[发明专利]低噪声电压调节器和具有快速稳定和低功率消耗的方法

权利要求书

1.一种电压调节器电路，其包括：

（a）差分输入级，其包括耦合以接收参考电压的第一输入、耦合到所述电压调节器电路的调节输出导体的第二输入和输出；

（b）用于在调节输出导体上产生调节输出电压的输出级，包括：

1）具有耦合到第一供应电压的第一电极和耦合到所述调节输出导体的第二电极的瞬态上拉晶体管，具有耦合到第二供应电压的第一电极和耦合到所述调节输出导体的第二电极的瞬态下拉晶体管，

2）具有耦合到所述第一供应电压的第一电极和耦合到所述调节输出导体的第二电极的主要上拉晶体管，具有耦合到所述第二供应电压的第一电极和耦合到所述调节输出导体的第二电极的主要下拉晶体管，及

3）耦合在所述调节输出导体和所述主要上拉晶体管与所述主要下拉晶体管的第二电极之间的滤波电阻器；及

（c）增益级，包括：

1）具有耦合到所述主要下拉晶体管和所述瞬态下拉晶体管的控制电极的第一电极和耦合到所述主要上拉晶体管和所述瞬态上拉晶体管的控制电极的第二电极的共源共栅晶体管，及

2）具有耦合到所述调节输出导体的第一电极，耦合到所述差分输入级的输出的控制电极，及耦合到所述共源共栅晶体管的第一电极、所述主要下拉晶体管和所述瞬态下拉晶体管的控制电极的第二电极的跟随器晶体管。

2.根据权利要求1所述的电压调节器电路，其中所述滤波电阻器结合负载电容操作以从所述调节输出电压中滤波噪声。

3.根据权利要求1所述的电压调节器电路，其中所述差分输入级、输出级和增益级操作以：

1）在正常的电压调节操作期间通过控制所述主要上拉晶体管和所述主要下拉晶体管，将所述输出电压调节到与所述调节输出电压具有预定关系的预定值，

2）根据负载电流的转换方向，响应于在所述调节输出导体中流动的负载电流的足够大、快速的转换，开启所述瞬态上拉晶体管或所述瞬态下拉晶体管，以便促使所述调节输出电压的快速稳定回到所述预定值。

4.根据权利要求1所述的电压调节器电路，其中所述晶体管是MOS（金属氧化物半导体）晶体管，所述第一电极是源极，所述第二电极是漏极，以及所述控制电极是栅极。

5.根据权利要求4所述的电压调节器电路，其中所述瞬态上拉晶体管、所述主要上拉晶体管和所述源极跟随器晶体管是P-沟道晶体管，并且其中所述瞬态下拉晶体管、所述主要下拉晶体管和所述共源共栅晶体管是N-沟道晶体管。

6.根据权利要求1所述的电压调节器电路，其中所述输入级包括第一输入晶体管，其具有连接到尾电流源的源极、耦合以接收参考电压的栅极、以及耦合到第一负载晶体管的栅极和漏极与第二负载晶体管的栅极的漏极，并且还包括第二输入晶体管，其具有耦合到所述尾电流源的源极、耦合到所述调节输出电压导体的栅极、以及耦合到所述第二负载晶体管的漏极和所述差分输入级的输出的漏极。

7.根据权利要求6所述的电压调节器电路，其中所述第二输入晶体管的栅极借助于电阻分压器电路耦合到所述调节输出导体。

8.根据权利要求6所述的电压调节器电路，其中所述第一和第二负载晶体管的源极耦合到所述调节输出电压。

9.根据权利要求2所述的电压调节器电路，其中所述滤波电阻器被集成在具有所述电压调节器电路的集成电路芯片上。

10.根据权利要求3所述的电压调节器电路，其中在所述负载电流的第一方向转换期间，所述瞬态上拉晶体管的沟道电阻小于所述主要上拉晶体管的沟道电阻，并且其中在所述负载电流的第二方向转换期间所述瞬态下拉晶体管的沟道电阻小于所述主要下拉晶体管的沟道电阻。

11.根据权利要求3所述的电压调节器电路，其中所述预定关系由所述输出电压对参考电压的预定比率表示。

12.根据权利要求1所述的电压调节器电路，其中所述增益级包括在所述共源共栅晶体管的控制电极上产生恒定偏压的电压源。

13.根据权利要求6所述的电压调节器电路，其中包括耦合在所述差分输入级的输出和所述第二供应电压之间的补偿电容器。