專利名稱：可快速終止工作的低噪聲穩(wěn)壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種低噪聲穩(wěn)壓電路以及用于該穩(wěn)壓電路中快速終止工作的方法，特別是一種利用一起動(dòng)電壓信號(hào)，導(dǎo)通一輸出節(jié)點(diǎn)、一反饋節(jié)點(diǎn)、以及一接地電壓源，以快速拉低該低噪聲穩(wěn)壓電路的一輸出電壓的穩(wěn)壓電路與相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
在目前市面上的各種電子產(chǎn)品中，常常會(huì)使用到穩(wěn)壓電路來執(zhí)行電壓調(diào)整的工作，并提供穩(wěn)定的電壓到設(shè)置于穩(wěn)壓電路外部的元件。舉例而言，在許多微控制器系統(tǒng)中，為了要提供一用來執(zhí)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理的核心電路(Corecircuit)及另一輸出入電路(I/OCircuit)不同的偏壓，通常就會(huì)以一穩(wěn)壓電路根據(jù)較高的直流電壓來產(chǎn)生一較低的(穩(wěn)壓)輸出電壓，并分別以該直流電壓及該輸出電壓來提供偏壓(Bias)到輸出入電路及核心電路。請(qǐng)參閱圖1，圖1為一常規(guī)穩(wěn)壓電路10的示意圖，而圖1中還包括一外接在穩(wěn)壓電路10的外部電路元件18，例如上述的核心電路。常規(guī)穩(wěn)壓電路10包包括一放大器電路12(Amplifier)、一輸出晶體管14、以及一負(fù)載模塊16，負(fù)載模塊16又包包括一負(fù)載電容CL與二負(fù)載電阻RL1、RL2，該負(fù)載電容CL與二負(fù)載電阻RL1、RL2連接在一輸出節(jié)點(diǎn)NOUT與一第二電壓源VSS(第二電壓源VSS通常提供一低電平直流電壓或一接地(Ground)電壓)之間。放大器電路12包包括一第一接收端Na1及一第二接收端Na2(該第一及第二接收端Na1、Na2可視為兩個(gè)差動(dòng)輸入端)，第一接收端Na1電連接到一外接的參考電壓發(fā)生器13(ReferenceVoltageGenerator)，用來分別接收一參考電壓(ReferenceVoltage)，第二接收端Na2電連接到一反饋節(jié)點(diǎn)NF1，接收一反饋電壓(FeedbackVoltage)，而該參考電壓即由參考電壓發(fā)生器13所產(chǎn)生。這樣，放大器電路12可依據(jù)參考電壓、反饋電壓、以及一起動(dòng)電壓信號(hào)(EnableVoltageSignal)ENABLE以在一輸出端Np1輸出一驅(qū)動(dòng)電壓到輸出晶體管14，來控制輸出晶體管14的柵極(Gate)偏壓。
在本常規(guī)實(shí)施例中，輸出晶體管14設(shè)計(jì)為一P型溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)晶體管，輸出晶體管14的柵極經(jīng)由節(jié)點(diǎn)Np1電連接到放大器電路12，漏極電連接到輸出節(jié)點(diǎn)NOUT，而其源極電連接到一第一電壓源VCC。第一電壓源VCC即為系統(tǒng)中提供的高電平的直流電壓，舉例而言，若穩(wěn)壓電路10設(shè)置在一微控制器系統(tǒng)中，第一電壓源VCC設(shè)為3.3V(伏特)的直流偏壓，亦即，該3.3V的直流電壓即為提供該微控制器系統(tǒng)及該穩(wěn)壓電路10工作的直流偏壓，而在該穩(wěn)壓電路10工作下，外接的外部電路元件18則會(huì)可被偏壓在較低的2.5V，也就是說，在這種配置下，穩(wěn)壓電路10利用3.3V的直流電壓(第一電壓源VCC)，在輸出節(jié)點(diǎn)NOUT產(chǎn)生出2.5V穩(wěn)定的輸出電壓，供應(yīng)外部電路元件18工作時(shí)的電功率需求。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，輸出晶體管14可依據(jù)由柵極的驅(qū)動(dòng)電壓操作以調(diào)整控制一輸出電壓在輸出節(jié)點(diǎn)NOUT，此外，輸出節(jié)點(diǎn)NOUT連接到具有一定電容值的負(fù)載電容CL，該負(fù)載電容CL可用來穩(wěn)壓，也能從旁濾除(Bypass)掉交流波動(dòng)的干擾，而當(dāng)該負(fù)載電容CL被充電到穩(wěn)態(tài)后，就能在輸出節(jié)點(diǎn)NOUT建立起穩(wěn)態(tài)的輸出電壓。該輸出電壓一方面會(huì)提供到外部電路元件18作為偏壓的電壓使用，一方面也會(huì)經(jīng)由二負(fù)載電阻RL1、RL2的分壓而在一反饋節(jié)點(diǎn)NF1建立反饋電壓，將該反饋電壓提供到放大器電路12。
