低压差稳压器的制作方法

本发明实施例通常涉及一种稳压器，更特别地，涉及一种低压差(low-dropout，ldo)稳压器。

背景技术：

1、低压差(ldo)稳压器在电压源(voltage source，avdd)非常接近输出电压(vout)时也能够调节输出电压(vout)。

2、随着电压源(avdd)下降得越来越低，在ldo稳压器的设计中应该考虑一些问题。这些问题包括电源抑制比(power supply rejection ratio，psrr)、psrr与静态电流之间的权衡，以及，psrr与环路带宽之间的权衡。

3、因此，需要一种高效率的ldo稳压器。

技术实现思路

1、以下
技术实现要素：
仅是说明性的，而无意于以任何方式进行限制。即，提供以下概述来介绍本文描述的新颖和非显而易见的技术的概念，重点，益处和优点。选择的实施方式在下面的详细描述中进一步描述。因此，以下发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的必要特征，也不旨在用于确定所要求保护的主题的范围。

2、本发明提供了一种低压差(ldo)稳压器，其能够有效地稳定输出电压。该ldo稳压器包括模拟低压差(analog low-dropout，aldo)调节电路和数字低压差(digital low-dropout，dldo)调节电路，dldo调节电路用于辅助(assist，亦可描述为“协助”)该模拟低压差调节电路。特别地，该dldo调节电路耦接该aldo调节电路，且该dldo调节电路感测(sense，亦可描述为“检测”)表示该aldo调节电路是否在其操作区间内的操作信息；以及，该dldo调节电路根据该aldo调节电路的该操作信息而不是根据该ldo稳压器的输出端处的输出电压(vout)来辅助该aldo调节电路。

3、在一些实施例中，该数字低压差调节电路感测该模拟低压差调节电路的功率mos管的电流，以根据该模拟低压差调节电路的功率mos管的电流辅助该模拟低压差调节电路。

4、在一些实施例中，该低压差稳压器还包括电流感测mos管和电流检测电阻；其中，该电流感测mos管的源极端耦接该功率mos管的源极端，该电流感测mos管的栅极端耦接该功率mos管的栅极端，该电流感测mos管的漏极端耦接该电流感测电阻；以及，该电流感测mos管与该电流感测电阻之间的连接端耦接至该数字低压差调节电路，从而该数字低压差调节电路感测该功率mos管的电流。

5、在一些实施例中，该数字低压差调节电路感测该模拟低压差调节电路的功率mos管的栅极电压，以根据该模拟低压差调节电路的该功率mos管的栅极电压辅助该模拟低压差调节电路。

6、在一些实施例中，该数字低压差调节电路接收感测电压，该感测电压为表示该模拟低压差调节电路是否在其操作区间内的该操作信息；该数字低压差调节电路具有控制器；当确定出该感测电压大于上限电压时，该控制器增强该数字低压差调节电路以使该数字低压差调节电路提供增大的电流给耦接到该低压差稳压器的该输出端的负载，直到该感测电压低于中间阈值电压为止；其中，该中间阈值电压低于该上限电压。

7、在一些实施例中，当确定出该感测电压低于下限电压时，该控制器减弱该数字低压差调节电路以使该数字低压差调节电路提供减小的电流给负载，直到该感测电压大于该中间阈值电压；其中，该中间阈值电压大于该下限电压。

8、在一些实施例中，该数字低压差调节电路还包括：第一比较器，比较该感测电压与该上限电压，其输出端耦接至该控制器；第二比较器，比较该感测电压与该中间阈值电压，其输出端耦接至该控制器；以及，第三比较器，比较该感测电压与该下限电压，其输出端耦接至该控制器。

9、在一些实施例中，当该第一比较器的比较结果表明该感测电压超过该上限电压时，该控制器转为根据该第二比较器进行操作；当该第三比较器的比较结果表明该感测电压低于该下限电压时，该控制器转为根据该第二比较器进行操作；以及，当该第二比较器的比较结果表明该感测电压已被调节至该中间阈值电压时，该控制器转为根据该第一比较器和该第三比较器进行操作。

10、在一些实施例中，该数字低压差调节电路还包括：第一比较器，在第一模式中比较该感测电压与该上限电压，而在第二模式中比较该感测电压与该中间阈值电压，其中，该第一比较器的输出端耦接至该控制器；以及，第二比较器，在该第一模式中比较该感测电压与该下限电压，而在该第二模式中比较该感测电压与该中间阈值电压，其中，该第二比较器的输出端耦接至该控制器。

11、在一些实施例中，当处于其第一模式中的该第一比较器表明该感测电压超过该上限电压时，该控制器将该第一比较器改变至其第二模式；当处于其第一模式中的该第二比较器表明该感测电压低于该下限电压时，该控制器将该第二比较器改变至其第二模式；当处于其第二模式中的该第一比较器表明该感测电压已被调节至该中间阈值电压时，该控制器将该第一比较器改变回其第一模式；以及，当处于其第二模式中的该第二比较器表明该感测电压已被调节至该中间阈值电压时，该控制器将该第二比较器改变回其第一模式。

