端子208經由第一內部節點210連接到電流源212。在示例性實施例中，電流源212由電晶體214形成。在一些實施例中，電流源212被實施成p型金屬氧化物半導體(p-type metal-oxide-semiconductor，PMOS)電晶體214。然而，應理解，電流源212可被實施成各種各樣的電晶體和/或電路中的任意者。此外，在其中電流源212被實施成PMOS電晶體214的實施例中，電晶體214的閘極經由第一內部節點210耦合到放大器輸出端子208。電晶體214的源極耦合到電晶體供電電壓(例如，VDD)，且電晶體214的汲極耦合到LDO電壓調節器102的第二內部節點216。第二內部節點216連接到LDO電壓調節器102的輸出端子108。在示例性實施例中，電晶體214是對稱的。也就是說，電晶體214的源極可耦合到第二內部節點216，且電晶體214的汲極可耦合到供電電壓。
如上所述，由於圖2中所示出的LDO電壓調節器102的實施例僅為簡化實例，因此LDO電壓調節器102的操作在以下進行簡要闡述。在一些實施例中，為操作LDO電壓調節器102，由電流源212產生源電流Is(也被稱為備用電流Is)，且源電流Is在第二內部節點216處被吸收。源電流Is在第二內部節點216處建立輸出電壓VCH。輸出電壓VCH由放大器202的非反相輸入端子處的輸入電壓VCH_REF控制。更具體來說，當VCH的電壓位準相對高時，由電晶體214的閘極接收的誤差電壓(即，放大器202的輸出)成比例地增大。誤差電壓的增大會降低電晶體214 (即，電流源212)的源極-閘極電壓(Vsg)，此會導致源電流Is減小。因此，輸出電壓VCH的電壓位準降低。通過相反的機制，相對低的輸出電壓位準會拉低誤差電壓，接著增大源電流Is，且轉而增大輸出電壓VCH的電壓位準。換句話說，LDO電壓調節器102被配置成將輸出電壓VCH的電壓位準控制成實質上穩定的值，且此種穩定的值被控制成接近輸入電壓VCH_REF的電壓位準。
圖3是大體示出根據一些實施例的另一示例性LDO電壓調節器電路100的圖，LDO電壓調節器電路100在多個連接節點處包括多個巨集。如圖3中所示，LDO電壓調節器電路100包括LDO電壓調節器102，LDO電壓調節器102可操作以將穩定的供電電壓提供到負載104。
負載104可包括多個巨集。舉例來說，負載104包括第一巨集[0]、第二巨集[1]、......一直到第(n-1)巨集[N-1]及第n巨集[N]。所述多個巨集中的每一者可連接到LDO電壓調節器電路100的多個連接節點中的一者。LDO電壓調節器102被配置成將穩定的供電電壓提供到所述多個巨集中的每一者。舉例來說，負載104包括記憶體裝置，且LDO電壓調節器102被配置成在用戶存取(例如，讀取或寫入)記憶體裝置時提供供電電壓。當存取記憶體裝置(即，負載104)時，LDO電壓調節器102可為記憶體裝置的字線產生電壓，以從記憶體裝置的記憶體單元讀出資料位元。此外，根據一些實施例，LDO電壓調節器電路100也被啟用以提供源電流Is。
舉例來說，且如圖3中所示，LDO電壓調節器電路100 包括多個連接節點，即第一連接節點110[0]、第二連接節點110[1]、......一直到第(n-1)連接節點110[N-1]及第n連接節點110[N]。所述多個連接節點位於與LDO電壓調節器102的輸出端子108相關聯的連接件114上。在一些實例中，所述多個連接節點可在連接件上等距間隔開。儘管所述多個連接節點被示出為位於與LDO電壓調節器102的輸出端子108連接的一個連接件114上，然而在閱讀本公開之後，對於所述領域中的普通技術人員來說將顯而易見的是，所述多個連接節點可位於與LDO電壓調節器102的輸出端子108連接的多於一個連接件上。
