專(zhuān)利名稱(chēng)：低壓降電壓調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例通常涉及電壓調(diào)節(jié)器。本發(fā)明的實(shí)施例也涉及應(yīng)用在電子工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用中的低壓降(dropout)電壓調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
電壓調(diào)節(jié)器在多種電子和機(jī)電應(yīng)用中使用。例如，直流電壓調(diào)節(jié)器典型地 在靜態(tài)電路的情況下實(shí)現(xiàn)，其接受可M流電壓輸入并產(chǎn)生調(diào)節(jié)后的直流電壓 輸出。為輸入電壓和輸出負(fù)載電流中的變化維持輸出電壓。 一種廣泛在工業(yè)和 商業(yè)應(yīng)用中{頓的電壓調(diào)節(jié)器是低壓降電壓調(diào)節(jié)器。被稱(chēng)為L(zhǎng)DO的"低壓降調(diào) 節(jié)器"在停止調(diào)節(jié)之前較低電壓流過(guò)時(shí)通常運(yùn)行。

圖1示出了作為低壓降調(diào)節(jié)器運(yùn)行的現(xiàn)有技術(shù)電路10的示意圖。通常，電 路10包括與電源電壓12連接的晶體管14和晶體管16。晶體管18通常與晶體 管16和電流源20連接，電流源20與地和晶體管14的輸出端相連接。晶體管 26也與晶體管14和晶體管24連接，晶體管24依次與配置在節(jié)點(diǎn)A和B之間 的電容器22連接。晶體管24通常配置在節(jié)點(diǎn)A和D之間。電阻28與節(jié)點(diǎn)D和G連接。電 阻38依次與節(jié)點(diǎn)G和地連接。晶體管26也與節(jié)點(diǎn)G連接。還提供與電阻30 連接的電阻32。注意電阻30和電阻32被配置與電容器34和電阻36并聯(lián)。節(jié) 點(diǎn)C連接到電阻30的一端及電容器34和電阻36的一端?？蓮氖瘉K巧與晶體管 16連接的節(jié)點(diǎn)C得到輸出電壓37 ?，F(xiàn)有技術(shù)電路10的一個(gè)問(wèn)題是電路10經(jīng)常 需要使用外部電容器34并且由于考慮到電容器22的電擊穿而不能在更高的電 源電壓下運(yùn)行。另外，電路10需要駄的電路面積。圖2示出了描繪從如圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中的低壓降電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的數(shù) 據(jù)的曲線圖40。以低壓降調(diào)節(jié)器波德曲線的形式提供圖40以便說(shuō)明臨界穩(wěn)定度 僅為33度的相位裕度。圖40中的區(qū)域42顯示了 33度的較小裕度的穩(wěn)定度。 圖40中繪制的線44和46通常表示回路增益相移和大小。因此圖40顯示具有超出0db的增益的超過(guò)180度位移是不穩(wěn)定的。與如圖1-2所示的ieS相關(guān)的一個(gè)主要問(wèn)題是電路10不允許電容器22經(jīng)受 這樣的電壓，該電壓是電壓Vcc或電源電壓12的函數(shù)。艮P，由于電路10的設(shè) 計(jì)，電容器22不能提供最佳W嘗。因此，需要一種艦的低壓降電壓調(diào)節(jié)器設(shè) 計(jì)和實(shí)現(xiàn)以克服與如電路10的現(xiàn)有技斜目關(guān)聯(lián)的固有問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容以下概述用于幫助理解只有本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施例才有的一些倉(cāng)噺特性而并 不是詳細(xì)說(shuō)明。關(guān)于本發(fā)明實(shí)施例的各方面可通過(guò)齡的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求、 附圖和摘要得到全面的理解。因此，'本發(fā)明的一方面提供了一種改進(jìn)的低壓降電壓調(diào)節(jié)器設(shè)備。 本發(fā)明的另外一方面提供了一禾中結(jié)合4頓反饋補(bǔ)償元件的改進(jìn)的低壓降電 壓調(diào)節(jié)器設(shè)備。進(jìn)一步，本發(fā)明的另一方面提供了一種結(jié)合使用了利用密勒效應(yīng)以獲得更 好的補(bǔ)償^媒的反饋補(bǔ)償元件的艦的低壓降電壓調(diào)節(jié)器設(shè)備。