低壓差調節器制造技術

本發明專利技術公開了一種低壓差調節器，用以補償大范圍的負載，該低壓差調節器包括一放大器、一旁路晶體管、一分壓器、一補償網以及一控制電路。放大器根據一參考信號以及一回授信號，輸出一補償結果。旁路晶體管根據該補償結果，產生一輸出電流。分壓器根據該輸出電流，產生該回授信號。補償網耦接于第二輸出端與該放大器的一低阻抗節點之間，并具有一補償電容以及一可變電阻。該可變電阻耦接該補償電容。控制電路耦接該第一輸入端以及該可變電阻，用以根據該輸出電流，控制該可變電阻的阻抗。本發明專利技術實施例的低壓差調節器，可提供較佳的頻率補償和更穩定的分辨率，并且避免了補償效應受制造工藝和溫度的影響。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種低壓差調節器，尤其涉及一種具有可變阻抗負載補償電 路的低壓差調節器。
技術介紹
電壓調節電路通常設置在電源供應電路與負載電路之間。當電源供應電 路所產生的電壓變動時，電壓調節電路仍可提供一固定的電壓給負載電路。 以行動電話所使用的電池為例，若沒有對電池充電，則電池的電壓可能會下 降。然而，透過電壓調節電路，就算電池的輸出電壓下降，只要電池的電壓 大于電壓調節電路所提供的固定電壓，電壓調節電路便可持續提供一固定的 電壓給行動電話的負載電路。為了使電壓調節電路提供固定的電壓， 一壓差 電壓會接著被定義成一最小電壓差。該最小電壓差必須從電壓調節電路的輸 入端，被提供至電壓調節電路的輸出端。舉例而言， 一電壓調節器提供的固定電壓為1.8V。當電壓調節器的輸入電壓為2.0V時，該電壓調節器便可輸出 1.8V的固定電壓。因此，在此例中，壓差電壓為0.2V(2.0V-1.8V)。所謂的低 壓差(low drop-out; LDO)調節器(regulator)就是具有低壓差電壓的電壓調節器。 在調制解調器(modem)的應用中，電壓調節器的壓差電壓需小于50mV。請參考圖1，圖1顯示具有第一補償電路的低壓差調節器10。低壓差調 節器10具有第一級放大器101、反相放大器102、旁路晶體管(pass transistor)MP、反射晶體管(mirror transistor)MS、電流-電壓轉換器103、補償 電容Cc以及補償電阻Rc。低壓差調節器10輸出一輸出電壓OUT。不論輸入 電壓Vdd如何変化，輸出電壓OUT會維持在一固定值。從輸入電壓VDD開始，一負載電流lL會經過旁路晶體管MP，而進入負載Zt。第一電阻RA及第二電阻RB產生一電壓，該電壓與輸出電壓OUT之間具有比例關系。該電壓會與 參考電壓VREF作比較，并透過放大器101、 102以及旁路晶體管MP，控制輸 出電壓OUT。補償電容Cc及補償電阻Rc可提供一補償頻率。由于補償電阻 Rc所接收的電壓經過反射晶體管MS以及電流-電壓轉換器103，故補償頻率 隨著流經旁路晶體管MP的電流而變化。請參考圖2，圖2顯示具有第二補償電路的低壓差調節器20。低壓差調 節器20具有第一級放大器201、緩沖器202、旁路晶體管MP、第一電阻RA、 第二電阻Ru、補償電阻Rc以及補償電容Cc。低壓差調節器20輸出一輸出電 壓OUT。不論輸入電壓Vdd如何変化，輸出電壓OUT會維持在一固定值。 流經負載Zi^的負載電流L，是由旁路晶體管MP所提供。低壓差調節器20 與低壓差調節器IO相似。另外，雖然第一補償電路與第二補償電路不太一樣， 但原理相同。低壓差調節器10及20具有一些缺點。第一，低壓差調節器10及20的 電源抑制比(PSRR)不夠高。在圖1所示的低壓差調節器10中，第一級放大器 101的輸出端x到交流地端(AC ground)之間具有一寄生電容，該寄生電容的容 值Cu =(1+A)CC。在圖2所示的低壓差調節器20中，第一級放大器101的輸 出端x到交流地端(AC groimd)的寄生電容的容值CU=CC。這表示圖2的補償 電容Cc必須非常大。因此，低壓差調節器10及20的PSRR頻率響應的零點 (zero)在1/2兀Cur。p其中r。,為第一級放大器的輸出阻抗。第二，低壓差調節器10及20的補償無法應用在輸出電壓OUT。也就是 說，圖l及圖2所示的補償方法，無法將輸出電壓的極點(pole)移至較高的頻 率。第三，低壓差調節器10及20的可變補償電阻Rc由MOSFET所構成。 因此，可變補償電阻Rc所能夠提供的補償效應會受到MOSFET的制造工藝 或是溫度的影響。
技術實現思路
本專利技術提供一種低壓差(LDO)調節器，目的是用以解決現有的低壓差調節 器電源抑制比不夠高，頻率補償不夠好，且易受制造工藝和溫度影響的缺點。 所述低壓差調節器包括一放大器、 一旁路晶體管、 一分壓器、 一補償網以及 一控制電路。放大器的第一端接收一參考信號，其第二端接收一回授信號， 其輸出端根據該參考信號以及該回授信號，輸出一補償結果。旁路晶體管的 輸入端耦接放大器的輸出端，其輸出端根據該補償結果，產生一輸出電流。 分壓器耦接該旁路晶體管，用以根據該輸出電流，產生該回授信號。補償網 耦接于旁路晶體管的輸出端與該放大器的一低阻抗節點之間，并包括一補償 電容以及一可變電阻。可變電阻耦接補償電容。控制電路耦接旁路晶體管的 輸入端以及可變電阻，用以根據旁路晶體管的輸出電流，控制可變電阻的阻 抗。本專利技術實施例的低壓差調節器，可以將補償應用至輸出電壓，因此，可 提供較佳的頻率補償。另外，本專利技術實施例的低壓差調節器中，補償電阻為多晶硅電阻(polyresistor),避免了補償效應受制造工藝和溫度的影響。控制電 路中包含電流補償器，該電流補償器具有精確的參考電流，故可提供更穩定 的分辨率。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本專利技術的限定。在附圖中圖1為現有具有第一補償電路的低壓差調節器。圖2為現有具有第二補償電路的低壓差調節器。圖3為本專利技術實施例的低壓差調節器的示意圖。圖4為圖3所示的低壓差調節器的一可能實施例。圖5顯示在負載很小時，圖4所示的低壓差調節器的頻率響應示意圖。圖6顯示在負載很大時，圖4所示的低壓差調節器的頻率響應示意圖。 圖7顯示在負載適中時，圖4所示的低壓差調節器的頻率響應示意圖。 圖8顯示在不同補償阻抗值下， 負載電流之間的關系示意圖。 附圖標號10、 20、 30:低壓差調節器； 101、 201、 301:第一級放大器102:反相放大器； MS:反射晶體管； Cc:補償電容； OUT:輸出電壓； RA、 RB:電阻；II:負載電壓； 303:控制電路； MSl MSn:晶體管； SW廣SWn:開關； di:輸出。具體實施例方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合附圖對本 專利技術實施例做進一步詳細說明。在此，本專利技術的示意性實施例及其說明用于 解釋本專利技術，但并不作為對本專利技術的限定。圖3為本專利技術實施例的低壓差調節器的示意圖。如圖所示，低壓差調節 器30具有第一級放大器301、緩沖器302、旁路晶體管MP、第一電阻RA及 第二電阻RB。第一級放大器301的第一端(-)接收參考信號VreF，其第二端(+) 接收一回授信號。根據參考信號Vref以及回授信號，第一級放大器301的輸圖4所示的低壓差調節器的相位邊距與MP:旁路晶體管； 103:電流-電壓轉換器; Rc:補償電阻； VDD:輸入電壓； Zl:負載； 202、 302:緩沖器； VreF:參考信號；Ra Roi:電阻段；Im. lRn:參考電流源；出端(x)便可輸出一補償結果。旁路晶體管MP的輸入端耦接第一級放大器301 的輸出端，其輸出端根據第一級放大器301的補償結果，產生一輸出電流 OUT。第一電阻RA與第二電阻RB構成一分壓器。該分壓器耦接旁路晶體管 MP，用以根據輸出電壓OUT，產生該回授信號。低壓差調節器30更包括一 補償網。該補償網耦接在旁路晶體管MP的輸出端至第一級放大器301的低 阻抗節點(y)之間。補償網包括，補償電容Cc以及可變電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低壓差調節器，其特征在于，所述的低壓差調節器包括：　一放大器，具有一第一端、一第二端以及一第一輸出端，所述第一端接收一參考信號，所述第二端接收一回授信號，所述第一輸出端根據所述參考信號以及所述回授信號，輸出一補償結果；　一旁 路晶體管，具有一第一輸入端以及一第二輸出端，所述第一輸入端耦接所述第一輸出端，所述第二輸出端根據所述補償結果，產生一輸出電流；　一分壓器，耦接所述旁路晶體管，用以根據所述輸出電流，產生所述回授信號；　一補償網，耦接于所述第二輸出 端與所述放大器的一低阻抗節點之間，所述補償網具有一補償電容以及一可變電阻，所述可變電阻耦接所述補償電容；以及　一控制電路，耦接所述第一輸入端以及所述可變電阻，用以根據所述輸出電流，控制所述可變電阻的阻抗。