常規(guī)技術(shù)中驅(qū)動(dòng)穩(wěn)壓電路10工作的情形可描述如下。第一電壓源VCC會(huì)將具有高電平的直流電壓提供到穩(wěn)壓電路10，同時(shí)第二電壓源VSS會(huì)將具有低電平的直流電壓或接地電壓提供到穩(wěn)壓電路10。在起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE提供一高電平的直流電壓到放大器電路12后，放大器電路12及穩(wěn)壓電路10開始工作，此時(shí)，放大器電路12在輸出端Np1輸出一低電平的驅(qū)動(dòng)電壓到輸出晶體管14的柵極，導(dǎo)通第一電壓源VCC與輸出節(jié)點(diǎn)NOUT，使得輸出晶體管14源極與漏極間的電壓幾乎相當(dāng)于直流電壓VCC、VSS間的電壓差，并在其漏極與源極間導(dǎo)通大的電流作為充電電流，將負(fù)載電容CL充電。隨著充電過程的進(jìn)行，輸出節(jié)點(diǎn)NOUT的電壓會(huì)逐漸上升，節(jié)點(diǎn)Np1的電壓也會(huì)逐漸上升，使得輸出節(jié)點(diǎn)NOUT的輸出電壓逐漸趨于穩(wěn)態(tài)的定值。到了穩(wěn)態(tài)時(shí)，放大器電路12會(huì)維持反饋電壓與參考電壓相等，該穩(wěn)定的輸出電壓就能作為外部電路元件18的直流偏壓。當(dāng)輸出電壓的電壓大小偶有改變時(shí)，放大器電路12就會(huì)對(duì)應(yīng)地調(diào)整控制驅(qū)動(dòng)電壓來進(jìn)行動(dòng)態(tài)的補(bǔ)償。
當(dāng)欲終止(Disable)該穩(wěn)壓電路10工作時(shí)，起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE會(huì)改為提供一低電平的直流電壓到放大器電路12，該低電平的起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE會(huì)終止放大器電路12工作，使得放大器電路12在輸出端Np1轉(zhuǎn)為輸出一高電平的驅(qū)動(dòng)電壓到輸出晶體管14的柵極，由于輸出晶體管14為P型溝道金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，該高電平的驅(qū)動(dòng)電壓會(huì)關(guān)斷輸出晶體管14，使得第一電壓源VCC與輸出節(jié)點(diǎn)NOUT不再相互導(dǎo)通，也就是說第一電壓源VCC不再提供高電平的直流電壓到輸出節(jié)點(diǎn)NOUT。在穩(wěn)壓電路10通過負(fù)載模塊16放電的過程中，因負(fù)載電容CL具有一定的電容值，會(huì)導(dǎo)致放電時(shí)間的拖延，連帶延宕了穩(wěn)壓電路10終止工作的效率，也使得穩(wěn)壓電路10無法提供精準(zhǔn)而穩(wěn)定的輸出電壓。再者，穩(wěn)壓電路10終止工作的時(shí)間的增長也代表電功率消耗量的增加且無法精準(zhǔn)而穩(wěn)定的終止輸出電壓，這樣，常規(guī)穩(wěn)壓電路10則無法設(shè)置在在處處講求低能源消耗與精準(zhǔn)而穩(wěn)定地控制電壓輸出的攜帶式電子系統(tǒng)(如筆記型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA))中。
為解決上述的問題，并基于上述穩(wěn)壓電路10的基本結(jié)構(gòu)，在USPatentNo.6,362,609，“Voltageregulator”中已提出利用新設(shè)置一晶體管來加快穩(wěn)壓電路10終止輸出電壓工作的速度。其相關(guān)電路操作請(qǐng)參閱其專利內(nèi)容，在此不再詳述。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的在于一種低噪聲穩(wěn)壓電路以及用于該穩(wěn)壓電路中快速終止工作的方法，以解決上述問題。
本發(fā)明所公開的穩(wěn)壓電路同時(shí)具備了快速終止工作(FastDisable)以及拉低放大器電路的反饋電壓的技術(shù)特征，我們以常規(guī)穩(wěn)壓電路的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，新增到少二放電晶體管，使穩(wěn)壓電路的輸出電壓能通過放電晶體管快速放電；除此之外，在放大器電路的相關(guān)反饋輸入端新增至少一濾波電容，在濾除相關(guān)的射頻干擾信號(hào)(RFInterferenceSignal)以降低噪聲的同時(shí)，亦能利用放電晶體管迅速拉低放大器電路的反饋電壓，來實(shí)施降低噪聲并縮減放電時(shí)間，這樣，本發(fā)明的穩(wěn)壓電路即能快速的終止工作，真正提供低噪聲、精準(zhǔn)、且穩(wěn)定的輸出電壓。
本發(fā)明的目的為提供一種穩(wěn)壓電路(VoltageRegulatorCircuit)，用來在一輸出節(jié)點(diǎn)(OutputNode)輸出至少一輸出電壓(OutputVoltage)，該穩(wěn)壓電路包包括有一放大器電路(Amplifier)，包包括一第一接收端及一第二接收端，用來分別接收一參考電壓(ReferenceVoltage)及一反饋電壓(FeedbackVoltage)，該放大器電路依據(jù)該參考電壓、該反饋電壓、以及一起動(dòng)電壓信號(hào)(EnableVoltageSignal)以輸出一驅(qū)動(dòng)電壓；一輸出晶體管，包包括三端(Port)，該三端分別電連接到該放大器電路、該輸出節(jié)點(diǎn)、以及一第一電壓源，并接收該驅(qū)動(dòng)電壓，該輸出晶體管依據(jù)該驅(qū)動(dòng)電壓操作以調(diào)整控制該輸出電壓在該輸出節(jié)點(diǎn)；一第一放電晶體管(DischargeTransistor)，包包括三端，該三端分別電連接到一反相起動(dòng)電壓信號(hào)、該輸出節(jié)點(diǎn)、以及一反饋節(jié)點(diǎn)，該第一放電晶體管依據(jù)該反相起動(dòng)電壓信號(hào)操作以開關(guān)控制是否導(dǎo)通該輸出節(jié)點(diǎn)與該反饋節(jié)點(diǎn)，其中該反饋節(jié)點(diǎn)電連接到該第二接收端，可提供該反饋電壓到該放大器電路；一第二放電晶體管，包包括三端，該三端分別電連接到該反相起動(dòng)電壓信號(hào)、該反饋節(jié)點(diǎn)、以及一第二電壓源，該第一放電晶體管用來依據(jù)該反相起動(dòng)電壓信號(hào)操作以開關(guān)控制是否導(dǎo)通該反饋節(jié)點(diǎn)與該第二電壓源；以及一負(fù)載模塊，電連接到該輸出節(jié)點(diǎn)、該反饋節(jié)點(diǎn)、以及該第二電壓源。另外，包包括至少一濾波電容(BypassCapacitor)，電連接到該放大器電路的該第二接收端，用來濾除至少一射頻干擾信號(hào)。