上述方面和其他目的及優(yōu)點(diǎn)將在litiS行說(shuō)明。公開(kāi)了一種低壓降電壓調(diào)節(jié) 器設(shè)備，包括與電源電壓連接的低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路，其中至少一個(gè)輸入電 壓輸入到劍氐壓降電壓調(diào)節(jié)器電路以從低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路產(chǎn)生至少一個(gè)輸 出電壓。還提供與該低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路集成的反饋補(bǔ)償元件。為了經(jīng)受與 電源電壓相關(guān)的高壓并從低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路產(chǎn)生輸出電壓，該反饋補(bǔ)償元 件通常位于劍氐壓降電壓調(diào)節(jié)器電路中以利用與該低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路相關(guān) 的密勒效應(yīng)。該反饋補(bǔ)償元件通常包括電容器，如，例如，雙豐鵬結(jié)型電容器或電介質(zhì) 電容器。M31實(shí)現(xiàn)這樣的一種電壓調(diào)節(jié)電路，可去除在該反饋補(bǔ)償元件或電容 器兩端的該電源電壓 性(dependency),從而該電容器需要的尺寸減小。這 種減小是由于密勒效應(yīng)的改進(jìn)運(yùn)用和為了防止有效電容在更高電壓下減小而保 持通過(guò)反饋補(bǔ)償元件或電容器的電壓不^^共同造成的結(jié)果。而且，通過(guò)不提 供其中把電容器與該電源電壓輸入耦合的配置，提高了輸入的魯棒性(如，最 大電源電壓和ESD抗擾性)。附圖進(jìn)一步說(shuō)明了實(shí)施例并且結(jié)合詳細(xì)描述，用于對(duì)在此所公開(kāi)的實(shí)施例 進(jìn)4，牟釋?zhuān)渲性诟綀D中在旨視圖中相同的參考數(shù)字指相同的或具有相似功 能的部件以及其被結(jié)合在說(shuō)明書(shū)的一部分中并形成說(shuō)明書(shū)的一部分。 圖1示出了作為低壓降調(diào)節(jié)器運(yùn)行的現(xiàn)有技術(shù)電路的示意亂 圖2示出了描繪從如圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中的低壓降調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的繊的 曲線圖；圖3示出了傲照it^實(shí)施例作為M的低壓降調(diào)節(jié)器運(yùn)行的電路示意亂圖4示出了描繪從如圖3所示的艦的低壓降調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的 的曲線圖；以及圖5示出了根據(jù)可替換實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的補(bǔ)償?shù)蛪航礔ET電路的示意圖。
具體實(shí)施方式
在這些非限定的實(shí)施例中討論的特值和配置可以改變以及僅僅弓閱以說(shuō)明 至少一個(gè)賣(mài)施例，并且不旨在限制其范圍。圖3示出了依照im實(shí)施例作為艦的低壓降調(diào)節(jié)器運(yùn)行的電路60的示意 圖。注意在圖1和圖3中，相同或相似的部分転件通常用相同的參考數(shù)字來(lái) 。盡管使用了如圖1所示的這樣元件，圖1中的現(xiàn)有技術(shù)電路10不應(yīng)被視 為本實(shí)施例的限定特征，而反之，此為一般示例和背景目的而示出，并且也為 ffi31所公開(kāi)的實(shí)施例獲得的改進(jìn)描述上下文。電路60通常包括與電源電壓12 連接的晶體管14和晶體管16。晶體管16又與晶體管18連接，該晶體管18與地和電流源20連接。注意 電流源20也與晶體管14連接^f共取決于設(shè)計(jì)因素的啟動(dòng)電流，如15微安。 晶體管14通常與晶體管18和電流源20在節(jié)點(diǎn)H連接。進(jìn)一步地晶體管14與 晶體管26在節(jié)點(diǎn)I連接。晶體管26依次與電阻38在節(jié)點(diǎn)G,。晶體管26 也與電阻28在節(jié)點(diǎn)G連接。另外，與如圖l所示的現(xiàn)有技術(shù)配置不同，如圖3所示的電路60包括S2g 在節(jié)點(diǎn)E/C和節(jié)點(diǎn)D之間的電容器23。電容器23 ，鵬擇以^M:魅圣受小于輸 出電壓37， Vout，并_§3151利用駄的密勒效應(yīng)以提供|^子的補(bǔ)償。