電壓調(diào)節(jié)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施方式的各方面指向用于生成經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓和/或電流的方法與電路。特別地，部分實施方式指向用于生成參考電壓的方法和電路。
【背景技術(shù)】
[0002]偏置信號發(fā)生器被用于各種需要穩(wěn)定電流和/或電壓參考來驅(qū)動一個或多個組成元件和/或電路元件的集成電路、電子設(shè)備與電子系統(tǒng)中。例如，偏置電流發(fā)生器和偏置電壓發(fā)生器，如帶隙電壓參考發(fā)生器，經(jīng)常用來偏置放大器、電源電路/器件負載，以及提供其他電源供應和/或輸入信號可以與之比較的穩(wěn)定的信號參考，等等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]各示例的實施方式指向用于生成參考電壓的電路、裝置和方法。
[0004]根據(jù)示例的實施方式，一種裝置包括電壓調(diào)節(jié)電路，其包括晶體管，晶體管在源極和漏極節(jié)點之間具有溝道，以及具有用于影響流經(jīng)該溝道的電流的柵極。該電壓調(diào)節(jié)電路配置和布置為，自電流源而生成經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓在輸出節(jié)點上。該電壓調(diào)節(jié)器可以由外部實體作為負載，外部實體的凈效應可以模型化為電流源，其自輸出節(jié)點拉取電流。該電壓調(diào)節(jié)電路的傳遞函數(shù)具有極點頻率，該極點頻率響應于流經(jīng)晶體管的電流的變化而變化。該裝置還包括電流控制電路，電流控制電路連接到電壓調(diào)節(jié)電路，配置為調(diào)節(jié)提供到負載的電流，以維持流經(jīng)晶體管的相對恒定電流。
[0005]根據(jù)另一示例的實施方式，還描述了一種用于生成經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓的方法。使用電壓調(diào)節(jié)電路，自電流源而生成經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓在輸出節(jié)點，所述電壓調(diào)節(jié)電路包括晶體管，所述晶體管在源極與漏極節(jié)點之間具有溝道，以及具有影響流經(jīng)所述溝道的電流的柵極。該電壓調(diào)節(jié)電路的傳遞函數(shù)具有極點頻率，該極點頻率響應于流經(jīng)晶體管的電流的變化而變化。調(diào)節(jié)提供到負載的電流，以維持流經(jīng)所述晶體管的相對恒定的電流。
[0006]以上的討論/概要并不應視為描述了本發(fā)明的每一種實施方式或所有實施例。以下的附圖和描述同樣示出了各種實施方式。
【附圖說明】
[0007]通過以下結(jié)合各附圖進行的詳細說明，可以更完整地理解各示例的實施方式，其中:
[0008]圖1示出了根據(jù)一個或多個實施方式的第一參考電壓發(fā)生器電路的框圖；
[0009]圖2示出了根據(jù)一個或多個實施方式的第二參考電壓發(fā)生器電路的框圖；以及
[0010]圖3示出了根據(jù)一個或多個實施方式的第三參考電壓發(fā)生器電路的框圖。
【具體實施方式】
[0011]各實施方式的方面通過附圖中的例子示出，并進行詳細說明，此處所討論的各實施方式亦可適于修改和替換形式。然而，應當理解的是，本發(fā)明不局限于所描述的特定實施方式。相反地，意欲覆蓋所有落入包括定義在權(quán)利要求中的各方面中的本發(fā)明的所有修改、等同和替換。此外，本申請全文中所指的“示例”僅為表述之用，非為限制。
[0012]應當相信，本發(fā)明的各方面適用于使用參考和/或電流的多種不同類型的裝置、系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的多個方面可以通過上下文所描述的種種示例展示，本發(fā)明并不限于所述的示例。
[0013]各示例的實施方式指向用于生成經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓的方法與電路。根據(jù)示例的實施方式，一種裝置包括電壓調(diào)節(jié)電路，其包括晶體管，晶體管在源極和漏極節(jié)點之間具有溝道，以及具有用于影響流經(jīng)該溝道的電流的柵極。該電壓調(diào)節(jié)電路配置和布置為，自電壓源而生成經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓在輸出節(jié)點上。該電壓調(diào)節(jié)電路的傳遞函數(shù)具有極點頻率，該極點頻率響應于流經(jīng)晶體管的電流的變化而變化。該裝置還包括電流控制電路，電流控制電路連接到電壓調(diào)節(jié)電路，配置為調(diào)節(jié)提供到負載的電流，以維持流經(jīng)晶體管的相對恒定電流。通過電流控制電路來進行的流經(jīng)晶體管的相對恒定電流的維持，抑制了電壓調(diào)節(jié)電路的傳遞函數(shù)的極點頻率的變化。
[0014]在各個實施方式中，電流控制電路包括第一、第二晶體管和第一、第二電流源。第一晶體管配置為自電壓源至電壓調(diào)節(jié)電路的晶體管提供可調(diào)節(jié)的電流路徑。第一電流源配置為向電流控制電路的第一晶體管的柵極提供第一電流。第二電流源配置為通過一個大于第一電流的第二電流。電流控制電路的第二晶體管配置為將電流從第一電流源傳輸?shù)降诙娏髟?。高阻抗?jié)點連接到電流控制電路的第二晶體管的漏極。在該節(jié)點上，電流控制電路的環(huán)路增益表現(xiàn)為調(diào)節(jié)第二晶體管的柵極電壓，以驅(qū)使第一晶體管的電流等于第一電流源的電流。通過電流控制電路的反饋動作，第二晶體管向電壓調(diào)節(jié)回路的晶體管提供等于電流控制電路的第二、第一電流源的電流之差的電流。
