[发明专利]LDO寿命延长电路

说明书

系统和方法涉及延长低压降LDO电压调节器的寿命。所述LDO电压调节器的差分放大器包含可选择性地接通或切断的开关。当所述LDO电压调节器被绕过或切断(或非作用)时，第一开关接通以选择性地耦合所述差分放大器的第一输入晶体管的栅极和第二输入晶体管的栅极，以将所述栅极维持在相同电压。当所述LDO电压调节器作用时，所述第一开关切断以解耦所述栅极。此外，分别基于所述LDO电压调节器为作用还是非作用，第二开关可接通或切断以分别选择性地将所述第二输入晶体管的所述栅极耦合到所述LDO电压调节器的输出电压或从所述LDO电压调节器的输出电压解耦。

技术领域

所揭示的方面涉及运算或差分放大器。更具体地说，示范性方面涉及包括差分放大器的低压降(LDO)电压调节器的寿命延长。

背景技术

例如差分放大器等运算放大器在需要电压调节的集成电路中应用。举例来说，低压降(LDO)电压调节器可使用运算放大器设计，且用于将经调节电压(其可低于最大供应电压)供应到集成电路的选定区段或组件。LDO电压调节器可以是直流电(DC)线性电压调节器，其可在极低压降的情况下操作，其中“压降”或“压降电压”指代输入电压(例如，从电力供应轨接收的最大供应电压)和经调节输出电压之间的差。

LDO电压调节器可部署例如在包括一或多个处理核心和/或一或多个子系统的处理系统中。每一核心或子系统可针对特定针对所述核心或子系统的处理速度而配置，且因此，可存在用于处理系统的各种核心、子系统等的不同电力度量。举例来说，待在其最大性能水平或最高操作频率下操作的核心连接到最大电压供应，而所述电压供应可减小以实现较低性能水平/操作频率。LDO电压调节器可用于基于其个别电力/电压电平将小于最大供应电压的较低电压(在本文也称为经调节电压)供应到一些核心或子系统。

图1说明处理系统100，其展示为包括指定为核心102a-d的多个处理核心以说明跨越各种核心102a-d的不同电力/供应电压电平的方面(然而应理解，类似论述适用于例如显示器、调制解调器、音频控制器等核心的各种子系统)。如所展示，为核心102a-d提供对应的电力磁头开关或块磁头开关(BHS)106a-d。BHS 106a-d可包括一或多个上拉晶体管或p沟道金属氧化物半导体(PMOS)装置(未明确地展示)。当BHS接通时，这意味着BHS的PMOS装置闭合或接通，从而致使将正最大供应电压Vdd 108(其可从外部电压供应轨或“Vdd_ex”导出)供应到相应核心102a-d。BHS 106a-d可在对应核心102a-d待在其最大性能/频率下操作时选择性地闭合。当任何BHS 106a-d闭合(或接通)时，对应的LDO电压调节器(或本发明中简称为“LDO”)104a-d可被绕过或置于“旁路”模式。在较低性能/频率对于一或多个核心102a-d是可接受的情况下，其对应BHS 106a-d断开或切断，且LDO 104a-d用于将较低的经调节电压提供到那些核心102a-d。

例如电力管理集成电路(或“PMIC”，未特定地展示)等电力控制器可集成在与处理系统100相同的芯片上或位于芯片外。PMIC可经配置以控制BHS 106a-d和LDO 104a-d，以将较低电压供应到不在其最高性能/频率下操作的核心102a-d。举例来说，PMIC可接通一或多个BHS 106a-d，同时将对应的LDO 104a-d置于旁路模式中以提供最大供应电压；或切断一或多个BHS 106a-d，同时利用对应的LDO 104a-d以分别将较低电压供应到对应核心104a-d。

LDO 104a-d常规地设计有运算放大器或差分放大器，其中，在旁路模式中，差分放大器的输入晶体管的栅极可驱动到不同电压。随着长时间使用，不同电压可能致使不同电平的热电子注射到互补输入晶体管的栅极中，这可能导致输入晶体管的栅极之间出现不合需要的电压偏移。偏移电压可导致LDO 104a-d的性能降级，因此缩短LDO的使用寿命。因此，相应地需要通过缓解或避免LDO的旁路模式中不同电压的不利影响来延长LDO的寿命。

发明内容