連續的連接節點之間的連接件114的長度由電阻器表示。舉例來說，第一連接節點110[0]與第二連接節點110[1]之間的連接件114的長度由第一電阻器R[0]表示，......一直到第(n-2)連接節點(未示出)與第(n-1)連接節點110[N-1]之間的連接件114的長度由第(n-1)電阻器R[N-1]表示。最後，第(n-1)連接節點110[N-1]與第n連接節點110[N]之間的連接件114的長度由第n電阻器R[N]表示。
在示例性實施例中，所述多個巨集可通過對應的負載開關連接到LDO電壓調節器電路100的所述多個連接節點中的對應的連接節點。舉例來說，如圖3中所示，LDO電壓調節器電路100包括多個負載開關SW_PU，例如第一負載開關SW_PU[0]、第二負載開關SW_PU[1]、......一直到第(n-1)負載開關SW_PU[N-1]及第n負載開關SW_PU[N]。第一巨集[0]可通過第一負載開關SW_PU[0]連接到第一連接節點110[0]。相似地，第二巨集[1]可通過第二負載開關SW_PU[1]連接到第二連接節點110[1]，......一直 到第(n-1)巨集[N-1]可通過第(n-1)負載開關SW_PU[N-1]連接到第(n-1)連接節點110[N-1]。最後，第n巨集[N]可通過第n負載開關SW_PU[N]連接到第n連接節點110[N]。在示例性實施例中，所述多個負載開關SW_PU可為電晶體(例如，PMOS電晶體、n型金屬氧化物半導體(n-type metal-oxide-semiconductor，NMOS)電晶體等)。然而，其他類型的開關也處於本公開的範圍內。
在實例中，接通負載開關SW_PU以將對應的巨集連接到對應的連接節點，且關斷負載開關SW_PU以使所述對應的巨集與所述對應的連接節點斷連。舉例來說，接通第一負載開關SW_PU[0]以將第一巨集[0]連接到第一連接節點110[0]。另外，關斷第一負載開關SW_PU[0]以使第一巨集[0]與第一連接節點110[0]斷連。相似地，接通第二負載開關SW_PU[1]以將第二巨集[1]連接到第二連接節點110[1]，且關斷第二負載開關SW_PU[1]以使第二巨集[1]與第二連接節點110[1]斷連。一直到接通第(n-1)負載開關SW_PU[N-1]以將第(n-1)巨集[N-1]連接到第(n-1)連接節點110[N-1]，且關斷第(n-1)負載開關SW_PU[N-1]以使第(n-1)巨集[N-1]與第(n-1)連接節點110[N-1]斷連。最後，接通第n負載開關SW_PU[N]以將第n巨集[N]連接到第n連接節點110[N]，且關斷第n負載開關SW_PU[N]以使第n巨集[N]與第n連接節點110[N]斷連。
在示例性實施例中，LDO電壓調節器電路100的所述多個連接節點中的每一者可經由反饋電路112的多個反饋環路及多個反饋開關連接到反饋節點218。舉例來說，反饋電路112包括第一反饋環路FL[0]、第二反饋環路FL[1]、......一直到第(n-1)反饋 環路FL[N-1]及第n反饋環路FL[N]。另外，反饋電路112包括第一反饋開關SW[0]、第二反饋開關SW[1]、......一直到第(n-1)反饋開關SW[N-1]及第n反饋開關SW[N]。在示例性實施例中，所述多個反饋開關可為電晶體(例如，PMOS電晶體、NMOS電晶體等)。然而，其他類型的開關也處於本公開的範圍內。
第一連接節點110[0]可通過第一反饋環路FL[0]及第一反饋開關SW[0]連接到反饋節點218。相似地，第二連接節點110[1]可通過第二反饋環路FL[1]及第二反饋開關SW[1]連接到反饋節點218，......一直到第(n-1)連接節點110[N-1]可通過第(n-1)反饋環路FL[N-1]及第(n-1)反饋開關SW[N-1]連接到反饋節點218，且第n連接節點110[N]可經由第n反饋環路FL[N]及第n反饋開關SW[N]連接到反饋節點218。