本發(fā)明的另一目的為提供一種用于一穩(wěn)壓電路中快速終止(Disable)該穩(wěn)壓電路工作的方法，該穩(wěn)壓電路包包括有一放大器電路(Amplifier)，用來依據(jù)一起動(dòng)電壓信號(hào)(EnableVoltageSignal)輸出一驅(qū)動(dòng)電壓；一輸出晶體管，電連接到該放大器電路、一輸出節(jié)點(diǎn)、以及一第一電壓源，用來依據(jù)該驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)整控制一輸出電壓在該輸出節(jié)點(diǎn)；一第一放電晶體管(DischargeTransistor)，電連接到該起動(dòng)電壓信號(hào)、該輸出節(jié)點(diǎn)、以及一反饋節(jié)點(diǎn)；以及一第二放電晶體管，電連接到該起動(dòng)電壓信號(hào)、該反饋節(jié)點(diǎn)、以及一第二電壓源；該方法包包括有(a)使用該起動(dòng)電壓信號(hào)停止該放大器電路工作，以使該驅(qū)動(dòng)電壓關(guān)斷該輸出晶體管，終止調(diào)整控制一輸出電壓在該輸出節(jié)點(diǎn)；(b)在步驟(a)中，使用該起動(dòng)電壓信號(hào)導(dǎo)通該第一放電晶體管，導(dǎo)通該輸出節(jié)點(diǎn)與該反饋節(jié)點(diǎn)，以使位于該輸出節(jié)點(diǎn)的該輸出電壓被快速拉低(Pull-down)到接近位于該反饋節(jié)點(diǎn)的電壓值；以及(c)在步驟(a)中，使用該起動(dòng)電壓信號(hào)導(dǎo)通該第二放電晶體管，導(dǎo)通該反饋節(jié)點(diǎn)與該第二電壓源，以使位于該反饋節(jié)點(diǎn)的電壓值被快速拉低到接近該第二電壓源的電壓值。另外，包包括(d)在步驟(c)中，當(dāng)該第二放電晶體管導(dǎo)通該反饋節(jié)點(diǎn)與該第二電壓源時(shí)，將該反饋電壓快速拉低到接近該第二電壓源的電壓值；(e)在步驟(d)中，使用該濾波電容濾除至少一射頻干擾信號(hào)；以及(f)在步驟(a)中，當(dāng)該起動(dòng)電壓信號(hào)停止該放大器電路工作時(shí)，導(dǎo)通該終止晶體管以快速關(guān)斷該輸出晶體管，終止導(dǎo)通該輸出節(jié)點(diǎn)與該反饋節(jié)點(diǎn)。


圖1為一常規(guī)穩(wěn)壓電路的示意圖。
圖2為本發(fā)明一穩(wěn)壓電路的一實(shí)施例的示意圖。
圖3為本發(fā)明一方法實(shí)施例的流程圖。
圖4為本發(fā)明圖2穩(wěn)壓電路的另一實(shí)施例的示意圖。
圖5為圖3另一方法實(shí)施例的流程圖。
附圖符號(hào)說明10、30 穩(wěn)壓電路 12、32 放大器電路13 參考電壓發(fā)生器 14、34 輸出晶體管16、36 負(fù)載模塊 18、38 外部電路元件20、40 反相器 22 放電晶體管41 第一放電晶體管 42 第二放電晶體管44 終止晶體管具體實(shí)施方式
本發(fā)明的技術(shù)特征為強(qiáng)調(diào)一低噪聲穩(wěn)壓電路在終止工作(Disable)時(shí)的操作情形。請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明一(低噪聲)穩(wěn)壓電路30的一實(shí)施例的示意圖。請(qǐng)注意，圖2所示的穩(wěn)壓電路30以多個(gè)金屬氧化半導(dǎo)體(MOS)晶體管及相關(guān)電路元件完成，而在實(shí)際實(shí)施時(shí)，此多個(gè)金屬氧化半導(dǎo)體晶體管可用別種晶體管，如雙極結(jié)型晶體管(BJT)來加以完成。請(qǐng)見圖2，穩(wěn)壓電路30包包括有一放大器電路32(Amplifier)、一輸出晶體管34、一反相器40(Inverter)、一第一放電晶體管41(DischargeTransistor)、一第二放電晶體管42、與一負(fù)載模塊36。實(shí)際實(shí)施時(shí)，放大器電路32可為一運(yùn)算放大器(OperationalAmplifier)或一差動(dòng)放大器(DifferentialAmplifier)；放大器電路32包包括一輸出端NP1、一第一接收端NA1及一第二接收端NA2，第一接收端NA1可接收一參考電壓，而第二接收端NA2可接收一反饋電壓(FeedbackVoltage)，放大器電路32另接收一起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE(EnableVoltageSignal)，用來控制其工作與否，在放大器電路32進(jìn)行工作時(shí)，放大器電路32會(huì)依據(jù)參考電壓、反饋電壓、以及起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE在輸出端Np1輸出一驅(qū)動(dòng)電壓。