本發(fā)明總體上涉及電子電路，并且在具體的實施例中涉及一種用于線性穩(wěn)壓器(LVR)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在電子領(lǐng)域中，線性穩(wěn)壓器(linear regulator)或線性穩(wěn)壓器(linear voltage regulator，LVR)是一種用于維持節(jié)點(如用于為負載供電的輸出節(jié)點)處的電壓的系統(tǒng)。線性穩(wěn)壓器的兩種普通的配置包括串聯(lián)穩(wěn)壓器，其中，穩(wěn)壓器件與穩(wěn)壓負載以及分路穩(wěn)壓器串聯(lián)地定位，其中，穩(wěn)壓器件與穩(wěn)壓負載并聯(lián)地定位。線性穩(wěn)壓器的簡單示例僅包括齊納二極管和串聯(lián)電阻。線性穩(wěn)壓器的更復(fù)雜示例包括用于實現(xiàn)電壓參考、誤差放大和功率傳輸元件的多個分開的級。

在稍微更詳細的示例中，在線性穩(wěn)壓器中使用晶體管以建立穩(wěn)壓輸出電壓。將輸出電壓與參考電壓進行比較以產(chǎn)生用于晶體管的控制信號，該控制信號調(diào)整通過晶體管供應(yīng)的電流。這種線性穩(wěn)壓器不需要會相對昂貴且體積較大磁性器件(如電感器或互感器)。在許多線性穩(wěn)壓器中使用的基礎(chǔ)部件包括容易使用用于集成電路的微制造技術(shù)來制造的晶體管、二極管和電阻器。

因為線性穩(wěn)壓器通常使用可變電壓降進行操作以調(diào)節(jié)在輸出節(jié)點處的電壓，所以通常要求向線性穩(wěn)壓器的輸入端提供的電源電壓至少比在穩(wěn)壓輸出節(jié)點處的期望輸出電壓高某個最小量。在期望輸出電壓或目標輸出電壓之上此最小電壓經(jīng)常被稱為壓差電壓。因此，最小電源電壓等于目標調(diào)節(jié)電壓加上壓差電壓。例如，具有低壓差電壓的線性穩(wěn)壓器經(jīng)常被稱為低壓差穩(wěn)壓器(LDO)。

因此，存在許多類型的線性穩(wěn)壓器用于在存在變載狀況的情況下提供穩(wěn)壓電源電壓。這些線性穩(wěn)壓器可以用片上方式實現(xiàn)；然而，由于片上環(huán)境的穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)要求，片外電容器經(jīng)常被實現(xiàn)為穩(wěn)壓器的一部分。片外電容器提高了制造成本和空間利用率，并且還防止系統(tǒng)的完全片上實現(xiàn)方式。片外電容器經(jīng)常具有在500納法(nF)至10微法(μF)或更高范圍內(nèi)的電容值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)實施例，穩(wěn)壓器包括線性穩(wěn)壓器(LVR)和瞬態(tài)反饋電路。該LVR包括主反饋回路、被配置成用于接收輸入電壓的輸入端子以及被配置成用于輸出穩(wěn)壓電壓的輸出端子。該瞬態(tài)反饋電路耦接于該輸出端子和該主反饋回路，并且被配置成用于當流過所述輸出端子的電流增大時向所述主反饋回路提供具有第一極性的第一電流。

附圖說明

現(xiàn)在參考下面的說明并結(jié)合附圖，以更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，其中：

圖1展示了實施例線性穩(wěn)壓器的系統(tǒng)框圖；

圖2展示了實施例線性穩(wěn)壓器的功能框圖；

圖3展示了實施例線性穩(wěn)壓器的示意圖；

圖4展示了另一個實施例線性穩(wěn)壓器的示意圖；

圖5展示了另外的實施例線性穩(wěn)壓器的示意圖；

圖6A和圖6B展示了瞬態(tài)響應(yīng)曲線的波形圖；

圖7A和圖7B展示了附加的瞬態(tài)響應(yīng)曲線的波形圖；并且

圖8A和圖8B展示了生成穩(wěn)壓輸出電壓的實施例方法的框圖。

除非另外指出，在不同圖中相應(yīng)的數(shù)字和符號通常指代相應(yīng)的部分。附圖被繪制為清楚地展示實施例的相關(guān)方面而不一定按比例繪制。

具體實施方式

下面詳細討論各實施例的制造和使用。然而，應(yīng)理解的是，在此所描述的各實施例可應(yīng)用于各種各樣的具體環(huán)境中。所討論的具體的實施例僅說明用于制造且使用各實施例的具體方式，并且不應(yīng)被解釋在受限的范圍中。

關(guān)于在具體環(huán)境中的各實施例(即，穩(wěn)壓器，并且更具體地，線性穩(wěn)壓器(LVR))進行描述。在此所描述的各實施例中的一些實施例包括穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器包括正反饋回路、瞬態(tài)增強電路、電流減法器、或這些元件的組合。具體的實施例包括具有改進的穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)特性的穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器被實現(xiàn)為沒有片外輸出電容器的片上集成電路。在其他實施例中，各個方面還可以應(yīng)用于涉及根據(jù)如現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何方式的任何類型的電子電路的其他應(yīng)用。

在集成電路(IC)上實現(xiàn)的線性穩(wěn)壓器通常要求例如在微法量級上的電容器連接至在集成電路外部的穩(wěn)壓輸出節(jié)點上，即，片外電容器。此片外電容器有必要維持穩(wěn)壓輸出電壓的穩(wěn)定性，并且改進片上穩(wěn)壓器的瞬態(tài)性能。片外電容器的要求可以添加至穩(wěn)壓器的成本中并且防止完全集成的實現(xiàn)方式或片上實現(xiàn)方式。省略片外電容器的設(shè)計和技術(shù)可能要求輸出電容非常小(例如，幾百微微法)，這可能在某些情況下導(dǎo)致較差的瞬態(tài)性能。

根據(jù)各實施例，將穩(wěn)壓器集成在沒有片外電容器的芯片上。在這種實施例中，提供主反饋回路用于調(diào)節(jié)在被配置成用于耦接至負載的輸出節(jié)點處的輸出電壓。主反饋回路由瞬態(tài)增強電路供電，該瞬態(tài)增強電路具有比主反饋回路更快的瞬態(tài)響應(yīng)時間，并且提高了穩(wěn)壓器的瞬態(tài)響應(yīng)時間。此外，電流減法器替代瞬態(tài)增強電路地或與其組合地耦接至主反饋回路，以便通過吸收響應(yīng)于變載狀況生成的過剩電流改善來穩(wěn)壓器的穩(wěn)定性。

在各實施例中，主反饋回路是正反饋回路。在辛格(Singh)等人于2013年6月27日提交的題為“穩(wěn)壓器(Voltage Regulator)”的美國專利申請?zhí)?3/929,549中描述了與這種正反饋回路的實現(xiàn)方式有關(guān)的示例和細節(jié)，尤其參照了沒有外部的片外電容器的穩(wěn)壓器，該專利申請以其全文通過引用結(jié)合在此。

在此所描述的各實施例包括在芯片上實現(xiàn)的沒有片外電容器的穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器展現(xiàn)了改善的瞬態(tài)響應(yīng)特性和改善的穩(wěn)定性。