在實例中，接通所述多個反饋開關SW中的一者以通過對應的反饋環路將對應的連接節點連接到反饋節點218，且關斷所述多個反饋開關SW中的所述一者以使連接節點與反饋節點218斷連。舉例來說，接通第一反饋開關SW[0]以通過第一反饋環路FL[0]將第一連接節點110[0]連接到反饋節點218，且關斷第一反饋開關SW[0]以使第一連接節點110[0]與反饋節點218斷連。相似地，接通第二反饋開關SW[1]以通過第二反饋環路FL[1]將第二連接節點110[1]連接到反饋節點218，且關斷第二反饋開關SW[1]以使第二連接節點110[1]與反饋節點218斷連。一直到接通第(n-1)反饋開關SW[N-1]以通過第(n-1)反饋環路FL[N-1]將第(n-1)連接節點110[N-1]連接到反饋節點218，且關斷第(n-1)反饋開關SW[N-1]以使第(n-1)連接節點110[N-1]與反饋節點218斷連。最 後，接通第n反饋開關SW[N]以通過第n反饋環路FL[N]將第n連接節點110[N]連接到反饋節點218，且關斷第n反饋開關SW[N]以將第n連接節點110[N]與反饋節點218斷連。
所述多個反饋環路中的每一者在連接時被配置成將對應的連接節點的瞬時電壓提供到放大器202的第二輸入端子206。舉例來說，反饋節點218連接到放大器202的第二輸入端子206。因此，第一反饋環路FL[0]在連接到第一連接節點110[0]時被配置成將第一連接節點110[0]的第一瞬時電壓VCH[0]提供到放大器202的第二端子206。相似地，第二反饋環路FL[1]在連接到第二連接節點110[1]時被配置成將第二連接節點110[1]的第二瞬時電壓VCH[1]提供到放大器202的第二端子206。此一直到第(n-1)反饋環路FL[N-1]在連接到第(n-1)連接節點110[N-1]時將第(n-1)連接節點110[N-1]的第(n-1)瞬時電壓VCH[N-1]提供到放大器202的第二端子206。最後，第n反饋環路FL[N]在連接到第n連接節點110[N]時將第n連接節點110[N]的第n瞬時電壓VCH[N]提供到放大器202的第二端子206。
在示例性實施例中，LDO電壓調節器102可操作以將預定的供電電壓提供到所述多個巨集中的每一者。舉例來說，LDO電壓調節器102可操作以將第一寫入電壓WR[0]提供到第一巨集[0]，將第二寫入電壓WR[1]提供到第二巨集[1]，......一直到將第(n-1)電壓WR[N-1]提供到第(n-1)巨集[N-1]，且將第n寫入電壓WR[N]提供到第n巨集[N]。在示例性實施例中，所述多個寫入電壓中的每一者彼此實質上相同或近似相等。也就是說，第一寫入電壓WR[0]實質上相同於(或近似等於)第二寫入電壓WR[1]， 第二寫入電壓WR[1]轉而又近似等於第(n-1)寫入電壓WR[N-1]，第(n-1)寫入電壓WR[N-1]近似等於第n寫入電壓WR[N]。
在示例性實施例中，LDO電壓調節器102被配置成基於所接收的反饋來調整所述多個連接節點的瞬時電壓，以使所述多個連接節點中的每一者處的電壓位準維持實質上等於或近似等於對應的寫入電壓位準。舉例來說，LDO電壓調節器102可操作以使第一連接節點110[0]的電壓位準維持近似等於第一寫入電壓WR[0]。相似地，LDO電壓調節器102可操作以使第二連接節點110[1]的電壓位準維持近似等於第二寫入電壓WR[1]，......一直到使第(n-1)連接節點110[N]維持成第(n-1)寫入電壓WR[N-1]，且將第n連接節點110[N]維持成第n寫入電壓WR[N]。