如前所述，本實(shí)施例中的晶體管均以金屬氧化半導(dǎo)體晶體管完成，因此，每一晶體管具有三端與外部電路相接，分別為一柵極(Gate)、一漏極(Drain)、以及一源極(Source)。放大器電路32的輸出端NP1連接到輸出晶體管34的柵極，而該輸出晶體管34的漏極電連接到一輸出節(jié)點(diǎn)NOUT，源極電連接到一第一電壓源VCC。第一電壓源VCC用來提供一高電平的電壓值，而輸出節(jié)點(diǎn)NOUT會(huì)連接到一外接電路元件38。當(dāng)穩(wěn)壓電路30處于工作狀態(tài)時(shí)，放大器電路32會(huì)輸出適當(dāng)電平的驅(qū)動(dòng)電壓，導(dǎo)通輸出晶體管34并因此調(diào)整控制一輸出電壓(OutputVoltage)在輸出節(jié)點(diǎn)NOUT，供應(yīng)外接電路元件38工作時(shí)的電功率需求。
負(fù)載模塊36包包括有一負(fù)載電容CL與用來分壓的第一、第二負(fù)載電阻RL1、RL2，負(fù)載電容CL連接在輸出節(jié)點(diǎn)NOUT與第二電壓源VSS之間，其中的第二電壓源VSS可提供一接地(Ground)電壓或一低電平的電壓值。第一負(fù)載電阻與該第二負(fù)載電阻RL1、RL2以串聯(lián)(SeriesConnection)的方式相互連接，第一負(fù)載電阻連接在輸出節(jié)點(diǎn)NOUT與一反饋節(jié)點(diǎn)NF1之間、而第二負(fù)載電阻RL1、RL2連接在反饋節(jié)點(diǎn)NF1與第二電壓源VSS之間，這樣，反饋節(jié)點(diǎn)NF1上的電壓值即介于輸出電壓與第二電壓源VSS提供的電壓值之間，而此反饋節(jié)點(diǎn)NF1又電連到放大器電路32的第二接收端NA2，于是，經(jīng)過第一與第二負(fù)載電阻RL1、RL2分壓后落于反饋節(jié)點(diǎn)NF1上的電壓值，即可作為放大器電路32的反饋電壓。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖2，第一放電晶體管41的源極與第二放電晶體管42的漏極在反饋節(jié)點(diǎn)NF1相互連接，且第一放電晶體管41與第二放電晶體管42皆為N型溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)晶體管。第一放電晶體管41的柵極電連接到反相器40，漏極電連接到輸出節(jié)點(diǎn)NOUT，第二放電晶體管42的柵極亦電連接到反相器40，源極電連接到第二電壓源VSS。反相器40用來將起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE轉(zhuǎn)換為一反相起動(dòng)電壓信號(hào)IN_ENABLE，并將該反相起動(dòng)電壓信號(hào)IN_ENABLE提供給第一放電晶體管41及第二放電晶體管42，這樣，第一放電晶體管41及第二放電晶體管42的導(dǎo)通與否，是依據(jù)反相器40產(chǎn)生的反相起動(dòng)電壓信號(hào)IN_ENABLE的電壓電平高低來決定。
當(dāng)欲終止該穩(wěn)壓電路30工作時(shí)，起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE會(huì)提供一低電平的直流電壓到放大器電路32，隨后放大器電路32會(huì)在輸出端Np1輸出一高電平的驅(qū)動(dòng)電壓到輸出晶體管34的柵極，以關(guān)斷輸出晶體管34，不再導(dǎo)通第一電壓源VCC與輸出節(jié)點(diǎn)NOUT，以停止提供正向電壓到該輸出節(jié)點(diǎn)NOUT。在此同時(shí)，反相器40則將低電平的起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE轉(zhuǎn)換高電平的反相起動(dòng)電壓信號(hào)IN_ENABLE，并將此高電平的反相起動(dòng)電壓信號(hào)IN_ENABLE傳送到第一放電晶體管41及第二放電晶體管42的柵極。由于第一及第二放電晶體管41、42為N型溝道金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，高電平的反相起動(dòng)電壓信號(hào)IN_ENABLE會(huì)導(dǎo)通第一放電晶體管41，導(dǎo)通輸出節(jié)點(diǎn)NOUT與反饋節(jié)點(diǎn)NF1，同時(shí)，第二放電晶體管42亦會(huì)被導(dǎo)通，該反饋節(jié)點(diǎn)NF1與第二電壓源VSS相互導(dǎo)通，使得反饋節(jié)點(diǎn)NF1上的反饋電壓被快速拉低(Pull-down)到接近第二電壓源VSS提供的低電平電壓值，并由于第一及第二放電晶體管41、42皆具有很小的阻抗值，位于輸出節(jié)點(diǎn)NOUT的輸出電壓會(huì)選擇通過第一及第二放電晶體管41、42快速放電，避免了負(fù)載模塊36中的RC電路對(duì)放電時(shí)間的延遲，大幅降低放電所需的時(shí)間。