[0015]該電壓調(diào)節(jié)器可包括反饋回路，以調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)器中晶體管的柵極上所施加的能量。在一些實現(xiàn)中，電壓控制電路包括誤差放大器，配置為輸出控制信號，控制信號指示在輸出節(jié)點上的經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓與參考電壓之間的差異。電壓控制電路還包括晶體管，配置為根據(jù)誤差放大器輸出的控制信號來汲取來自輸出節(jié)點的第一電流。
[0016]在一些實現(xiàn)中，該裝置可以包括一個或多個電容器，以使該裝置中的各個信號平滑，并提升控制回路的穩(wěn)定性。作為一個示例，一個電容器可以連接到晶體管的柵極，以使用于驅(qū)動柵極的信號平滑。作為一種示例，可以包括一個電容器以使電壓控制電路中的控制信號平滑，該控制信號指示輸出電壓與參考電壓之間的差異。
[0017]為方便說明，所述示例基本上是參考在源極跟隨電路結(jié)構(gòu)中包括有P型或N型晶體管的電壓調(diào)節(jié)電路來進行說明的。然而，所描述的示例和實施方式可以適應性地使用于各種電壓調(diào)節(jié)電路結(jié)構(gòu)中。
[0018]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1示出了根據(jù)一個或多個實施方式的第一參考電壓發(fā)生器電路的框圖。該參考電壓發(fā)生器電路110包括電流控制電路120、電壓控制電路130、以及電壓調(diào)節(jié)電路140。電壓調(diào)節(jié)電路140包括至少一個晶體管(圖未示)，晶體管在源極和漏極節(jié)點之間具有溝道，以及具有用于影響流經(jīng)該溝道的電流的柵極。該電壓調(diào)節(jié)電路140配置為，自電壓源(Vsrc)而生成經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓(Vout)在輸出節(jié)點上。該電壓調(diào)節(jié)電路140的傳遞函數(shù)具有極點頻率，該極點頻率響應于流經(jīng)晶體管的電流的變化而變化。
[0019]電壓控制電路130配置為，基于指示輸出處的電壓的反饋信號(V FB loop)而調(diào)節(jié)輸出處的經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓。在一些實現(xiàn)中，電壓控制電路130可以包含在電壓調(diào)節(jié)電路中。電流控制電路120配置為，基于指示通過電壓調(diào)節(jié)電路140的晶體管的電流(i)的反饋信號(i FB loop)，調(diào)節(jié)提供到電壓調(diào)節(jié)電路140的晶體管(圖未示)的電流。更確切地，電流控制電路120在輸出電壓節(jié)點上有負載電流時，調(diào)節(jié)送到負載的能量，以維持流經(jīng)晶體管的相對恒定的電流。通過維持流經(jīng)晶體管的相對恒定電流，傳遞函數(shù)的極點頻率的變化得以抑制。
[0020]圖2示出了根據(jù)一個或多個實施方式的第二參考電壓發(fā)生器電路的框圖。該參考電壓發(fā)生器電路200包括電壓調(diào)節(jié)電路210和電流控制電路220。在該示例中，電壓調(diào)節(jié)電路210包括晶體管216，晶體管216與電流源212連接在一個源極跟隨器結(jié)構(gòu)中，以生成經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓(Vout)在輸出節(jié)點上，輸出節(jié)點連接到晶體管216的源極。該電壓調(diào)節(jié)電路210的傳遞函數(shù)具有極點頻率，該極點頻率響應于流經(jīng)晶體管216的電流的變化而變化。
[0021]電壓調(diào)節(jié)電路210包括電壓反饋回路，配置為基于Vout和參考電壓(Vref)而調(diào)節(jié)晶體管216的柵極處的電壓，目的是調(diào)節(jié)Vout。在該示例中，電壓反饋回路包括誤差放大器214，其配置為生成控制信號，控制信號指示Vout與Vref之間的差異?？刂菩盘栍脕碚{(diào)節(jié)晶體管216的柵極的電壓。在該示例中，電容器218連接到誤差放大器的輸出，以使控制信號平滑，以及使電壓反饋回路穩(wěn)定。
[0022]電流控制電路220配置為調(diào)節(jié)在Vout下提供到負載的電流，以維持流經(jīng)晶體管216的相對恒定的電流。通過維持流經(jīng)晶體管216的相對恒定電流，傳遞函數(shù)的極點頻率的變化得以抑制。
[0023]在該示例中，電流控制電路220包括晶體管234，配置為向晶體管216和輸出節(jié)點提供可調(diào)節(jié)的電流。電流控制電路220還包括第一電流源222、第二電流源226以及晶體管224，其根據(jù)流經(jīng)晶體管216的電流來調(diào)節(jié)晶體管234的柵極電壓。第一電源流222配置為向晶體管234的柵極提供第一電流i 1。晶體管224配置為從電流控制電路220的晶體管234的柵極汲取電流到第二電流源226。第二電流源226配置為通過來自晶體管216和224的電流之和i2，其大于第一電流il。
[0024]晶體管224調(diào)節(jié)施加到晶體管234的柵極的能量，以調(diào)節(jié)在Vout下提供到負載的電流，并維持流經(jīng)晶體管216的相對恒定的電流。在一些實現(xiàn)中，例如地，晶體管224調(diào)節(jié)施加到晶體管234的柵極的能量，以使流經(jīng)晶體管216的電流等于i2-1l。在如圖2所示的示例中，晶體管224的柵極由偏置電壓(Vbiasl)所驅(qū)動。Vbiasl可以示例地是從輸入到誤差放大器214的參考電壓Vref而生成的。在該示例中，電流控制電路220還包括電容器232，配置為使晶體管234的柵極電壓平滑，以及提升電流控制回路的穩(wěn)定性。
[0025]圖3示出了根據(jù)一個或多個實施方式的第三參