舉例來說，放大器202可操作以將瞬時電壓與輸入電壓VCH_REF進行比較，且電流源212可操作以提供預定的源電流Is來調節所述多個連接節點處的電壓位準。也就是說，放大器202可基於瞬時電壓與輸入電壓VCH_REF之間的差來操作以增大或減小源電流Is，進而增大或減小所述多個連接節點中的一者或多者處的瞬時電壓。
在示例性實施例中，儘管所述多個反饋環路被示出為連接在所述多個連接節點與所述多個負載開關之間，然而在閱讀本公開之後，對於所述領域中的普通技術人員來說將顯而易見的是，所述多個反饋環路也可連接在所述多個負載開關與所述多個巨集之間，而不是連接在所述多個連接節點與所述多個負載開關之間。另外，儘管所述多個反饋環路被示出為可通過多個反饋開關連接到所述多個連接節點，然而在閱讀本公開之後，對於所述 領域中的普通技術人員來說將顯而易見的是，所述多個反饋環路可經由所述多個負載開關連接到所述多個連接節點，從而不再需要所述多個反饋開關。
舉例來說，圖4示出根據一些實施例的省略反饋開關的示例性LDO電壓調節器電路100。如圖4中所示，所述多個環路可通過所述多個負載開關SW_PU連接到所述多個連接節點。舉例來說，第一反饋環路FL[0]可通過第一負載開關SW_PU[0]連接到第一連接節點110[0]。相似地，第二反饋環路FL[1]可通過第二負載開關SW_PU[1]連接到第二連接節點110[1]，......一直到第(n-1)反饋環路FL[N-1]可通過第(n-1)負載開關SW_PU[N-1]連接到第(n-1)連接節點110[N-1]，且第n反饋環路FL[N]可通過第n負載開關SW_PU[N]連接到第n連接節點110[N]。
在實例中，接通負載開關SW_PU以將對應的巨集及對應的反饋環路二者連接到對應的連接節點，且關斷負載開關SW_PU以使所述對應的巨集及所述對應的反饋環路二者與所述對應的連接節點斷連。舉例來說，接通第一負載開關SW_PU[0]以將第一巨集[0]及第一反饋環路FL[0]連接到第一連接節點110[0]。另外，關斷第一負載開關SW_PU[0]以使第一巨集[0]及第一反饋環路FL[0]與第一連接節點110[0]斷連。相似地，接通第二負載開關SW_PU[1]以將第二巨集[1]及第二反饋環路FL[1]連接到第二連接節點110[1]，且關斷第二負載開關SW_PU[1]以使第二巨集[1]及第二反饋環路FL[1]與第二連接節點110[1]斷連，以此類推。
在實例中，可將多個巨集連接到LDO電壓調節器電路100的所述多個連接節點中的每一者。舉例來說，可將預定數目的 巨集連接到所述多個連接節點中的每一者。圖5是大體示出根據一些實施例的示例性LDO電壓調節器電路100的圖，LDO電壓調節器電路100具有連接在所述多個連接節點中的每一者處的多個巨集。舉例來說，且如圖5中所示，巨集[0：M]連接到第一連接節點110[0]、第二連接節點110[1]、......一直到第(n-1)連接節點110[N-1]及第n連接節點110[N]中的每一者。儘管圖5所示LDO電壓調節器電路100的所述多個連接節點中的每一者被示出為包括相同數目的巨集(即，M個巨集)，然而在閱讀本公開之後，對於所述領域中的普通技術人員來說將顯而易見的是，可將不同數目的巨集連接到所述多個連接節點中的一者或多者。
在一些實例中，可在LDO電壓調節器電路100中提供交流(AC)補償電路。圖6示出具有交流補償電路602(也被稱為頻率補償電路602)的示例性LDO電壓調節器電路100。在示例性實施例中，交流補償電路602與LDO電壓調節器102串聯連接。舉例來說，且如圖6中所示，交流補償電路602連接在第一內部節點210與第二內部節點216之間。交流補償電路602被配置成避免無意地產生可能導致LDO電壓調節器102的放大器202振盪的正反饋。另外，交流補償電路602被配置成控制放大器202響應中的過衝(overshoot)及振鈴(ringing)。參照圖7更詳細地論述示例性交流補償電路602。