圖1展示了包括正反饋LVR 102、瞬態(tài)反饋電路104和電流減法器106的實施例線性穩(wěn)壓器(LVR)100的系統(tǒng)框圖。根據(jù)各實施例，正反饋LVR 102接收輸入電壓VIN和參考電壓VREF并生成穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。基于穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的變化，正反饋LVR 102調(diào)整在正電流反饋回路內(nèi)的電流，以便控制輸出器件供應(yīng)更多或更少的電流并且穩(wěn)定穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。輸入電壓VIN可以是被向下調(diào)節(jié)以產(chǎn)生穩(wěn)定電壓作為穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的電源電壓。參考電壓VREF可以是用于生成穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的目標電壓。在各實施例中，正電流反饋回路基于參考電壓VREF控制穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。正電流反饋回路具有低于1的環(huán)路增益，以便確保操作過程中的穩(wěn)定性。在替代實施例中，正反饋回路LVR 102可以利用另一種類型的反饋回路來實現(xiàn)，而非正電流反饋回路。

根據(jù)各實施例，正反饋LVR 102可能具有反饋回路延遲T_回路。在這種實施例中，快速瞬態(tài)狀況可以發(fā)生在耦接于LVR 100的負載中，這些快速瞬態(tài)狀況在正反饋LVR 102能夠作出響應(yīng)之前顯著地影響穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。在各實施例中，瞬態(tài)反饋電路104監(jiān)測穩(wěn)壓輸出電壓VOUT并且向正反饋LVR 102提供快速的響應(yīng)。確切地，瞬態(tài)反饋電路104可以具有瞬態(tài)反饋延遲T_{瞬態(tài)反饋延遲}，該瞬態(tài)反饋延遲小于(或遠小于)反饋回路延遲T_回路，即，T_{瞬態(tài)反饋延遲}<T_回路或T_{瞬態(tài)反饋延遲}<<T_回路。在這種實施例中，瞬態(tài)反饋電路104可以使正反饋LVR 102能夠更快速地響應(yīng)于快速瞬態(tài)狀況并且改進針對穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的輸出電壓調(diào)節(jié)。

在具體實施例中，瞬態(tài)反饋電路104包括耦接于在正反饋LVR 102中的正電流反饋回路的電流注入器或者電流吸收器。在瞬態(tài)狀況期間，電流注入器或電流吸收器分別迅速地將電流注入正電流反饋回路中或從正電流反饋回路中吸收電流。瞬態(tài)反饋電路104可以包括耦接于由穩(wěn)壓輸出電壓VOUT供電的輸出節(jié)點的一個或多個差分器以便基于穩(wěn)壓輸出電壓VOUT控制電流注入器或電流吸收器。確切地，瞬態(tài)反饋電路104可以包括具有從1微微法(pF)變化到5微微法的電容的一個或多個電容差分器。

有可能的是，在正反饋LVR 102內(nèi)的電流電平的變化(例如，如在正電流反饋回路內(nèi)的變化)可能在穩(wěn)壓輸出電壓VOUT中產(chǎn)生誤差。因此，各實施例包括被配置成用于穩(wěn)定在正反饋LVR 102內(nèi)流動的電流的電流減法器106。在具體實施例中，電流減法器106可以吸收流入?yún)⒖脊?jié)點中的電流以便穩(wěn)定參考節(jié)點并降低參考節(jié)點的阻抗。在這種實施例中，在參考節(jié)點處的電壓可以是基于參考電壓VREF生成的。

根據(jù)各實施例，LVR 100包括瞬態(tài)反饋電路104以便提高瞬態(tài)響應(yīng)時間并且還包括電流減法器106以便進一步改善穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的穩(wěn)定性。在這種實施例中，LVR 100形成為在單個微制造裸片上的(即，片上的)集成系統(tǒng)，并且不包括耦接于用穩(wěn)壓輸出電壓VOUT供電的輸出節(jié)點的外部的(即，片外的)電容器。LVR 100可以包括集成在單個微制造裸片上的內(nèi)部片上電容器。在其他替代實施例中，LVR 100可以包括瞬態(tài)反饋電路104或電流減法器106中的僅一者。

圖2展示了包括以下各項的實施例線性穩(wěn)壓器(LVR)110的功能框圖：正反饋回路112、傳輸元件114、電容差分器116、電流反饋電路118、電流減法器120、負載122、參考發(fā)生器124以及偏置電路126。根據(jù)各實施例，正反饋回路112耦接于傳輸元件114和具有穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的輸出節(jié)點。傳輸元件114連接在輸入電壓VIN與負載122之間，并且被控制用于基于負載122所汲取的電流調(diào)整電阻以便維持穩(wěn)壓輸出電壓VOUT作為負載122的穩(wěn)定電源。在各實施例中，正反饋回路112控制傳輸元件114以便當由負載122汲取的電流增大或減小時分別供應(yīng)更多的電流或供應(yīng)更少的電流，以保持穩(wěn)壓輸出電壓VOUT穩(wěn)定。具體地，正反饋回路112可以將更多的電流注入到傳輸元件114的控制端子中(例如，晶體管的柵極)，或者直接注入到耦接于負載122具有穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的節(jié)點中。

在各實施例中，輸入電壓VIN被供應(yīng)給傳輸元件114并且用于生成穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。在這種實施例中，輸入電壓VIN是比穩(wěn)壓輸出電壓VOUT更高的電壓。在具體實施例中，輸入電壓VIN是在穩(wěn)壓輸出電壓VOUT之上的壓差電壓VDO。例如，壓差電壓VDO可以根據(jù)用于實現(xiàn)傳輸元件114的部件的類型從約0.5伏特到3伏特。在具體實施例中，傳輸元件114是n型MOSFET。在替代實施例中，傳輸元件114可以采用各種配置被實現(xiàn)為其他類型的晶體管或可變電阻器件。

根據(jù)各實施例，正反饋回路112基于在由參考發(fā)生器124供電的虛擬參考節(jié)點VR處的電壓生成穩(wěn)壓輸出電壓VOUT，該輸出電壓是基于參考電壓VREF生成的。如在上文類似描述的，電流減法器120可以將更多或更少的電流從虛擬參考節(jié)點VR中移除，以便降低阻抗并穩(wěn)定在虛擬參考節(jié)點VR處的電壓變化，這進而穩(wěn)定了穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。

如在上文參照圖1中的瞬態(tài)反饋電路104和正反饋LVR 102類似描述的，正反饋回路112可以具有反饋回路延遲T_延遲。為了提高瞬態(tài)響應(yīng)，電容差分器116和電流反饋電路118耦接在具有穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的輸出節(jié)點與正反饋回路112的輸入節(jié)點之間。電容差分器116調(diào)整控制信號，該控制信號控制電流反饋電路118從正反饋回路112中的正電流反饋回路吸收電流或?qū)㈦娏魈峁┲琳答伝芈?12中的正電流反饋回路中。在這種實施例中，如上文參照圖1描述的，電容差分器116和電流反饋電路118具有瞬態(tài)反饋延遲T_{瞬態(tài)反饋延遲}，該瞬態(tài)反饋延遲小于(或遠小于)反饋回路延遲T_回路，即，T_{瞬態(tài)反饋延遲}<T_回路或T_{瞬態(tài)反饋延遲}<<T_回路。在各實施例中，偏置電路126可以為電容差分器116和電流反饋電路118供應(yīng)偏置信號。