注意此處 4頓的術(shù)語(yǔ)"密勒效應(yīng)'通常指的是一種這樣的現(xiàn)象，M該5嫁在電子設(shè)備的輸入和輸出之間的有效反饋路徑能由該設(shè)備的極間電，供。這能影響該設(shè)備 的總輸入導(dǎo)納，從而造成該設(shè)備的總動(dòng)態(tài)輸入導(dǎo)納總是等于或大于該靜態(tài)電豐及電容的總和。因此，電容器23作為電路60中的反饋補(bǔ)償元件運(yùn)行。電阻28通常依次與晶體管24在節(jié)點(diǎn)D連接。注意，晶體管24也與節(jié)點(diǎn)A 連接，節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)H電子地構(gòu)成同一節(jié)點(diǎn)。因此晶,24也與晶體管14， 電流源20和晶體管18在節(jié)點(diǎn)A/H連接。電阻28也與補(bǔ)償電容器23連接。電阻30和32形成電阻分壓器并且與晶體管24和26的基極在節(jié)點(diǎn)B連接。 電容器23、電阻30和電容器34和電阻36也在節(jié)點(diǎn)E連接，節(jié)點(diǎn)E和節(jié)點(diǎn)C 電等同于同一節(jié)點(diǎn)，從節(jié)點(diǎn)C得至嚇出電壓37。注意可作為典型負(fù)載的電容器 34與作為電負(fù)載的電阻36并聯(lián)。由于電容器23掛共的改進(jìn)的補(bǔ)償作用，通常 不需要電容器34。圖4示出了描繪從改進(jìn)的低壓降調(diào)節(jié)器(如圖3所示的電路60的調(diào)節(jié)器) 產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的曲線圖80。曲線圖80通常描述了與電路60產(chǎn)生的數(shù)據(jù)相關(guān)的改 進(jìn)的W嘗低壓降波德圖。曲線圖80顯示回路增益大小 和回路增益相移 。 同樣，具有大于Odb增益的M 180度位移是不穩(wěn)定的，相比于前述現(xiàn)有技術(shù) 曲線圖40描繪的數(shù)據(jù)有了更大的改進(jìn)。曲線圖80顯示了具有59度的相位裕度 的增加的穩(wěn)定度，正如區(qū)域82所示出的，所述區(qū)域82位于線84以下和180度 之上，其中線86與0db交叉。圖5示出了根據(jù)可替換實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的補(bǔ)償?shù)蛪航礔ET電路90的示意圖。注 意在圖l、 3和5中，相同或相似的部件或元件通常4柳相同的參考數(shù)字標(biāo)。 再次的，盡tH柳了如圖l中的相同參考數(shù)字，圖1中的現(xiàn)有技術(shù)電路10仍不 應(yīng)被視為本實(shí)施例柳蹄孵征，而反之，在此為一般示例和背景目的而示出， 并且也為通MM公開(kāi)的實(shí)施例獲得的M描^i:下文。作為低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路運(yùn)行的電路90通常包括與電源電壓12連接的 晶體管14、電流源20和FET晶體管92。另夕卜，晶體管26與電阻38和電阻28 在節(jié)點(diǎn)G連接。晶體管26也與晶體管24連接，晶體管24依次和電阻28在節(jié) 點(diǎn)D連接。在如圖5所示的系統(tǒng)或電路90中，電容器22通常配置在節(jié)點(diǎn)C和 D之間。在如圖5所示的fgfi中，與圖1所示的KS不同，電容器22Mif擇以 ^t軀圣受小于Vout (即輸出電壓37)的電壓，并M51利用默的密勒^贓以 提供,的補(bǔ)償。因此，圖5中所示的電容器22在電路90中作為反饋補(bǔ)償元件運(yùn)行。電容器22可以例如是雙豐SM結(jié)型電容器或氧化電容器。電容器22通 常配置在節(jié)點(diǎn)E/C和節(jié)點(diǎn)D之間。節(jié)點(diǎn)D位于晶體管24的，端。節(jié)點(diǎn)D也 與電阻28連接。電阻30和32也與節(jié)點(diǎn)B連接，并且節(jié)點(diǎn)C與FET晶體管92、電阻30、 電容器22、電容器34和電阻36連接。作為典型負(fù)載一部分的電容器34與作為 電性負(fù)載的電阻36并聯(lián)。電阻30和32串聯(lián)，兩者一起與電容器34和電阻36 并聯(lián)。從節(jié)點(diǎn)C可得到電壓輸出37。電路90因此實(shí)現(xiàn)了在M:改變?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)反饋補(bǔ)償而隨的低壓降調(diào)節(jié)器瞎況下基本電路布局結(jié)構(gòu)。電路90通過(guò)應(yīng)用雙^M技術(shù)實(shí)現(xiàn)?？