請(qǐng)注意，在本發(fā)明的本實(shí)施例中，利用兩個(gè)放電晶體管(第一及第二放電晶體管41、42)的設(shè)置，并利用此二放電晶體管22(的源極與漏極)在反饋節(jié)點(diǎn)NF1相互連接的設(shè)計(jì)，使反饋節(jié)點(diǎn)NF1上的反饋電壓與輸出節(jié)點(diǎn)NOUT上的輸出電壓一并被快速拉低，同時(shí)實(shí)施了迅速終止工作(FastDisable)與快速拉低放大器電路32的反饋電壓的兩技術(shù)特征，基于此，在穩(wěn)壓電路30終止工作時(shí)，輸出節(jié)點(diǎn)NOUT應(yīng)視為與反饋節(jié)點(diǎn)NF1相互導(dǎo)通，而非與第二電壓源VSS(接地電壓或預(yù)設(shè)的低電平電壓)直接導(dǎo)通。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖2，為使本發(fā)明的穩(wěn)壓電路30具有反饋低噪聲的技術(shù)特征，穩(wěn)壓電路30還包括一濾波電容Cp(BypassCapacitor)，此濾波電容Cp電連接到放大器電路32的第二接收端NA2，可濾除相關(guān)的射頻信號(hào)并降低噪聲。請(qǐng)回頭參閱圖1，若欲在常規(guī)結(jié)構(gòu)中設(shè)置此濾波電容Cp，則此濾波電容Cp會(huì)使第二接收端NA2上的電壓調(diào)整的速度降低，同時(shí)拖慢了整個(gè)穩(wěn)壓電路30終止工作時(shí)的速度，然而，在本發(fā)明圖3所示的穩(wěn)壓電路30中，由于反饋電壓可通過第二放電晶體管42迅速拉低其電壓值，在降低噪聲的同時(shí)不會(huì)犧牲掉放電的速度與終止工作的效率，使本發(fā)明的穩(wěn)壓電路30輸出低噪聲、精準(zhǔn)、且穩(wěn)定的輸出電壓。
基于上述圖2實(shí)施例中的穩(wěn)壓電路30，并著眼于該穩(wěn)壓電路30在終止工作時(shí)的操作情形，本發(fā)明用來快速終止該穩(wěn)壓電路30工作的方法實(shí)施例可歸納于下列步驟，并請(qǐng)見圖3，圖3為本發(fā)明一方法實(shí)施例的流程圖步驟100開始，準(zhǔn)備終止穩(wěn)壓電路30工作；步驟102在將放大器電路32終止工作之前，穩(wěn)壓電路30在輸出節(jié)點(diǎn)NOUT輸出穩(wěn)態(tài)的輸出電壓。當(dāng)欲終止該穩(wěn)壓電路30工作時(shí)，使用起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE停止放大器電路32工作(此時(shí)，起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE為一低電平的直流電壓信號(hào))，使該放大器電路32輸出一高電平的驅(qū)動(dòng)電壓，進(jìn)而關(guān)斷(以一P型溝道金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管完成的)輸出晶體管34，停止導(dǎo)通第一電壓源VCC與輸出節(jié)點(diǎn)NOUT，同時(shí)進(jìn)行到步驟104與步驟106；步驟104使用反相器40將起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE轉(zhuǎn)換為反相起動(dòng)電壓信號(hào)IN_ENABLE(高電平)，使此高電平反相起動(dòng)電壓信號(hào)IN_ENABLE導(dǎo)通第一放電晶體管41，導(dǎo)通輸出節(jié)點(diǎn)NOUT與反饋節(jié)點(diǎn)NF1，此時(shí)輸出電壓的值非常接近該反饋節(jié)點(diǎn)NF1上的反饋電壓，并進(jìn)行到步驟108；步驟106利用反相器40轉(zhuǎn)換的高電平反相起動(dòng)電壓信號(hào)IN_ENABLE導(dǎo)通第二放電晶體管42，導(dǎo)通反饋節(jié)點(diǎn)NF1與第二電壓源VSS，以使位于該反饋節(jié)點(diǎn)NF1的反饋電壓被快速拉低到接近該第二電壓源VSS的電壓值，進(jìn)行步驟108；步驟108在進(jìn)行完同時(shí)步驟104與步驟106后，位于該輸出節(jié)點(diǎn)NOUT的輸出電壓亦會(huì)被快速拉低到接近第二電壓源VSS的(接地或預(yù)設(shè)的低)電壓值，完成本發(fā)明迅速終止穩(wěn)壓電路30工作的技術(shù)特征。
事實(shí)上，在步驟102中，當(dāng)?shù)碗娖降钠饎?dòng)電壓信號(hào)ENABLE輸進(jìn)放大器電路32，以停止放大器電路32工作時(shí)，放大器電路32仍需耗費(fèi)一定的時(shí)間將輸出的驅(qū)動(dòng)電壓由低電平轉(zhuǎn)為高電平，為了更快速精準(zhǔn)的終止放大器電路32工作，最好能在起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE由工作時(shí)的高電平一變?yōu)榈碗娖胶?，?qū)動(dòng)電壓能立刻反映起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE的改變，在最短的時(shí)間內(nèi)關(guān)斷輸出晶體管34。請(qǐng)參閱圖4，圖4為本發(fā)明圖3穩(wěn)壓電路30的另一實(shí)施例的示意圖。承襲圖2實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)與技術(shù)特征，圖4的穩(wěn)壓電路30只多新增了一P型溝道金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，作為“終止晶體管44”。終止晶體管44的柵極、漏極、以及源極分別電連接到起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE、輸出晶體管34的柵極、與一高電平電壓源，在實(shí)際實(shí)施時(shí)，可用第一電壓源VCC提供該高電平的電壓。