根據(jù)各實施例，包括在LVR 110中的這些元件的部分或全部可以耦接于正電壓電源線(如VDD)或者負電壓電源線或低電壓電源線(如GND或VSS)，如由虛線以及虛線正電源和負電源所示。在各實施例中，負載122可以是任何類型的負載。在具體實施例中，負載122是被配置成用于用由穩(wěn)壓輸出電壓VOUT供應(yīng)的穩(wěn)定電壓操作的DC負載。在這種實施例中，負載122可以汲取可變電流負荷并且致使LVR 110調(diào)整所供應(yīng)的電流并維持穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。

根據(jù)各實施例，由穩(wěn)壓輸出電壓VOUT供電并且被配置成用于耦接至負載122的輸出節(jié)點具有較小的電容。在具體實施例中，輸出節(jié)點的總電容小于5μF。在更具體的實施例中，輸出節(jié)點的總電容小于100pF。在具體的實施例中，電容差分器116的電容從1μF變化到5pF。在這種實施例中，LVR 100被實現(xiàn)為沒有附接于輸出節(jié)點的外部電容器或片外電容器的集成器件。在這種實施例中，負載122可以在片上或在片外實現(xiàn)。

圖3展示了包括以下各項的實施例線性穩(wěn)壓器(LVR)130的示意圖：傳輸晶體管NB、電流傳送器132、電流減法器134、瞬態(tài)增強電路136和參考電路138。根據(jù)各實施例，電流傳送器132作為耦接至輸出節(jié)點140的正電流反饋回路操作，其供應(yīng)穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。傳輸晶體管NB的控制端子被調(diào)整以調(diào)節(jié)電阻并從輸入電壓VIN中生成穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。傳輸晶體管NB是n型晶體管。在替代實施例中，傳輸晶體管NB可以是另一種類型的晶體管。在各實施例中，電流傳送器132操作以將更多或更少的電流注入到傳輸晶體管NB的控制端子中，從而基于如由用穩(wěn)壓輸出電壓VOUT供電的負載通過輸出節(jié)點140汲取電流升高或降低控制電壓(即，柵極電壓VG)。電流傳送器132包括n型晶體管N1、p型晶體管P1、p型晶體管P2和n型晶體管N2。

根據(jù)各實施例，當從輸出節(jié)點140流出如至負載的電流增大時，流過n型晶體管N1的電流也增大，而施加于傳輸晶體管NB的控制端子的柵極電壓VG初始不變。由于晶體管之間的串聯(lián)連接，n型晶體管N1中的電流增大也發(fā)生在p型晶體管P1中。p型晶體管P1與p型晶體管P2被連接為電流鏡。因此，n型晶體管N1中的電流增大被傳達或被映射到p型晶體管P2中，這導(dǎo)致在串聯(lián)連接的n型晶體管N2中流過的電流也增大。由于n型晶體管N2的柵極與頂部導(dǎo)電端子之間的二極管類型連接，流過n型晶體管N2的電流的增大致使為n型晶體管N1和傳輸晶體管NB兩者供電的柵極電壓VG增大。因此，當流過輸出節(jié)點140的電流增大時(如當針對用穩(wěn)壓輸出電壓VOUT供電的負載的負載電流增大時)，傳輸晶體管NB被控制用于增大施加于輸出節(jié)點140的電流。如上所述增大流過傳輸晶體管NB的電流抵消響應(yīng)于增大的負載電流在輸出節(jié)點140處的可能的電壓降并且?guī)椭脺p小的變化維持穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。

按照以上針對相反的極性描述的類似的方式，當從輸出節(jié)點140流出的電流減小時，流過n型晶體管N1的電流也減小，而施加于傳輸晶體管NB的控制端子的柵極電壓VG初始不變。由于晶體管之間的串聯(lián)連接，n型晶體管N1中的電流減小也發(fā)生在p型晶體管P1中。n型晶體管N1中的電流減小通過p型晶體管P1被傳達或被映射到p型晶體管P2中，這導(dǎo)致在n型晶體管N2中流過的電流也減小。由于n型晶體管N2的柵極與頂部導(dǎo)電端子之間的二極管類型連接，流過n型晶體管N2的電流的減小致使柵極電壓VG降低。因此，當流過輸出節(jié)點140的電流減小時(如當針對用穩(wěn)壓輸出電壓VOUT供電的負載的負載電流減小時)，傳輸晶體管NB被控制用于減小施加于輸出節(jié)點140的電流。如上所述減小流過傳輸晶體管NB的電流抵消了響應(yīng)于減小的負載電流在輸出節(jié)點140處的可能的電壓增大，并且?guī)椭脺p小的變化維持穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。

在各實施例中，電流傳送器132操作作為正反饋回路。在具體實施例中，電流傳送器132包括晶體管N1、P1、P2和N2，其大小為提供小于1的環(huán)路增益。

如在上文參照正反饋LVR 102和正反饋回路112類似描述的，電流傳送器132可以操作作為具有反饋回路延遲T_回路的電流反饋回路。在一些實施例中，增加LVR 130的瞬態(tài)響應(yīng)速度可以是有利的。因此，瞬態(tài)增強電路136耦接于輸出節(jié)點140并且耦接于在電流傳送器132中具有柵極電壓VG的反饋節(jié)點。在各實施例中，瞬態(tài)增強電路136從電流傳送器132中吸收電流或?qū)㈦娏魈峁┲岭娏鱾魉推鞑⑶疑呋蚪档蜄艠O電壓VG。在這種實施例中，如上文參照圖1和圖2描述的，瞬態(tài)增強電路具有瞬態(tài)反饋延遲T_{瞬態(tài)反饋延遲}，該瞬態(tài)反饋延遲小于(或遠小于)反饋回路延遲T_回路，即，T_{瞬態(tài)反饋延遲}<T_回路或T_{瞬態(tài)反饋延遲}<<T_回路。

根據(jù)各實施例，瞬態(tài)增強電路136包括p型晶體管P5、n型晶體管N5、反饋電容器C1和反饋電容器C2。此外，瞬態(tài)增強電路136可以包括用于對p型晶體管P5和n型晶體管N5進行偏置的元件。在一些示例實施例中，如所示的，瞬態(tài)增強電路136包括p型晶體管P6、偏置電流源IB、n型晶體管N6、偏置電阻器R1以及用于對p型晶體管P5和n型晶體管N5進行偏置的偏置電阻器R2。在一些實施例中，例如可以提供其他偏置電路。在一些實施例中，可以可選地移除電阻器R1和電阻器R2。在一些實施例中，瞬態(tài)增強電路136可以僅包括具有反饋電容器C2和n型晶體管N5的下部部分以及附隨的偏置電路，或者僅包括具有反饋電容器C1和p型晶體管P5的上部部分和附隨的偏置電路。