扇コ陔娙萜?2 (如，雙^M結(jié)型電容器)兩端的電源電壓 性，因此電容器22需要的尺寸 減小。該減小是由于密勒效應(yīng)的改進(jìn)運(yùn)用和尤其是當(dāng)應(yīng)用結(jié)型電容器時(shí)，為防 止有效電^E更高電壓下減小而保持M31電容器22的電壓不^^共同造成的結(jié) 果。另外，艦不把電容器與電源電壓12耦合，從而提高了輸入的魯棒性(如， 最大電源電壓和ESD抗擾性)。關(guān)于反饋補(bǔ)償電容器23，相同的優(yōu)點(diǎn)還與圖3 中所描述的電路60相關(guān)。ilil在如圖l-2所示的現(xiàn)有技術(shù)隨不能明顯地得到 這樣的優(yōu)點(diǎn)。基于以上描述，應(yīng)當(dāng)理解的是，公開(kāi)了包括與電源電壓12連接的低壓降電 壓調(diào)節(jié)器電路(如，電路60， 90)的艦低壓降電壓調(diào)節(jié)器設(shè)備，其中，至少 一，入電壓輸入到低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路60或90以從低壓降電壓調(diào)節(jié)器電 路60或90產(chǎn)生至少一賴(lài)出電壓。還提供反饋補(bǔ)償元件22或23 ，其與低壓降 電壓調(diào)節(jié)器電路60或90集成。為了經(jīng)受與電源電壓12相關(guān)的高壓并從低壓降 電壓調(diào)節(jié)器電路60或90產(chǎn)生輸出電壓37 ，反饋W嘗元件22或23通常位于低 壓降電壓調(diào)節(jié)器電路60或90中以禾,與低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路60或90相關(guān) 的密勒效應(yīng)。反饋補(bǔ)償元件22或23能以電容器實(shí)現(xiàn)，如，雙極型結(jié)型電容器或電介質(zhì) 電容器。若電容器作為電介質(zhì)電容器^ll供，例如，反饋補(bǔ)償元件22和/或23 可配置為電介質(zhì)電容器，該電介質(zhì)電容器由放置在電介質(zhì)材料層的任一側(cè)上的 兩金屬薄片組成。電介質(zhì)是如玻璃或塑料(聚合體)的材料并且是絕緣的。電 介質(zhì)的性質(zhì)由它的電介質(zhì)常數(shù)值確定。ffi31實(shí)現(xiàn)這樣的電壓調(diào)節(jié)器電路60或90 ，可去除在反饋彬嘗元件或電容器22， 23兩端的電源電壓依賴(lài)性，因此電容器22， 23需要的尺寸減小。該減小是 由于密勒效應(yīng)的改進(jìn)運(yùn)用和為防止有效電M更高電壓下減小而保持M反饋 補(bǔ)償元件或電容器22， 23的電壓不勢(shì)萬(wàn)共同造成的結(jié)果。另外，通過(guò)不提供其 中將電容器22或23與電源電壓輸入端耦合的配置，提高了輸入的魯棒性(如， 最大電源電壓和ESD抗擾性)。應(yīng)該理解的是，上述公開(kāi)的變化以及其他特征和功能或其替換將希望結(jié)合 到其他一些不同的系統(tǒng)或應(yīng)用中。對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，其中各種目前無(wú)法預(yù)料或不曾預(yù)料到的替換、修改、變化或改進(jìn)也可能隨后由下列權(quán)利要 求覆蓋。
權(quán)利要求
1、一鐘低壓降電壓調(diào)節(jié)器設(shè)備，包括與電源電壓連接的低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路，其中至少一個(gè)輸入電壓輸入到所述低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路以從所述低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路產(chǎn)生至少一個(gè)輸出電壓；和與所述低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路集成的反饋補(bǔ)償元件，其中為了經(jīng)受與所述電源電壓相關(guān)的高壓并從所述低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路產(chǎn)生所述至少一個(gè)輸出電壓，所述反饋補(bǔ)償元件位于所述低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路中以利用與該低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路相關(guān)的密勒效應(yīng)。