在本發(fā)明公開的結(jié)構(gòu)下，終止晶體管44可依據(jù)起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE以調(diào)整驅(qū)動(dòng)電壓的值。當(dāng)起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE由高電平轉(zhuǎn)為低電平，欲停止放大器電路32工作時(shí)，會(huì)同時(shí)導(dǎo)通該終止晶體管44，導(dǎo)通高電平電壓源與漏極，使此高電平電壓迅速提升位于輸出晶體管34的柵極的電壓值，亦即，將驅(qū)動(dòng)電壓由低電平迅速拉到高電平，以快速關(guān)斷該輸出晶體管34。
這樣，基于上述圖4實(shí)施例的穩(wěn)壓電路30，可在圖3方法實(shí)施例的步驟102中加入一相關(guān)步驟，請(qǐng)見圖5。圖5為圖3另一方法實(shí)施例的流程圖，新增的步驟為步驟103當(dāng)起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE由一高電平的直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)為一低電平的直流電壓信號(hào)后，此低電平的起動(dòng)電壓信號(hào)ENABLE會(huì)導(dǎo)通終止晶體管44，以快速提升驅(qū)動(dòng)電壓的值，迅速關(guān)斷輸出晶體管34，終止導(dǎo)通該輸出節(jié)點(diǎn)NOUT與該第一電壓源VCC。
此外，在實(shí)際實(shí)施時(shí)，放電晶體管的數(shù)目可依設(shè)計(jì)者的需求增加，無須限定為兩個(gè)。由上述的各種實(shí)施例可知，本發(fā)明的低噪聲穩(wěn)壓電路以常規(guī)穩(wěn)壓電路的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，利用新增的到少二放電晶體管及一濾波電容，迅速拉低放大器電路的反饋電壓，并同時(shí)使穩(wěn)壓電路的輸出電壓通過放電晶體管快速放電，同時(shí)具備了低噪聲反饋降壓機(jī)理(Low-noiseFeedbackPull-low)及快速終止工作(FastDisable)的技術(shù)特征，進(jìn)一步降低噪聲并縮減放電時(shí)間，減少不必要的功率損耗，使本發(fā)明的穩(wěn)壓電路能真正提供低噪聲、精確、且穩(wěn)定的輸出電壓。
上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所進(jìn)行的等效變化與修改，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種穩(wěn)壓電路，用來在一輸出節(jié)點(diǎn)輸出至少一輸出電壓，該穩(wěn)壓電路包包括有一放大器電路，包包括一第一接收端及一第二接收端，用來分別接收一參考電壓及一反饋電壓，該放大器電路依據(jù)該參考電壓、該反饋電壓、以及一起動(dòng)電壓信號(hào)以輸出一驅(qū)動(dòng)電壓；一輸出晶體管，包包括三端，該三端分別電連接到該放大器電路、該輸出節(jié)點(diǎn)、以及一第一電壓源，并接收該驅(qū)動(dòng)電壓，使該輸出晶體管依據(jù)該驅(qū)動(dòng)電壓操作以調(diào)整控制該輸出電壓在該輸出節(jié)點(diǎn)；一第一放電晶體管，包包括三端，該三端分別電連接到一反相起動(dòng)電壓信號(hào)、該輸出節(jié)點(diǎn)、以及一反饋節(jié)點(diǎn)，該第一放電晶體管依據(jù)該反相起動(dòng)電壓信號(hào)操作以開關(guān)控制是否導(dǎo)通該輸出節(jié)點(diǎn)與該反饋節(jié)點(diǎn)，其中該反饋節(jié)點(diǎn)電連接到該第二接收端，可提供該反饋電壓到該放大器電路；一第二放電晶體管，包包括三端，該三端分別電連接到該反相起動(dòng)電壓信號(hào)、該反饋節(jié)點(diǎn)、以及一第二電壓源，該第一放電晶體管用來依據(jù)該反相起動(dòng)電壓信號(hào)操作以開關(guān)控制是否導(dǎo)通該反饋節(jié)點(diǎn)與該第二電壓源；以及一負(fù)載模塊，電連接到該輸出節(jié)點(diǎn)、該反饋節(jié)點(diǎn)、以及該第二電壓源。
2.如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓電路，其還包括至少一濾波電容，電連接到該放大器電路的該第二接收端，用來濾除至少一射頻干擾信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓電路，其中每一晶體管的三端分別為一柵極、一漏極、以及一源極；在該輸出晶體管中，該柵極電連接到該放大器電路，該漏極電連接到該輸出節(jié)點(diǎn)，該源極電連接到該第一電壓源；在該第一放電晶體管中，該柵極電連接到該反相起動(dòng)電壓信號(hào)，該漏極電連接到該輸出節(jié)點(diǎn)，該源極電連接到該反饋節(jié)點(diǎn)；在該第二放電晶體管中，該柵極電連接到該反相起動(dòng)電壓信號(hào)，該漏極電連接到該反饋節(jié)點(diǎn)，該源極電連接到該第二電壓源。
4.如權(quán)利要求3所述的穩(wěn)壓電路，其還包括一終止晶體管，該終止晶體管的柵極、漏極、以及源極，分別電連接到該起動(dòng)電壓信號(hào)、該輸出晶體管的柵極、以及該第一電壓源，其中該終止晶體管依據(jù)該起動(dòng)電壓信號(hào)操作以開關(guān)控制是否導(dǎo)通該驅(qū)動(dòng)電壓與該第一電壓源。