圖7示出根據本公開一些實施例的示例性交流補償電路602。如圖7中所示，交流補償電路602包括具有可調式電阻器組及可調式電容器組的阻容(resistance-capacitance，RC)電路。舉例來說，且如圖7中所示，交流補償電路602包括電阻器組702 及電容器組704。電阻器組702與電容器組704串聯連接。
電阻器組702包括多個可連接電阻器以及對所述多個可連接電阻器中的一者或多者進行連接或斷連的多個開關。舉例來說，電阻器組702包括第一可連接電阻器Rc[0]以及對第一可連接電阻器Rc[0]與阻容電路進行連接及斷連的第一開關SW_R[0]、第二可連接電阻器Rc[1]及對第二可連接電阻器Rc[1]與阻容電路進行連接及斷連的第二開關SW_R[1]、......一直到第n可連接電阻器Rc[N]及對第n可連接電阻器Rc[N]與阻容電路進行連接及斷連的第n開關SW_R[N]。另外，電阻器組702包括旁路開關Rpass以對電阻器組702進行旁通。舉例來說，旁路開關Rpass在被接通時提供直接路徑，從而對電阻器組702的所述多個電阻器進行旁通。
在示例性實施例中，電阻器組702是可調式的，且通過對電阻器組702的所述多個可連接電阻器中的一者或多者進行連接或斷連來選擇電阻器組702的期望電阻值。舉例來說，接通第一開關SW_R[0]以將第一可連接電阻器Rc[0]連接到阻容電路，且關斷第一開關SW_R[0]以使第一可連接電阻器Rc[0]與阻容電路斷連。在示例性實施例中，連接到阻容電路的可連接電阻器的數目取決於LDO電壓調節器電路100的負載104。舉例來說，連接到阻容電路的可連接電阻器的數目取決於LDO電壓調節器電路100的負載104中的巨集的數目。在示例性實施例中，電阻器組702的所述多個開關可為電晶體(例如，PMOS電晶體、NMOS電晶體等)。然而，其他類型的開關也處於本公開的範圍內。
電容器組704包括多個可連接電容器以及對所述多個可 連接電容器中的一者或多者進行連接或斷連的多個開關。舉例來說，電容器組704包括第一可連接電容器Cc[0]以及對第一可連接電容器Cc[0]與阻容電路進行連接及斷連的第一開關SW_C[0]、第二可連接電容器Cc[1]以及對第二可連接電容器Cc[1]與阻容電路進行連接及斷連的第二開關SW_C[1]、......一直到第n可連接電容器Cc[N]以及對第n可連接電容器Cc[N]與阻容電路進行連接及斷連的第n開關SW_C[N]。另外，電容器組704包括旁路開關Cpass以對電容器組704進行旁通。舉例來說，旁路開關Cpass在被接通時提供直接路徑，從而對電容器組702的所述多個電容器進行旁通。
在示例性實施例中，電容器組704是可調式的，且通過對電容器組704的所述多個可連接電容器中的一者或多者進行連接或斷連來選擇電容器組704的期望電容值。舉例來說，接通第一開關SW_C[0]以將第一可連接電容器Cc[0]連接到阻容電路，且關斷第一開關SW_C[0]以使第一可連接電容器Cc[0]與阻容電路斷連。在示例性實施例中，連接到阻容電路的可連接電容器的數目取決於LDO電壓調節器電路100的負載104。舉例來說，連接到阻容電路的可連接電容器的數目取決於LDO電壓調節器電路100的負載104中的巨集的數目。在示例性實施例中，電容器組704的所述多個開關可為電晶體(例如，PMOS電晶體、NMOS電晶體等)。然而，其他類型的開關也處於本公開的範圍內。