【技術特征摘要】
US 2008-9-15 61/096,8651、一種低壓差調節器，其特征在于，所述的低壓差調節器包括一放大器，具有一第一端、一第二端以及一第一輸出端，所述第一端接收一參考信號，所述第二端接收一回授信號，所述第一輸出端根據所述參考信號以及所述回授信號，輸出一補償結果；一旁路晶體管，具有一第一輸入端以及一第二輸出端，所述第一輸入端耦接所述第一輸出端，所述第二輸出端根據所述補償結果，產生一輸出電流；一分壓器，耦接所述旁路晶體管，用以根據所述輸出電流，產生所述回授信號；一補償網，耦接于所述第二輸出端與所述放大器的一低阻抗節點之間，所述補償網具有一補償電容以及一可變電阻，所述可變電阻耦接所述補償電容；以及一控制電路，耦接所述第一輸入端以及所述可變電阻，用以根據所述輸出電流，控制所述可變電阻的阻抗。2、 如權利要求1所述的低壓差調節器，其特征在于，所述可變電阻包括 多個電阻段，形成一電阻串，并串聯于所述補償...

【專利技術屬性】
技術研發人員：達思古帕塔尤達，坦吉爾愛立克森德，
申請(專利權)人：聯發科技新加坡私人有限公司，
類型：發明
國別省市：SG[新加坡]