在各實施例中，反饋電容器C1和反饋電容器C2可以操作作為差分器，這些差分器分別基于穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的變化來調(diào)整施加于p型晶體管P5和n型晶體管N5的控制電壓。確切地，在穩(wěn)壓輸出電壓VOUT開始降低的瞬態(tài)狀況期間(如當由負載汲取的電流迅速增大時)，通過反饋電容器C1施加于p型晶體管P5的控制端子上的電壓開始降低，增大流過p型晶體管P5的電流，并且通過反饋電容器C2施加于n型晶體管N5的控制端子上的電壓開始降低從而減小流過n型晶體管N5的電流。因此，當穩(wěn)壓輸出電壓VOUT降低時，由于流過p型晶體管P5的電流增大且流過n型晶體管N5的電流減小，所以利用柵極電壓VG將額外電流注入反饋節(jié)點中。這導(dǎo)致柵極電壓VG增大，從而從傳輸晶體管NB向輸出節(jié)點140提供更多的電流并且與初始電壓下降相反增大穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。

如以上針對相反的極性類似描述的，在穩(wěn)壓輸出電壓VOUT開始增大的瞬態(tài)狀況期間(如當由負載汲取的電流迅速減小時)，通過反饋電容器C1施加于p型晶體管P5的控制端子上的電壓開始增大從而減小流過p型晶體管P5的電流，并且通過反饋電容器C2施加于n型晶體管N5的控制端子上的電壓開始增大從而減小流過n型晶體管N5的電流。因此，當穩(wěn)壓輸出電壓VOUT增大時，由于流過p型晶體管P5的電流減小且流過n型晶體管N5的電流增大，所以利用柵極電壓VG將電流從反饋節(jié)點去除。這導(dǎo)致柵極電壓VG降低，從而從傳輸晶體管NB向輸出節(jié)點140提供更少的電流并且與初始電壓升高相反降低穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。

在各個這種實施例中，瞬態(tài)增強電路136以瞬態(tài)反饋延遲T_{瞬態(tài)反饋延遲}操作從而相比具有反饋回路延遲T_回路的電流傳送器132更快速地校正穩(wěn)壓輸出電壓VOUT中的變化、增大或降低。瞬態(tài)增強電路136將電流注入電流傳送器132的電流反饋回路中或從將電流從電流傳送器132的電流反饋回路中去除，這基于穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的瞬態(tài)變化增大或降低柵極電壓VG。在一些實施例中，瞬態(tài)增強電路136的瞬態(tài)反饋延遲T_{瞬態(tài)反饋延遲}小于或等于電流傳送器132的反饋回路延遲T_回路的一半。在具體實施例中，瞬態(tài)增強電路136的瞬態(tài)反饋延遲T_{瞬態(tài)反饋延遲}小于或等于電流傳送器132的反饋回路延遲T_回路的1/10。

如在上文分別參照圖1和圖2的電流減法器106和電流減法器120類似描述的，電流減法器134可以將更多或更少的電流從虛擬參考節(jié)點VR中移除以便降低阻抗并穩(wěn)定在虛擬參考節(jié)點VR處的電壓變化，這進而穩(wěn)定了穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。n型晶體管N2是用在來自參考電路138的虛擬參考節(jié)點VR處的電壓供電的。

在各實施例中，參考電路138包括受偏置電壓VP控制的p型晶體管P4。在各實施例中，偏置電壓VP可以是由另一個偏置電路或被包括在同一集成電路上的元件(如LVR 130)生成的或者可以是由片外部件提供的。在這種實施例中，偏置電壓VP可以是近似恒定的，這導(dǎo)致除非在虛擬參考節(jié)點VR處的電壓增大，流過p型晶體管P4的電流保持恒定。由于在n型晶體管N2、n型晶體管N1和傳輸晶體管NB之間的控制端子的耦接，所以在虛擬參考節(jié)點VR處的電壓變化產(chǎn)生穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的變化。因此，在虛擬參考節(jié)點VR處的電壓變化可以產(chǎn)生穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的變化。在各實施例中，因為電流傳送器132、瞬態(tài)增強電路136或兩者增大或減小流過與p型晶體管P4串聯(lián)連接的n型晶體管N2的電流，所以流進虛擬參考節(jié)點VR中的電流可以增大或減小。在這種實施例中，為了防止在虛擬參考節(jié)點VR處的電壓波動，當流過n型晶體管N2的電流增大或減小時電流減法器134對應(yīng)地吸收更多或更少的電流。

根據(jù)各實施例，電流減法器134包括n型晶體管N4、n型晶體管N3和p型晶體管P3。n型晶體管N4吸收流入虛擬參考節(jié)點VR中的電流。當流入虛擬參考節(jié)點VR中的電流增大時，n型晶體管N4吸收更多的電流，并且當流入虛擬參考節(jié)點VR中的電流減小時，n型晶體管N4吸收更少的電流?；趯υ趎型晶體管N3中流動的電流進行鏡像來控制流過n型晶體管N4的電流。n型晶體管N3是二極管接法，并且與n型晶體管N4連接作為電流鏡、與p型晶體管P3串聯(lián)連接，該P3具有耦接至p型晶體管P1和p型晶體管P2的控制端子的控制端子。因此，流過p型晶體管P1和p型晶體管P2(它們連接作為電流鏡)的電流的增大將增大流過p型晶體管P3的電流，因為這三個p型晶體管具有耦接在一起的控制端子。在這種實施例中，電流傳送器132或瞬態(tài)增強電路136的操作將增大或減小流過p型晶體管P1和p型晶體管P2的電流，這將進而增大或減小流過p型晶體管P3的電流，這將導(dǎo)致有待通過與n型晶體管N3的電流鏡像連接映射到n型晶體管N4的電流增大或減小。因此，基于流過n型晶體管N2的增大的或減小的電流控制n型晶體管N4來對應(yīng)地吸收更多或更少的電流。

根據(jù)各實施例，n型晶體管N4的操作降低了虛擬參考節(jié)點VR的阻抗并且減小了虛擬參考節(jié)點VR處的電壓變化，這進而減小了穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的電壓變化。在具體實施例中，n型晶體管N2和n型晶體管N4具有匹配的導(dǎo)電類型可能是有利的。在這種實施例中，可以通過使用匹配的晶體管類型(包括例如晶體管導(dǎo)電性類型和尺寸)減小n型晶體管N2與n型晶體管N4之間的在制造過程中產(chǎn)生的器件變化差異。

在各實施例中，電流傳送器132是正反饋回路112或正反饋LVR102的實施例實現(xiàn)方式。類似地，電流減法器134是圖1中的電流減法器106或圖2中的電流減法器120的實施例實現(xiàn)方式。瞬態(tài)增強電路136是圖1中的瞬態(tài)反饋電路104或圖2中的電容差分器116和電流反饋電路118的實施例實現(xiàn)方式。

如所示的，LVR 130中的每個晶體管被描繪成n型晶體管或者p型晶體管。在替代實施例中，如將由本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，可以使用相反的導(dǎo)電類型實現(xiàn)實施例晶體管中的任何晶體管以便實現(xiàn)具有不同極性配置的電路。在各實施例中，包括在LVR 130中的每個晶體管可以是場效應(yīng)晶體管(FET)，如MOSFET。如將由本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，可以在其他實施例中使用其他晶體管技術(shù)。