圖8是大體示出根據一些實施例的沿著LDO電壓調節器電路100的連接件的連接節點處的示例性電壓的圖800。圖8所示第一曲線802示出沿著LDO電壓調節器電路100的連接件的所述 多個連接節點處的電壓曲線，且圖8所示第二曲線804示出沿著傳統調節器電路的連接件的所述多個連接節點處的電壓曲線。如第一曲線802所示，在具有多個連接節點時，LDO電壓調節器電路100的所述多個連接節點處的電壓保持恆定。然而，如第二曲線804所示，傳統調節器電路的連接節點處的電壓隨著連接節點的增加而下降。
圖9是示出根據一些實施例的提供供電電壓的方法900的流程圖。可在LDO電壓調節器電路100或包括LDO電壓調節器電路100的晶片中實施方法900。另外，方法900的步驟可作為可由處理器執行以實施方法900的指令被儲存。
在方法900的方塊910處，由低壓降電壓調節器(例如，LDO電壓調節器102)將供電電壓提供到多個巨集。所述多個巨集可連接在與低壓降電壓調節器的輸出端子連接的連接件上的多個連接節點處。舉例來說，可將多個巨集(即，第一巨集[0]、......、第n巨集[N])連接到多個連接節點(即，第一連接節點110[0]、......、第n連接節點110[N])。LDO電壓調節器102可操作以將供電電壓提供到所述多個巨集。
在方法900的方塊920處，通過多個反饋環路中的反饋環路接收所述多個連接節點中的連接節點的瞬時電壓。所述多個反饋環路可連接到所述多個連接節點。在低壓降電壓調節器的放大器處接收瞬時電壓。舉例來說，可將多個反饋環路(即，第一反饋環路FL[0]、......、第n反饋環路FL[N])連接到所述多個連接節點(即，第一連接節點110[0]、......、第n連接節點110[N])。在LDO電壓調節器102的放大器202處接收瞬時電壓。
在方法900的方塊930處，確定所接收的瞬時電壓與參考電壓之間的差。在示例性實施例中，由放大器202確定所接收的瞬時電壓與參考電壓之間的差。在第二輸入端子206處提供所接收的瞬時電壓，且在放大器202的第一輸入端子204處提供參考電壓，放大器202可操作以比較輸入並確定輸入之間的差。
在方法900的方塊940處，基於所確定的差調整由電流源在低壓降電壓調節器的輸出端子處吸收的源電流的量。舉例來說，基於連接節點的所接收的瞬時電壓與參考電壓之間的差來調整由電流源212在LDO電壓調節器102的輸出端子108處吸收的源電流的量。電流源212與放大器202串聯連接。調整由電流源212吸收的源電流的量包括：調整由電流源212吸收的源電流的量以使供電電壓維持近似等於參考電壓。
根據一些實施例，一種電壓調節器電路包括：電壓調節器，被配置成在輸出端子處提供輸出電壓；多個巨集，可連接在與所述電壓調節器的所述輸出端子連接的連接件的多個連接節點處；以及反饋電路，包括多個反饋環路，所述多個反饋環路可連接到所述多個連接節點，其中所述多個反饋環路中的反饋環路在連接到所述多個連接節點中的連接節點時被配置成將所述連接節點的瞬時電壓作為反饋提供到所述電壓調節器，且其中所述電壓調節器被配置成響應於所述瞬時電壓而調節所述輸出電壓以使所述連接節點的所述瞬時電壓維持近似等於參考電壓。
在相關實施例中，所述電壓調節器包括放大器及電流源，其中所述放大器包括第一輸入端子、第二輸入端子及放大器輸出端子，其中在所述第一輸入端子處提供輸入參考電壓且在所 述第二輸入端子處提供所述瞬時電壓，且其中所述放大器輸出端子連接到所述電流源。
在相關實施例中，所述放大器被配置成確定所述輸入參考電壓與所述瞬時電壓之間的差並調節所述電流源的源電流以使所述瞬時電壓與所述參考電壓之間的差最小化。
在相關實施例中，所述電流源包括電晶體，其中所述電晶體的閘極連接到所述放大器的所述放大器輸出端子，其中所述電晶體的源極/汲極連接到電晶體供電電壓，且其中汲極/源極連接到輸出節點。
