[发明专利]低压降稳压器、直流对直流转换器以及低压降稳压方法

说明书

技术领域

本发明涉及低压降稳压器(low dropout regulator，LDO regulator)、直流对直流转换器以及低压降稳压方法，尤其涉及一种以充电泵(charge pump)与源极随耦器(source follower)所构成的低压降稳压器。

背景技术

传统上，低压降稳压器(low drop out regulator，LDO regulator)包括一放大器(amplifier)和一闭回路反馈电路(closed-loop feedback circuit)，用以提供适当的输出电平(output level)。然而，限制性的(limited)频率响应意味着在高速应用下不是很有效率，并且当输出端连接至高电容值(large-capacitance)或低电流负载(low current loading)时，闭回路电路会导致系统不稳定。进一步来说，在先进工艺站点(process node)(例如0.13微米工艺或者低于0.13微米的工艺)中，特定的输出电平是需要放大供应电压(supply voltage)或箝制电压范围(voltage range)，以便进行特定的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种低压降稳压器，包括：一放大器，具有一正端，用以接收一参考电压；一主要源极随耦器，具有一源极，耦接至放大器的一负端，其中放大器的一输出端用以驱动主要源极随耦器的一栅极；以及至少一从属源极随耦器，具有一栅极，与主要源极随耦器的栅极为共栅极，以及一源极，用以作为低压降稳压器的一输出端。

本发明也提供一种低压降稳压器，包括：一充电泵，用以提供一第一电压；以及一主要源极随耦器，具有一栅极，用以接收第一电压，以及一源极，用以提供低压降稳压器的一输出电压，其中主要源极随耦器操作在一第一模式时，主要源极随耦器的栅极的第一电压为一定值，并且主要源极随耦器操作在一第二模式时，输出电压追随供应至主要源极随耦器的一第二电压。

本发明提供一种直流对直流转换器，包括：一第一充电泵，用以提供一第一电压至一第一源极随耦器的一栅极，其中第一源极随耦器的一源极用以提供一第一供应电压，以便驱动一第一电路；以及一第二充电泵，用以提供一第二电压至一第二源极随耦器的一栅极，其中第二源极随耦器的一源极用以提供一第二供应电压，以便驱动一第二电路。

本发明提供一种低压降稳压方法，包括：提供一源极随耦器，其中源极随耦器具有一栅极，用以接收一栅极电压、一源极，用以提供一输出电压，以及一漏极；使用一充电泵，用以提供一第一定值电压电平至源极随耦器的栅极；允许源极随耦器操作在一第一模式，使得输出电压为一第二定值电压电平；以及允许源极随耦器操作在一第二模式，借此输出电压追随一供应电压。

本发明当输出端进行繁重的切换时，直流对直流转换器无浪费很多能量；可驱动巨大的电容性负载；源极随耦器的直流能量损耗是非常小的。

为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合所附图示，作详细说明如下：

附图说明

图1是本发明的低压降稳压器的一实施例，其中一低压降稳压器100以一放大器与一源极随耦器来实现。

图2是本发明的低压降稳压器的另一实施例，其中一低压降稳压器20以一充电泵与NMOS型源极随耦器来实现。

图3是本发明的低压降稳压器的另一实施例，其中一低压降稳压器300以一充电泵与PMOS型的一源极随耦器来实现。

图4是本发明的低压降稳压器的另一实施例，用以说明在闭回路模式下使用低压降稳压器200，并且监控电压Vgm1。

图5是本发明的充电泵的一实施例，其中一充电泵500用以搭配图2的NMOS型主要源极随耦器M1的一实施例。

图6是本发明的充电泵的另一实施例，其中一充电泵600用以搭配PMOS型主要源极随耦器M1的一实施例。

图7是本发明的一时序图，用以说明图2的供应电压Vsup、电压Vgm1和输出电压Vout之间的波形关系。

图8是本发明的直流对直流转换器的一实施例。

图9是本发明的另一时序图，用以说明供应电压HS或低压降稳压器300的输出电压Vout对应供应电压Vsup和电压Vgm1之间的关系。

其中，附图标记说明如下：

Vsup、LS、HS：供应电压；

Vref：参考电压；

Vout：输出电压；

X1：放大器；

M1：主要源极随耦器；

M2：从属源极随耦器；