根據(jù)各實施例，LVR 130是用正電源線VDD和低電源線GND供電的。在各實施例中，正電源線VDD和低電源線GND可以根據(jù)所使用的技術(shù)和穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的期望電平變化電壓。例如，正電源線VDD與低電源線GND之間的電壓差可以在1.8V與5V之間。在各實施例中，電壓還可以大于5V。在各實施例中，輸入電壓VIN和正電源線VDD可以是相同的電壓或不同的電壓。

圖4展示了包括以下各項的另一個實施例線性穩(wěn)壓器(LVR)131的示意圖：傳輸晶體管NB、電流傳送器132、電流減法器134、瞬態(tài)增強電路136、參考電路138和電阻分壓器152。根據(jù)各實施例，LVR 131是上文參照圖3描述的LVR 130的一個具體實現(xiàn)方式。類似編號的元件的描述應(yīng)用于圖4中的LVR 131中的匹配元件，其中，各附加實施例特征已經(jīng)被包括在LVR 131中。

傳輸晶體管NB耦接于輸入電壓VIN并且在輸出節(jié)點140處生成穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。在這種實施例中，輸出電容器COUT耦接于輸出節(jié)點140。輸出電容器COUT可以是寄生電容或在具有LVR 131的同一集成電路上形成的集成電容器(即，片上電容器)。在具體實施例中，輸出電容器COUT不是片外電容器。根據(jù)一些實施例，輸出電容器COUT具有小于或等于100pF的電容值。

在各實施例中，電流傳送器132包括n型晶體管N1、p型晶體管P1、p型晶體管P2和n型晶體管N2，并且如在上文中描述的類似地操作。在一些實施例，電流傳送器132還可以包括n型晶體管N9、p型晶體管P9和p型晶體管PPD2。在這種實施例中，包括n型晶體管N9和p型晶體管P9用于過壓保護。具體的晶體管尺寸和技術(shù)可以被額定為給定的電壓。包括n型晶體管N9和p型晶體管P9允許針對較低電壓的晶體管被級聯(lián)地使用以用于更高的電源。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認識到，在本文所描述的各實施例的范圍內(nèi)可以去除或添加過壓保護?？蛇x的p型晶體管PPD2可以由斷電電壓VPD2控制用于斷電功能。在各實施例中，可以省略p型晶體管PPD2。

在各實施例中，電流減法器包括n型晶體管N4、n型晶體管N3和p型晶體管P3，并且如在上文中描述的類似地操作。電流減法器134還可以包括用于過壓保護的可選p型晶體管P11和可選p型晶體管P12。

在一些實施例中，參考電路138包括p型晶體管P4以及被配置成用于為p型晶體管P4供應(yīng)偏置電壓VP的偏壓發(fā)生器150。在這種實施例中，偏壓發(fā)生器150包括p型晶體管P8和差分放大器154，該差分放大器具有耦接至p型晶體管P8的源極的負輸入端子以及耦接至參考電壓VREF的正輸入端子。在一些實施例中，差分放大器154是由輸入電壓VIN和低壓電源線GND供電的。在一些實施例中，p型晶體管P8的源極耦接于差分放大器154的負輸入端，從而使得在操作過程中p型晶體管P8的源極被強制為約與參考電壓VREF相同的電壓。在這種實施例中，p型晶體管P4與p型晶體管P8用相同的驅(qū)動信號驅(qū)動，從而使得虛擬參考節(jié)點VR也被設(shè)置為具有約與參考電壓VREF相同的電壓。在其他實施例中，差分放大器154可以用正電源線VDD或另一個電壓供電。在又進一步的實施例中，偏壓發(fā)生器150可以用各種其他偏壓發(fā)生電路實現(xiàn)。

根據(jù)各實施例，耦接于參考電路138和電流減法器134的虛擬參考節(jié)點VR耦接于電容器CS。電容器CS可以是寄生電容或在具有LVR 131的同一集成電路上形成的集成電容器(即，片上電容器)。在具體實施例中，電容器CS不是片外電容器。根據(jù)一些實施例，電容器CS具有從10pF變化到100pF的電容值。

根據(jù)各實施例，瞬態(tài)增強電路136包括p型晶體管P5、n型晶體管N5、反饋電容器C1和反饋電容器C2，并且如在上文中描述的類似地操作。在一些實施例中，瞬態(tài)增強電路136包括偏置電路，該偏置電路包括p型晶體管P6、p型晶體管P7、n型晶體管N6和偏置電流源IB。當反饋電容器C1和反饋電容器C2調(diào)整施加于p型晶體管P5和n型晶體管N5的控制端子的控制電壓時該偏置電路維持p型晶體管P5和n型晶體管N5為偏置狀態(tài)，以便增大或減小流過p型晶體管P5和n型晶體管N5的電流。在具體實施例中，瞬態(tài)增強電路136還可以包括可選的過壓保護晶體管，這些過壓保護晶體管包括p型晶體管P13、p型晶體管P14、n型晶體管N7和n型晶體管N8，如參照p型晶體管P9和n型晶體管N9類似描述的。

在各實施例中，電阻分壓器152包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4和旁路晶體管NPD1。電阻分壓器152耦接在高電源電壓線VDD與低壓電源線GND之間并且跨電阻R1、R2、R3和R4對電源線電壓進行劃分以便生成電壓供電級別VCC1、VCC2和VCC3。當旁路晶體管NPD1、n型晶體管導(dǎo)電時，電阻器R4被短路并且功能地從電阻分壓器152中去除，從而僅跨電阻R1、R2和R3對電源線電壓進行劃分。當旁路晶體管NPD1不導(dǎo)電時，跨電阻R1、R2、R3和R4中的所有電阻對電源線電壓進行劃分。在其他實施例中，旁路晶體管NPD1可以由偏置電壓VPD1驅(qū)動以便改變旁路晶體管NPD1的電阻并且實現(xiàn)電阻分壓器152的可變電阻。在各實施例中，斷電電壓VPD1和斷電電壓VPD2提供可選的斷電功能并且可以連同p型晶體管PPD2和n型晶體管NPD1一起被省略。在各實施例中，將電壓供電級別VCC1供應(yīng)給用于過壓保護的偏置可選晶體管P11、N9、P9、P13和P14。將電壓供電級別VCC2供應(yīng)給偏置p型晶體管P12。

圖5展示了包括以下各項的另外實施例線性穩(wěn)壓器(LVR)160的示意圖：傳輸晶體管NB、電流傳送器132、電流減法器134、參考電路138、電阻分壓器152、瞬態(tài)增強電路162和瞬態(tài)增強電路164。根據(jù)各實施例，LVR 161類似于上文參照圖3和圖4描述的LVR 130和LVR 131。在上文類似編號的元件的描述應(yīng)用于圖5中的LVR 160中的匹配元件并且為了簡潔起見將不再重復(fù)。在這種實施例中，在上文參照圖3和圖4中的LVR 130和LVR 131描述的瞬態(tài)增強電路136在LVR 160中被瞬態(tài)增強電路162和瞬態(tài)增強電路164替代。