在相關實施例中，所述的電壓調節器電路還包括與所述電壓調節器串聯耦合的補償電路。
在相關實施例中，所述補償電路包括阻容電路。
在相關實施例中，所述阻容電路是可調式的。
在相關實施例中，所述阻容電路包括電阻器組及電容器組，所述電阻器組包括多個電阻器，所述電容器組包括多個電容器，所述電容器組與所述電阻器組串聯連接。
在相關實施例中，所述多個巨集中的一個巨集能夠連接到所述多個連接節點中的每一者。
在相關實施例中，所述多個巨集中的多個巨集能夠連接到所述多個連接節點中的每一者。
在一些示例性實施例中，一種電壓調節器電路包括：電壓調節器，被配置成在輸出端子處提供輸出電壓；連接件，連接到所述輸出端子，所述連接件包括沿著所述連接件的長度間隔開的多個連接節點；多個巨集，可連接在所述連接件的所述多個連 接節點處；以及多個反饋環路，可連接在所述多個連接節點處，其中所述多個反饋環路中的每一者在連接到所述多個連接節點中的對應的連接節點時被配置成將所述對應的連接節點的瞬時電壓作為反饋提供到所述電壓調節器，且其中所述電壓調節器被配置成響應於所述瞬時電壓而調節所述輸出電壓以使所述對應的連接節點的所述瞬時電壓維持近似等於參考電壓。
在相關實施例中，所述多個巨集能夠通過多個負載開關連接在所述多個連接節點處。
在相關實施例中，所述多個反饋環路能夠通過多個反饋開關連接到所述多個連接節點。
在相關實施例中，當連接到所選擇的連接節點的所選擇的巨集的負載開關被接通時，與和所述所選擇的連接節點相關聯的所選擇的反饋環路對應的反饋開關被接通。
在相關實施例中，所述多個巨集中的僅一個巨集能夠連接到所述多個連接節點中的每一者。
在相關實施例中，所述多個巨集中的多個巨集能夠連接到所述多個連接節點中的每一者。
在相關實施例中，所述的電壓調節器電路還包括與所述電壓調節器串聯連接的補償電路。
在相關實施例中，所述補償電路包括阻容電路，所述阻容電路具有與電容器組串聯連接的電阻器組，且其中所述電阻器組及所述電容器組中的每一者是可調式的。
根據一些示例性實施例，一種提供供電電壓的方法包括：由低壓降電壓調節器將供電電壓提供到多個巨集，所述多個 巨集可連接在與所述低壓降電壓調節器的輸出端子連接的連接件上的多個連接節點處；在所述低壓降電壓調節器的放大器處通過多個反饋環路中的反饋環路接收所述多個連接節點中的連接節點的瞬時電壓，所述多個反饋環路可連接到所述多個連接節點；由所述放大器確定所接收的所述瞬時電壓與參考電壓之間的差；以及基於所確定的所述差，調整由電流源在所述低壓降電壓調節器的所述輸出端子處吸收的源電流的量，其中所述電流源與所述放大器串聯連接，且其中調整由所述電流源吸收的所述源電流的所述量包括：調整由所述電流源吸收的所述源電流的所述量以使所述供電電壓維持近似等於所述參考電壓。
在相關實施例中，所述多個巨集中的多於一個巨集能夠連接在所述多個連接節點中的每一者處。
本公開概述了各種實施例，以使所屬領域中的技術人員可更好地理解本公開的各個方面。所屬領域中的技術人員應理解，他們可容易地使用本公開作為設計或修改其他製程及結構的基礎來施行與本文中所介紹的實施例相同的目的和/或實現與本文中所介紹的實施例相同的優點。所屬領域中的技術人員還應認識到，這些等效構造並不背離本公開的精神及範圍，而且他們可在不背離本公開的精神及範圍的條件下對其作出各種改變、代替及變更。
100:低壓降(LDO)電壓調節器電路
102:LDO電壓調節器
104:負載
106:第一輸入端子
108:輸出端子
110:連接節點
112:反饋電路
114:連接件
SW_PU:負載開關
VCH:輸出電壓
VCH_REF:輸入電壓

Claims (8)