5.如權(quán)利要求4所述的穩(wěn)壓電路，其中當(dāng)該起動(dòng)電壓信號(hào)停止該放大器電路工作并導(dǎo)通該終止晶體管時(shí)，該終止晶體管控制該驅(qū)動(dòng)電壓以關(guān)斷該輸出晶體管，以終止該調(diào)整電平的輸出電壓在該輸出節(jié)點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求4所述的穩(wěn)壓電路，其中該第一放電晶體管與該第二放電晶體管分別為一N型溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)晶體管，而該輸出晶體管與該終止晶體管分別為一P型溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)晶體管。
7.如權(quán)利要求3所述的穩(wěn)壓電路，其中負(fù)載模塊包包括有一負(fù)載電容，連接在該輸出節(jié)點(diǎn)與該第二電壓源之間；一第一負(fù)載電阻，連接在該輸出節(jié)點(diǎn)與該反饋節(jié)點(diǎn)之間；以及一第二負(fù)載電阻，連接在該反饋節(jié)點(diǎn)與該第二電壓源之間，其中該第一負(fù)載電阻與該第二負(fù)載電阻以串聯(lián)的方式相互連接。
8.如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓電路，其還包括有一反相器，電連到該第一放電晶體管及該第二放電晶體管的柵極，用來將該起動(dòng)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為該反相起動(dòng)電壓信號(hào)，以提供該反相起動(dòng)電壓信號(hào)到該第一放電晶體管及該第二放電晶體管。
9.如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓電路，其中該第一電壓源提供一高電平的電壓，而第二電壓源提供一接地電壓或一低電平的電壓。
10.如權(quán)利要求9所述的穩(wěn)壓電路，其中當(dāng)該起動(dòng)電壓信號(hào)停止該放大器電路工作時(shí)，該驅(qū)動(dòng)電壓關(guān)斷該輸出晶體管，以停止提供該調(diào)整電平的輸出電壓到該輸出節(jié)點(diǎn)。
11.如權(quán)利要求9所述的穩(wěn)壓電路，其中當(dāng)該起動(dòng)電壓信號(hào)停止該放大器電路工作時(shí)，該反相起動(dòng)電壓信號(hào)導(dǎo)通該第一放電晶體管，導(dǎo)通該輸出節(jié)點(diǎn)與該反饋節(jié)點(diǎn)。
12.如權(quán)利要求11所述的穩(wěn)壓電路，其中當(dāng)該起動(dòng)電壓信號(hào)停止該放大器電路工作時(shí)，該反相起動(dòng)電壓信號(hào)導(dǎo)通該第二放電晶體管，導(dǎo)通該反饋節(jié)點(diǎn)與該第二電壓源，以將該反饋電壓快速拉低到接近該第二電壓源提供的電壓值。
13.如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓電路，其中該放大器電路為一運(yùn)算放大器或一差動(dòng)放大器。
14.一種用于一穩(wěn)壓電路中快速終止該穩(wěn)壓電路工作的方法，該穩(wěn)壓電路包包括有一放大器電路，用來依據(jù)一起動(dòng)電壓信號(hào)輸出一驅(qū)動(dòng)電壓；一輸出晶體管，電連接到該放大器電路、一輸出節(jié)點(diǎn)、以及一第一電壓源，用來依據(jù)該驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)整控制一輸出電壓在該輸出節(jié)點(diǎn)；一第一放電晶體管，電連接到該起動(dòng)電壓信號(hào)、該輸出節(jié)點(diǎn)、以及一反饋節(jié)點(diǎn)；以及一第二放電晶體管，電連接到該起動(dòng)電壓信號(hào)、該反饋節(jié)點(diǎn)、以及一第二電壓源；該方法包包括有(a)使用該起動(dòng)電壓信號(hào)停止該放大器電路工作，以使該驅(qū)動(dòng)電壓關(guān)斷該輸出晶體管，終止調(diào)整控制一輸出電壓在該輸出節(jié)點(diǎn)；(b)在步驟(a)中，使用該起動(dòng)電壓信號(hào)導(dǎo)通該第一放電晶體管，導(dǎo)通該輸出節(jié)點(diǎn)與該反饋節(jié)點(diǎn)，以使位于該輸出節(jié)點(diǎn)的該輸出電壓被快速拉低到接近位于該反饋節(jié)點(diǎn)的電壓值；以及(c)在步驟(a)中，使用該起動(dòng)電壓信號(hào)導(dǎo)通該第二放電晶體管，導(dǎo)通該反饋節(jié)點(diǎn)與該第二電壓源，以使位于該反饋節(jié)點(diǎn)的電壓值被快速拉低到接近該第二電壓源的電壓值。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該放大器電路包包括一第一接收端及一第二接收端，用來分別接收一參考電壓及一反饋電壓，該第二接收端電連接到該反饋節(jié)點(diǎn)，使得位于該反饋節(jié)點(diǎn)的電壓值為該反饋電壓，該方法還包括有(d)在步驟(c)中，當(dāng)該第二放電晶體管導(dǎo)通該反饋節(jié)點(diǎn)與該第二電壓源時(shí)，將該反饋電壓快速拉低到接近該第二電壓源的電壓值。