根據(jù)各實施例，瞬態(tài)增強電路162和瞬態(tài)增強電路164以與參照瞬態(tài)增強電路136描述的類似方式操作。在各實施例中，瞬態(tài)增強電路162包括反饋電容器C1、n型晶體管N11和n型晶體管N10。在各實施例中，瞬態(tài)增強電路164包括反饋電容器C2、n型晶體管N5、n型晶體管N8、n型晶體管N6和偏置電流源IB。n型晶體管N10和耦接至n型晶體管N11的電壓供電級別VCC3被配置成用于對瞬態(tài)增強電路162進行偏置。n型晶體管N8、偏置電流源IB和n型晶體管N6被配置成用于對瞬態(tài)電路164進行偏置。此外，在一些實施例中，n型晶體管N10的控制端子耦接至偏置電流源IB的輸出端以便對n型晶體管N10進行偏置。在具體實施例中，低通濾波器(LPF)166將n型晶體管N10的控制端子耦接至偏置電流源IB的輸出端。

在一些實施例中，瞬態(tài)增強電路164操作以快速地抵消穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的降低。當流過輸出節(jié)點140(如流至由穩(wěn)壓輸出電壓VOUT供電的負載)的電流增大時，穩(wěn)壓輸出電壓VOUT開始初始地降低。一旦穩(wěn)壓輸出電壓VOUT開始降低，就通過反饋電容器C2控制n型晶體管N5的控制端子處的電壓降低，這減小了流過n型晶體管N5和n型晶體管N8的電流。因為利用柵極電壓VG從反饋節(jié)點流出的電流減小，所以柵極電壓VG增大導(dǎo)致傳輸晶體管NB為輸出節(jié)點140供應(yīng)更多的電流并且與初始電壓降低相反增大穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。

在一些實施例中，瞬態(tài)增強電路164操作以快速地抵消穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的增大。以如以上針對相反極性描述的類似的方式，當從輸出節(jié)點140流出的電流減小時，穩(wěn)壓輸出電壓VOUT開始初始地增大。一旦穩(wěn)壓輸出電壓VOUT開始增大，就通過反饋電容器C2控制n型晶體管N5的控制端子處的電壓增大，這增大了流過n型晶體管N5和n型晶體管N8的電流。因為利用柵極電壓VG從反饋節(jié)點流出的電流增大，所以柵極電壓VG減小導(dǎo)致傳輸晶體管NB為輸出節(jié)點140供應(yīng)更少的電流并且與初始電壓增大相反降低穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。

在一些實施例中，瞬態(tài)增強電路162操作以快速地抵消穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的降低。當流過輸出節(jié)點140的電流增大時，穩(wěn)壓輸出電壓VOUT開始初始地降低。一旦穩(wěn)壓輸出電壓VOUT開始降低，就通過反饋電容器C1控制n型晶體管N11的控制端子處的電壓降低，這增大了流過n型晶體管N11的電流并且增大了從p型晶體管P1和p型晶體管P2的控制端子流出的電流。因為從p型晶體管P2的控制端子流出的電流增大了，所以在控制端子的電壓降低導(dǎo)致p型晶體管P2和p型晶體管P9傳導(dǎo)更多的電流并且增大了柵極電壓VG。隨著柵極電壓VG增大，傳輸晶體管NB為輸出節(jié)點140供應(yīng)更多的電流并且與初始電壓降低相反增大穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。

在一些實施例中，瞬態(tài)增強電路162進行操作以快速地抵消穩(wěn)壓輸出電壓VOUT的增大。以如以上針對相反極性描述的類似的方式，當流過輸出節(jié)點140的電流減小時，穩(wěn)壓輸出電壓VOUT開始初始地增大。一旦穩(wěn)壓輸出電壓VOUT開始增大，就通過反饋電容器C1控制n型晶體管N11的控制端子處的電壓增大，這減小了流過n型晶體管N11的電流并且減小了從p型晶體管P1和p型晶體管P2的控制端子流出的電流。因為從p型晶體管P2的控制端子流出的電流減小了，所以在控制端子的電壓增大導(dǎo)致p型晶體管P2和p型晶體管P9傳導(dǎo)更少的電流并且降低了柵極電壓VG。隨著柵極電壓VG降低，傳輸晶體管NB為輸出節(jié)點140供應(yīng)更少的電流并且與初始電壓增大相反降低穩(wěn)壓輸出電壓VOUT。

在各實施例中，可以組合地使用瞬態(tài)增強電路162和瞬態(tài)增強電路164。在其他實施例中，僅包括瞬態(tài)增強電路162或瞬態(tài)增強電路164中的一者。在具體實施例中，僅包括瞬態(tài)增強電路162。在替代實施例中，僅包括瞬態(tài)增強電路164。根據(jù)一些實施例，LVR 160相比LVR 130或LVR 131可能對正電源線VDD中的噪聲較不敏感。

圖6A和圖6B展示了將沒有瞬態(tài)增強電路的LVR與具有瞬態(tài)增強電路的LVR進行比較的瞬態(tài)響應(yīng)曲線的波形圖。圖6A中的電流曲線200描繪了從LVR的輸出端汲取的電流，該電流例如在10納秒(ns)內(nèi)從0mA斜升至30mA。輸出電壓202描繪了在沒有瞬態(tài)增強電路的情況下響應(yīng)于電流增大在LVR的輸出端處的穩(wěn)壓輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)。輸出電壓204描繪了如上文參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5描述的當包括瞬態(tài)增強電路時響應(yīng)于電流增大在LVR的輸出端處的穩(wěn)壓輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)。

類似地，圖6B中的電流曲線210描繪了從LVR的輸出端汲取的例如在10ns內(nèi)從30mA壓差至0mA的電流。輸出電壓212描繪了在沒有瞬態(tài)增強電路的情況下響應(yīng)于電流減小在LVR的輸出端處的穩(wěn)壓輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)。輸出電壓214描繪了如上文參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5描述的當包括瞬態(tài)增強電路時響應(yīng)于電流減小在LVR的輸出端處的穩(wěn)壓輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)。如在圖6A和圖6B中所示的，當在實施例LVR中包括瞬態(tài)增強電路時，在快速瞬變過程中在LVR的輸出端處的峰值電壓可以減小至50％或更多。

在此所描述的各瞬態(tài)增強電路包括反饋電容器C1和反饋電容器C2。根據(jù)一些實施例，反饋電容器C1和反饋電容器C2中的僅一者連同相關(guān)的反饋晶體管和偏置電路被包括。確切地，一些實施例僅包括反饋電容器C1并且一些實施例僅包括反饋電容器C2。

圖7A和圖7B展示了將沒有瞬態(tài)增強電路的LVR與具有包括不同反饋電容器配置的瞬態(tài)增強電路的LVR進行比較的附加瞬態(tài)響應(yīng)曲線的波形圖。圖7A中的電流曲線220描繪了從LVR的輸出端汲取的例如在10ns內(nèi)從0mA斜升至75mA的電流。輸出電壓222描繪了在沒有瞬態(tài)增強電路的情況下響應(yīng)于電流增大在LVR的輸出端處的穩(wěn)壓輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)。輸出電壓224描繪了如上文參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5描述的當包括瞬態(tài)增強電路時響應(yīng)于電流增大在LVR的輸出端處的穩(wěn)壓輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)，其中，該瞬態(tài)增強電路僅具有反饋電容器C2。輸出電壓226描繪了當包括瞬態(tài)增強電路時響應(yīng)于電流增大在LVR的輸出端處的穩(wěn)壓輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)，其中，該瞬態(tài)增強電路僅具有反饋電容器C1。輸出電壓228描繪了當包括瞬態(tài)增強電路時響應(yīng)于電流增大在LVR的輸出端處的穩(wěn)壓輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)，其中，該瞬態(tài)增強電路具有反饋電容器C1和反饋電容器C2兩者。