12、在一些实施例中，该数字低压差调节电路接收感测电压，该感测电压为表示该模拟低压差调节电路是否在其操作区间内的该操作信息；该数字低压差调节电路具有控制器和模拟至数字转换器；该模拟至数字转换器将该感测电压转换成数字码；以及，该控制器根据该数字码改变该数字低压差调节电路提供给耦接至该低压差稳压器的该输出端的负载的电流。

13、在一些实施例中，该模拟低压差调节电路具有电容器阵列，该电容器阵列在电压源和该模拟低压差调节电路的功率mos管的栅极端之间提供自适应电容；以及，该数字低压差调节电路提供给耦接到该低压差稳压器的该输出端的负载的电流越大，则该电容器阵列在该电压源和该功率mos管的栅极端之间提供的电容越小。

14、在一些实施例中，该数字低压差调节电路具有功率开关阵列，其将自适应电流传递给耦接到该低压差稳压器的输出端的负载，且每个功率开关耦接相应的pmos管，该pmos管将恒定的电流镜像到相应的功率开关。

15、在一些实施例中，该数字低压差调节电路还具有耦接在电压源和该pmos管的栅极端之间的电容器。

16、在一些实施例中，该数字低压差调节电路具有功率开关阵列，其将自适应电流传递给耦接到该低压差稳压器的该输出端的负载；该模拟低压差调节电路具有运算放大器，该运算放大器的负输入端接收参考电压，该运算放大器的正输入端接收该输出电压，且该运算放大器的输出端耦接该模拟低压差调节电路的功率mos管的栅极端；以及，该模拟低压差调节电路的该功率mos管耦接在电压源与该低压差稳压器的该输出端之间。

17、本领域技术人员在阅读附图所示优选实施例的下述详细描述之后，可以毫无疑义地理解本发明的这些目的及其它目的。详细的描述将参考附图在下面的实施例中给出。

技术特征：

1.一种低压差稳压器，包括：

2.如权利要求1所述的低压差稳压器，其特征在于，该数字低压差调节电路感测该模拟低压差调节电路的功率mos管的电流，以根据该模拟低压差调节电路的功率mos管的电流辅助该模拟低压差调节电路。

3.如权利要求2所述的低压差稳压器，其特征在于，该低压差稳压器还包括电流感测mos管和电流检测电阻；

4.如权利要求1所述的低压差稳压器，其特征在于，该数字低压差调节电路感测该模拟低压差调节电路的功率mos管的栅极电压，以根据该模拟低压差调节电路的该功率mos管的栅极电压辅助该模拟低压差调节电路。

5.如权利要求1所述的低压差稳压器，其特征在于，该数字低压差调节电路接收感测电压，该感测电压为表示该模拟低压差调节电路是否在其操作区间内的该操作信息；

6.如权利要求5所述的低压差稳压器，其特征在于，当确定出该感测电压低于下限电压时，该控制器减弱该数字低压差调节电路以使该数字低压差调节电路提供减小的电流给负载，直到该感测电压大于该中间阈值电压；其中，该中间阈值电压大于该下限电压。

7.如权利要求6所述的低压差稳压器，其特征在于，该数字低压差调节电路还包括：

8.如权利要求7所述的低压差稳压器，其特征在于，当该第一比较器的比较结果表明该感测电压超过该上限电压时，该控制器转为根据该第二比较器进行操作；

9.如权利要求6所述的低压差稳压器，其特征在于，该数字低压差调节电路还包括：

10.如权利要求9所述的低压差稳压器，其特征在于，当处于其第一模式中的该第一比较器表明该感测电压超过该上限电压时，该控制器将该第一比较器改变至其第二模式；

11.如权利要求1所述的低压差稳压器，其特征在于，该数字低压差调节电路接收感测电压，该感测电压为表示该模拟低压差调节电路是否在其操作区间内的该操作信息；

12.如权利要求1所述的低压差稳压器，其特征在于，该模拟低压差调节电路具有电容器阵列，该电容器阵列在电压源和该模拟低压差调节电路的功率mos管的栅极端之间提供自适应电容；以及，

13.如权利要求1所述的低压差稳压器，其特征在于，该数字低压差调节电路具有功率开关阵列，其将自适应电流传递给耦接到该低压差稳压器的输出端的负载，且每个功率开关耦接相应的pmos管，该pmos管将恒定的电流镜像到相应的功率开关。

14.如权利要求13所述的低压差稳压器，其特征在于，该数字低压差调节电路还具有耦接在电压源和该pmos管的栅极端之间的电容器。

15.如权利要求1所述的低压差稳压器，其特征在于，该数字低压差调节电路具有功率开关阵列，其将自适应电流传递给耦接到该低压差稳压器的该输出端的负载；

技术总结
本发明描述了一种能够有效稳定输出电压的低压差(LDO)稳压器，其具有由数字低压差(DLDO)调节电路辅助的模拟低压差(ALDO)调节电路。DLDO调节电路耦接ALDO调节电路，并感测表明ALDO调节电路是否在其操作区间内的操作信息。DLDO调节电路根据ALDO调节电路的操作信息而不是根据LDO稳压器的输出端的输出电压辅助ALDO调节电路。

技术研发人员：谢弘毅
受保护的技术使用者：联发科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15