[发明专利]提供实质上为参考电压的输出电压的集成电路和方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种提供参考电压装置和方法，尤指一种提供实质上为参考电压的输出电压的集成电路和方法。

背景技术

参考电压电路在任何装置，例如测试设备、便携式电子产品、医疗设备及通信系统中均为一个重要的元件，用来提供稳定且可靠的电压准位至任何电子电路，在理想的情况下，当负载或电子电路中的电流变动时，电压准位并不会跟着变动，因此，对电子电路的操作来说，最理想的电压条件是在各种条件下均能可靠地维持稳定。

低压差稳压器(low drop-out voltage regulator)是一种现有的参考电压电路。图1为一种现有技术的低压差稳压器100的示意图。低压差参考电压电路100包含有运算放大器(operational amplifier)102，运算放大器的一输入端会接收输入的参考电压(V_REF)，而另一输入端则是接收反馈(feedback)电压。运算放大器102将两输入端间的差值放大后自输出端输出，运算放大器102的输出端耦接于输出晶体管104，输出晶体管104一般为一电源装置，用来提供电流至输出端108。低压差参考电压电路100也包含有一电阻-电容电路106，其包含负载电容C_L以及并联的电阻R₁及R₂，设置在输出端108及接地电位(ground potential)之间，而电阻-电容电路106中电阻R₁及R₂间的端点110所产生的反馈电压会反馈至运算放大器102。

一般而言，负载电容C_L的电容值会略大(例如至少1mμF)以确保回路的稳定性。低压差参考电压电路100也接收提供给运算放大器102的致能(Enable)信号E_NABLE，当致能信号E_NABLE作用时，低压差参考电压电路100中的运算放大器102被致能，运算放大器102的输出使输出晶体管104被致能以将输出端108的电压提升至电源供应电压(V_DD)并产生已知的输出参考电压(V_OUT)。

然而，在某些情况下可能会需要快速地提供参考电压。若负载为电容性元件时，其自输出端108汲取电流的速度可能会较输出晶体管104最初提供电流至输出端108时的速度更快。因此，在电容性负载累积足够的电荷以达到期望的稳定状态前，可能会使期望的输出电压变低，若一开始没有提供足够的电流及电压的话，在达到稳定状态前，期望的输出电压可能会被拉低。

另一方面，当致能信号E_NABLE不作用而使运算放大器102失能时，运算放大器102的输出不会使输出晶体管104被致能，在这种情况下，理想上，输出电压(V_OUT)会立即降至接地电位。然而，在低压差参考电压电路100中，由于电阻-电容电路106耦接于输出端108，因此储存在负载电容C_L中的电荷在输出电压(V_OUT)降至趋近接地电位前必须先经由电阻R₁及R₂放电。

由于电阻-电容电路106耦接于输出端108，因此电阻-电容时间常数延迟被感应而减缓输出电压(V_OUT)在降至趋近接地电位时的衰减。此外，由于负载电容C_L的电容值通常很大，且电阻R₁及R₂的电阻值也很大(例如通常为10k奥姆或更高)，所感应的大电阻-电容时间常数使得输出电压(V_OUT)在失能状态时衰减速度缓慢，因此，当大负载电容应用于参考电压电路来确保回路稳定性时，可能会不慎阻碍参考电压电路100快速失能的功能。

无法提供快速失能功能或延迟提供快速失能功能都可能会造成不良的影响。举例来说，假设参考电压电路需要提供精确的参考电压至电子系统(例如便携式运算装置)，在此应用中，当参考电压电路失能时应该要立即地自便携式运算装置中移除电源供应。然而，参考电压电路在失能时其输出电压(V_OUT)过慢的反应会造成便携式运算装置在等待参考电压电路达到完全失能(例如，V_OUT＝0)的这段时间内非预期性地消耗功率，由于便携式运算装置会持续地自电源(例如电池)汲取电流直到参考电压电路完全失能为止，将造成电子系统的电源管理效能不彰。