類似地，圖7B中的電流曲線230描繪了從LVR的輸出端汲取的例如在10ns內(nèi)從75mA壓差至0mA的電流。輸出電壓232描繪了在沒有瞬態(tài)增強電路的情況下響應(yīng)于電流減小在LVR的輸出端處的穩(wěn)壓輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)。輸出電壓234描繪了如上文參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5描述的當包括瞬態(tài)增強電路時響應(yīng)于電流減小在LVR的輸出端處的穩(wěn)壓輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)，其中，該瞬態(tài)增強電路僅具有反饋電容器C2。輸出電壓236描繪了當包括瞬態(tài)增強電路時響應(yīng)于電流減小在LVR的輸出端處的穩(wěn)壓輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)，其中，該瞬態(tài)增強電路僅具有反饋電容器C1。輸出電壓238描繪了當包括瞬態(tài)增強電路時響應(yīng)于電流減小在LVR的輸出端處的穩(wěn)壓輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)，其中，該瞬態(tài)增強電路具有反饋電容器C1和反饋電容器C2兩者。根據(jù)各實施例，反饋電容器C1和反饋電容器C2可以具有小于或等于10pF的電容值。在具體實施例中，反饋電容器C1和反饋電容器C2具有小于或等于5pF的電容值。

圖8A和圖8B展示了生成穩(wěn)壓輸出電壓的實施例方法300和310的框圖。圖8A展示了包括步驟302至步驟308的方法300。根據(jù)各實施例，步驟302包括接收輸入電壓。例如，LVR可以接收輸入電壓VIN。步驟304包括基于輸入電壓在輸出端子處生成穩(wěn)壓輸出電壓。在這種實施例中，輸出端子可以耦接于負載，該負載是用穩(wěn)壓輸出電壓供電的。步驟306包括使用主反饋回路調(diào)節(jié)穩(wěn)壓輸出電壓。在一些實施例中，主反饋回路是正反饋回路。步驟308包括當流過輸出端子的電流增大時從瞬態(tài)反饋電路向主反饋回路提供具有第一極性的第一電流。在這種實施例中，當從輸出端子汲取的電流增大時(如在瞬變狀況期間)，瞬態(tài)增強電路可以將電流注入主反饋回路中。在各實施例中，附加步驟可以被包括在方法300中。步驟302至步驟308可以在替代實施例中被重新安排。

圖8B展示了包括步驟312至步驟318的方法310。根據(jù)各實施例，步驟312包括接收輸入電壓。例如，LVR可以接收輸入電壓VIN。步驟314包括基于輸入電壓在輸出端子處生成穩(wěn)壓輸出電壓。在這種實施例中，輸出端子可以耦接于負載，該負載是用穩(wěn)壓輸出電壓供電的。步驟316包括使用主反饋回路調(diào)節(jié)穩(wěn)壓輸出電壓。在一些實施例中，主反饋回路是正反饋回路。步驟318包括當流過輸出端子的電流增大時利用電流減法器電路向在主反饋回路中的參考節(jié)點提供具有第一極性的第一電流。在這種實施例中，電流減法器可以降低參考節(jié)點處的阻抗并且減小參考節(jié)點處的電壓變化。在各實施例中，附加步驟可以被包括在方法310中。步驟312至步驟318可以在替代實施例中被重新安排。

根據(jù)在此參照附圖描述的各實施例，如將由本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，在具體實施例中可以利用不同的極性配置切換各晶體管的導(dǎo)電類型，即，p型或n型。進一步地，不同的實施例可以包括各種晶體管類型和技術(shù)，包括：MOSFET、其他類型的FET、雙極結(jié)型晶體管(BJT)或其他晶體管器件類型。

根據(jù)實施例，穩(wěn)壓器包括線性穩(wěn)壓器(LVR)和瞬態(tài)反饋電路。該LVR包括主反饋回路、被配置成用于接收輸入電壓的輸入端子以及被配置成用于輸出穩(wěn)壓電壓的輸出端子。該瞬態(tài)反饋電路耦接于該輸出端子和該主反饋回路，并且被配置成用于當流過所述輸出端子的電流增大時向所述主反饋回路提供具有第一極性的第一電流。其他實施例包括相應(yīng)的系統(tǒng)和裝置，這些系統(tǒng)和裝置各自被配置成用于執(zhí)行相應(yīng)的實施例方法。

實現(xiàn)方式可以包括以下特征中的一個或多個特征。在各實施例中，穩(wěn)壓器進一步包括電流減法器電路，該電流減法器電路耦接于主反饋回路并且被配置成用于當流過輸出端子的電流增大時向在主反饋回路中的參考節(jié)點提供具有第二極性的第二電流。在這種實施例中，第二極性與第一極性相反。在一些實施例中，電流減法器電路包括具有第一分支和第二分支的電流鏡，其中，第一分支耦接于參考節(jié)點。電流減法器還包括控制晶體管，該控制晶體管耦接于第二分支，其中，控制晶體管的控制端子耦接于主反饋回路的控制節(jié)點。

在各實施例中，瞬態(tài)反饋電路比主反饋回路具有更快的響應(yīng)時間。瞬態(tài)反饋電路可以包括耦接于輸出端子的第一反饋電容器以及耦接于輸出端子的第二反饋電容器。在這種實施例中，第一反饋電容器和第二反饋電容器各自具有小于或等于5微微法(pF)的電容值。在一些實施例中，瞬態(tài)反饋電路包括耦接在高壓電源線與反饋節(jié)點之間的第一反饋晶體管、耦接在低壓電源線與反饋節(jié)點之間的第二反饋晶體管、耦接于第一反饋晶體管和第二反饋晶體管的偏置電路、以及耦接于該輸出端子并且耦接于第一反饋晶體管的控制端子和第二反饋晶體管的控制端子的電容差分器電路。在這種實施例中，反饋節(jié)點耦接至主反饋回路。

在各實施例中，瞬態(tài)反饋電路包括耦接于主反饋回路的第一反饋晶體管、耦接于第一反饋晶體管和低壓電源線的第二反饋晶體管、耦接于第一反饋晶體管和第二反饋晶體管的第一偏置電路、以及耦接于該輸出端子并且耦接于第二反饋晶體管的控制端子的第一反饋電容器。在一些實施例中，瞬態(tài)反饋電路包括耦接于主反饋回路的第三反饋晶體管、耦接于第三反饋晶體管和低壓電源線的第四反饋晶體管、耦接于第三反饋晶體管和第四反饋晶體管的第二偏置電路、以及耦接于該輸出端子并且耦接于第三反饋晶體管與第四反饋晶體管之間的中間節(jié)點的第二反饋電容器。

在各實施例中，主反饋回路包括具有第一分支和第二分支的電流鏡、耦接于所第一分支并且耦接于輸出端子的輸出晶體管以及耦接于反饋節(jié)點的輸出反饋晶體管。在這種實施例中，第二分支耦接于反饋節(jié)點，并且反饋節(jié)點耦接于輸出反饋晶體管的導(dǎo)電端子、輸出反饋晶體管的控制端子以及輸出晶體管的控制端子。在一些實施例中，主反饋回路包括正電流反饋回路。在一些具體實施例中，沒有片外電容器耦接于輸出端子。