2、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述反饋補(bǔ)償元件包括電容器。
3、 一種低壓降電壓調(diào)節(jié)器設(shè)備，包括與電源電壓連接的低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路，其中至少一，入電壓輸入 到所述低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路以從所述低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路產(chǎn)生至少一， 出電壓；與所述低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路集成的反饋補(bǔ)償電容器，其中所述反饋?lái)fM嘗 電容器包括雙極型結(jié)型電容器或電介質(zhì)電容器，其中為了經(jīng)受與所述電源電壓 相關(guān)的高壓并從所述低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路產(chǎn)生所述至少一個(gè)輸出電壓，所述 反饋補(bǔ)償電容制立于所述低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路中以禾,與該低壓降電壓調(diào)節(jié) 器電路相關(guān)的密勒效應(yīng)；負(fù)載電容器，在所述低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路中該負(fù)載電容器與負(fù)載電阻并 聯(lián)，其中在連接到與所述負(fù)載電阻并聯(lián)的所述負(fù)載電容器的節(jié)點(diǎn)上提供所述至 少一，出電壓。
4、 一種低壓降電壓調(diào)節(jié)器方法，包括把低壓降電壓調(diào)節(jié)器與電源電壓連接，其中至少一個(gè)輸入電壓輸入到戶鵬 低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路以從所述低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路產(chǎn)生至少一個(gè)輸出電壓 ;禾口把反饋補(bǔ)償元件和所述低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路集成，其中為了經(jīng)受與所述 電源電壓相關(guān)的高壓并從所述低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路產(chǎn)生所述至少一個(gè)輸出電 壓，所述反饋補(bǔ)償元fM立于所述低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路中以禾U用與該低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路相關(guān)的密勒效應(yīng)。
全文摘要
公開(kāi)了一種低壓降電壓調(diào)節(jié)器設(shè)備，包括與電源電壓連接的低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路，其中至少一個(gè)輸入電壓輸入到該低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路以從低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路產(chǎn)生至少一個(gè)輸出電壓。還提供了與該低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路集成的反饋補(bǔ)償元件。為了經(jīng)受與電源電壓相關(guān)的高壓并從低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路產(chǎn)生輸出電壓，該反饋補(bǔ)償元件通常位于該低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路中以利用與該低壓降電壓調(diào)節(jié)器電路相關(guān)的密勒效應(yīng)。
文檔編號(hào)G05F1/56GK101258457SQ200680032768
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2006年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月7日
發(fā)明者J·M·奇爾科特 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司