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該穩(wěn)壓電路還包括至少一濾波電容，電連接到該放大器電路的該第二接收端，該方法還包括有(e)在步驟(d)中，使用該濾波電容濾除至少一射頻干擾信號(hào)。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該穩(wěn)壓電路還包括一終止晶體管，該終止晶體管電連接到該起動(dòng)電壓信號(hào)、該輸出晶體管、以及該第一電壓源，該方法還包括有(f)在步驟(a)中，當(dāng)該起動(dòng)電壓信號(hào)停止該放大器電路工作時(shí)，導(dǎo)通該終止晶體管以快速關(guān)斷該輸出晶體管，終止導(dǎo)通該輸出節(jié)點(diǎn)與該第一電壓源。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該第一電壓源提供一高電平的電壓值，而第二電壓源提供一接地電壓或一低電平的電壓值。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該穩(wěn)壓電路還包括一負(fù)載模塊，該負(fù)載模塊包包括有一負(fù)載電容，連接在該輸出節(jié)點(diǎn)與該第二電壓源之間；一第一負(fù)載電阻，連接在該輸出節(jié)點(diǎn)與該反饋節(jié)點(diǎn)之間；以及一第二負(fù)載電阻，連接在該反饋節(jié)點(diǎn)與該第二電壓源之間，其中該第一負(fù)載電阻與該第二負(fù)載電阻以串聯(lián)的方式相互連接。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該穩(wěn)壓電路還包括有一反相器，電連到該第一放電晶體管及該第二放電晶體管，用來將該起動(dòng)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為該反相起動(dòng)電壓信號(hào)，該方法還包括有(g)在步驟(b)中，使用該反相起動(dòng)電壓信號(hào)導(dǎo)通該第一放電晶體管，以導(dǎo)通該輸出節(jié)點(diǎn)與該反饋節(jié)點(diǎn)；以及(h)在步驟(c)中，使用該反相起動(dòng)電壓信號(hào)導(dǎo)通該第二放電晶體管，以導(dǎo)通該反饋節(jié)點(diǎn)與該第二電壓源。
21.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該輸出晶體管、該第一放電晶體管、以及該第二放電晶體管分別為一氧化半導(dǎo)體晶體管或一雙極結(jié)型晶體管。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該第一放電晶體管與該第二放電晶體管分別為一N型溝道金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，而該輸出晶體管為一P型溝道金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中該輸出晶體管的柵極電連接到該放大器電路，該輸出晶體管的漏極電連接到該輸出節(jié)點(diǎn)，該輸出晶體管的源極電連接到該第一電壓源；該第一放電晶體管的柵極電連接到該起動(dòng)電壓信號(hào)，該第一放電晶體管的漏極電連接到該輸出節(jié)點(diǎn)，該第一放電晶體管的源極電連接到該反饋節(jié)點(diǎn)；該第二放電晶體管的柵極電連接到該起動(dòng)電壓信號(hào)，該第二放電晶體管的漏極電連接到該反饋節(jié)點(diǎn)，該第二放電晶體管的源極電連接到該第二電壓源。
24.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該放大器電路為一運(yùn)算放大器或一差動(dòng)放大器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可快速終止工作的穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路包包括有一放大器電路，用來依據(jù)一起動(dòng)電壓信號(hào)輸出一驅(qū)動(dòng)電壓；一輸出晶體管，電連接到該放大器電路、一輸出節(jié)點(diǎn)、以及一第一電壓源，在該輸出節(jié)點(diǎn)可輸出一輸出電壓；一第一放電晶體管，電連接到該起動(dòng)電壓信號(hào)、該輸出節(jié)點(diǎn)、以及一反饋節(jié)點(diǎn)；以及一第二放電晶體管，電連接到該起動(dòng)電壓信號(hào)、該反饋節(jié)點(diǎn)、以及一第二電壓源；其中當(dāng)該起動(dòng)電壓信號(hào)停止該放大器電路工作時(shí)，該起動(dòng)電壓信號(hào)導(dǎo)通該第一放電晶體管與第二放電晶體管，導(dǎo)通該輸出節(jié)點(diǎn)與該反饋節(jié)點(diǎn)，并快速拉低該輸出電壓。
文檔編號(hào)G05F1/56GK1609743SQ20031010245
公開日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2003年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月21日
發(fā)明者柯凌維, 邱繼昆 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司