根據(jù)實施例，一種生成穩(wěn)壓輸出電壓的方法包括：接收輸入電壓；基于輸入電壓在輸出端子處生成穩(wěn)壓輸出電壓；使用主反饋回路來調(diào)節(jié)穩(wěn)壓輸出電壓；并且當流過輸出端子的電流增大時從瞬態(tài)反饋電路向主反饋回路提供具有第一極性的第一電流。其他實施例包括相應(yīng)的系統(tǒng)和裝置，這些系統(tǒng)和裝置各自被配置成用于執(zhí)行相應(yīng)的實施例方法。

實現(xiàn)方式可以包括以下特征中的一個或多個特征。在各實施例中，瞬態(tài)反饋電路比主反饋回路具有更快的響應(yīng)時間。在一些實施例中，該方法進一步包括：當流過輸出端子的電流增大時利用電流減法器電路向在主反饋回路中的參考節(jié)點提供具有第二極性的第二電流，其中，第二極性與第一極性相反。從瞬態(tài)反饋電路向主反饋回路提供具有第一極性的第一電流可以包括：使用耦接于輸出端子的電容差分器生成瞬態(tài)反饋控制信號并且基于瞬態(tài)反饋控制信號調(diào)節(jié)耦接于主反饋回路的瞬態(tài)反饋電流。使用主反饋回路調(diào)節(jié)穩(wěn)壓輸出電壓可以包括正電流反饋，該正電流反饋包括：當流過輸出端子的電流增大時，增大在主反饋回路中流動的電流、基于增大在主反饋回路中流動的電流增大施加于被配置成用于為輸出端子供電的輸出晶體管的控制端子的電壓、并且基于增大施加于輸出晶體管的控制端子的電壓增大流過輸出端子的電流；并且，當流過輸出端子的電流減小時，減小在主反饋回路中流動的電流、基于減小在主反饋回路中流動的電流減小施加于輸出晶體管的控制端子的電壓、并且基于減小施加于輸出晶體管的控制端子的電壓減小流過輸出端子的電流。在一些具體實施例中，沒有片外電容器耦接于輸出端子。

根據(jù)實施例，穩(wěn)壓器包括線性穩(wěn)壓器(LVR)，該LVR包括主反饋回路、被配置成用于接收輸入電壓的輸入端子以及被配置成用于輸出穩(wěn)壓電壓的輸出端子。穩(wěn)壓器還包括電流減法器電路，該電流減法器電路耦接于主反饋回路并且被配置成用于當流過輸出端子的電流增大時向在主反饋回路中的參考節(jié)點提供具有第一極性的第一電流。其他實施例包括相應(yīng)的系統(tǒng)和裝置，這些系統(tǒng)和裝置各自被配置成用于執(zhí)行相應(yīng)的實施例方法。

實現(xiàn)方式可以包括以下特征中的一個或多個特征。在各實施例中，穩(wěn)壓器進一步包括瞬態(tài)反饋電路，該瞬態(tài)反饋電路耦接于輸出端子和主反饋回路，其中，瞬態(tài)反饋電路被配置成用于當流過輸出端子的電流增大時向主反饋回路提供具有第二極性的第二電流，并且其中，第二極性與第一極性相反。在一些實施例中，電流減法器電路包括具有第一分支和第二分支的電流鏡，并且控制晶體管耦接于第二分支。在這種實施例中，第一分支耦接于參考節(jié)點并且控制晶體管的控制端子耦接于主反饋回路的控制節(jié)點。

在各實施例中，主反饋回路包括具有第一分支和第二分支的電流鏡、耦接于所第一分支并且耦接于輸出端子的輸出晶體管以及耦接于反饋節(jié)點的輸出反饋晶體管。在這種實施例中，第二分支耦接于反饋節(jié)點，并且反饋節(jié)點耦接于輸出反饋晶體管的導(dǎo)電端子、輸出反饋晶體管的控制端子以及輸出晶體管的控制端子。在一些實施例中，主反饋回路包括正電流反饋回路。在一些具體實施例中，沒有片外電容器耦接于輸出端子。

根據(jù)實施例，一種生成穩(wěn)壓輸出電壓的方法包括：接收輸入電壓；基于輸入電壓在輸出端子處生成穩(wěn)壓輸出電壓；使用主反饋回路來調(diào)節(jié)穩(wěn)壓輸出電壓；并且當流過輸出端子的電流增大時利用電流減法器電路向主反饋回路中的參考節(jié)點提供具有第一極性的第一電流。其他實施例包括相應(yīng)的系統(tǒng)和裝置，這些系統(tǒng)和裝置各自被配置成用于執(zhí)行相應(yīng)的實施例方法。

實現(xiàn)方式可以包括以下特征中的一個或多個特征。在各實施例中，該方法進一步包括當流過輸出端子的電流增大時從瞬態(tài)反饋電路向主反饋回路提供具有第二極性的第二電流。在這種實施例中，第二極性與第一極性相反。在一些實施例中，利用電流減法器電路向主反饋回路中的參考節(jié)點提供具有第一極性的第一電流包括：從參考節(jié)點汲取出附加電流進入電流鏡的第一分支中；在所述電流鏡的第二分支中對所述附件電流進行鏡像；通過耦接至電流鏡的第二分支的控制晶體管汲取附加電流；并且基于通過控制晶體管汲取的附加電流向主反饋回路提供控制信號。使用主反饋回路調(diào)節(jié)穩(wěn)壓輸出電壓可以包括正電流反饋，該正電流反饋包括：當流過輸出端子的電流增大時，增大在主反饋回路中流動的電流、基于增大在主反饋回路中流動的電流增大施加于被配置成用于為輸出端子供電的輸出晶體管的控制端子的電壓、并且基于增大施加于輸出晶體管的控制端子的電壓增大流過輸出端子的電流；并且，當流過輸出端子的電流減小時，減小在主反饋回路中流動的電流、基于減小在主反饋回路中流動的電流減小施加于輸出晶體管的控制端子的電壓、并且基于減小施加于輸出晶體管的控制端子的電壓減小流過輸出端子的電流。在一些具體實施例中，沒有片外電容器耦接于輸出端子。

在此描述的各實施例的優(yōu)點可以包括具有改善的瞬態(tài)響應(yīng)特性和減小的穩(wěn)壓輸出電壓變化的LVR。在此所描述的實施例可以包括連同反饋回路一起的具有低阻抗和穩(wěn)定電壓的參考電壓節(jié)點，該反饋回路具有針對具有改善的瞬態(tài)響應(yīng)的穩(wěn)定的穩(wěn)壓輸出電壓的快速瞬態(tài)反饋路徑。

雖然已經(jīng)參考說明性實施例描述了本發(fā)明，但是本說明書并非旨在以限制性意義被解釋。本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過參考本說明書將明白說明性實施例的各種修改和組合以及本發(fā)明的其他實施例。因此，旨在所附權(quán)利要求書包括任何此類修改或?qū)嵤├?/p>