  1. 一種電壓調節器電路，包括：電壓調節器，被配置成在輸出端子處提供輸出電壓；多個巨集，能夠連接在與所述電壓調節器的所述輸出端子連接的連接件的多個連接節點處；以及反饋電路，包括多個反饋環路，所述多個反饋環路能夠連接到所述多個連接節點，其中所述多個反饋環路中的反饋環路在連接到所述多個連接節點中的連接節點時被配置成將所述連接節點的瞬時電壓作為反饋提供到所述電壓調節器，且其中所述電壓調節器被配置成響應於所述瞬時電壓而調節所述輸出電壓以使所述連接節點的所述瞬時電壓維持近似等於參考電壓，其中所述電壓調節器包括放大器及電流源，其中所述放大器包括第一輸入端子、第二輸入端子及放大器輸出端子，其中在所述第一輸入端子處提供輸入參考電壓且在所述第二輸入端子處提供所述瞬時電壓，且其中所述放大器輸出端子連接到所述電流源，其中所述電流源包括電晶體，其中所述電晶體的閘極連接到所述放大器的所述放大器輸出端子，其中所述電晶體的源極/汲極連接到電晶體供電電壓，且其中汲極/源極連接到輸出節點。
  2. 如請求項1所述的電壓調節器電路，其中所述放大器被配置成確定所述輸入參考電壓與所述瞬時電壓之間的差並調節所述電流源的源電流以使所述瞬時電壓與所述參考電壓之間的差最小化。
  3. 如請求項1所述的電壓調節器電路，還包括與所述電壓調節器串聯耦合的補償電路。
  4. 一種電壓調節器電路，包括：電壓調節器，被配置成在輸出端子處提供輸出電壓；連接件，連接到所述輸出端子，所述連接件包括沿著所述連接件的長度間隔開的多個連接節點；多個巨集，能夠連接在所述連接件的所述多個連接節點處；以及多個反饋環路，能夠連接在所述多個連接節點處，其中所述多個反饋環路中的每一者在連接到所述多個連接節點中的對應的連接節點時被配置成將所述對應的連接節點的瞬時電壓作為反饋提供到所述電壓調節器，且其中所述電壓調節器被配置成響應於所述瞬時電壓而調節所述輸出電壓以使所述對應的連接節點的所述瞬時電壓維持近似等於參考電壓，其中所述電壓調節器包括放大器及電流源，其中所述放大器包括第一輸入端子、第二輸入端子及放大器輸出端子，其中在所述第一輸入端子處提供輸入參考電壓且在所述第二輸入端子處提供所述瞬時電壓，且其中所述放大器輸出端子連接到所述電流源，其中所述電流源包括電晶體，其中所述電晶體的閘極連接到所述放大器的所述放大器輸出端子，其中所述電晶體的源極/汲極連接到電晶體供電電壓，且其中汲極/源極連接到輸出節點。
  5. 如請求項4所述的電壓調節器電路，其中所述多個巨集能夠通過多個負載開關連接在所述多個連接節點處。
  6. 如請求項4所述的電壓調節器電路，還包括與所述電壓調節器串聯連接的補償電路。
  7. 如請求項6所述的電壓調節器電路，其中所述補償 電路包括阻容電路，所述阻容電路具有與電容器組串聯連接的電阻器組，且其中所述電阻器組及所述電容器組中的每一者是可調式的。
  8. 一種提供供電電壓的方法，所述方法包括：由低壓降電壓調節器將供電電壓提供到多個巨集，所述多個巨集能夠連接在與所述低壓降電壓調節器的輸出端子連接的連接件上的多個連接節點處；在所述低壓降電壓調節器的放大器處通過多個反饋環路中的反饋環路接收所述多個連接節點中的連接節點的瞬時電壓，所述多個反饋環路能夠連接到所述多個連接節點；由所述放大器確定所接收的所述瞬時電壓與參考電壓之間的差；以及基於所確定的所述差，調整由電流源在所述低壓降電壓調節器的所述輸出端子處吸收的源電流的量，其中所述電流源與所述放大器串聯連接，且其中調整由所述電流源吸收的所述源電流的所述量包括：調整由所述電流源吸收的所述源電流的所述量以使所述供電電壓維持近似等於所述參考電壓，其中所述電流源包括電晶體，其中所述電晶體的閘極連接到所述放大器的放大器輸出端子，其中所述電晶體的源極/汲極連接到電晶體供電電壓，且其中汲極/源極連接到輸出節點。
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