[发明专利]翻转电压跟随器低压差稳压器

说明书

公开了一种用于大电容器开关载荷的宽调谐范围低输出阻抗翻转电压跟随器(FVF)低压差稳压器(LDO)。在一些实现方式中，LDO包括运算放大器和FVF。FVF可以具有增益设备、源极跟随器设备和被耦合在源极跟随器设备的漏极和增益设备的栅极之间的自适应电平移位器。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2017年12月1日提交的转让给受让人的标题为“翻转电压跟随器低压差稳压器”的申请号为No.15/828,608的优先权，在此通过引用的方式明确地并入本申请。

技术领域

本公开总体上涉及在电子电路中的信号驱动器，并且更具体地涉及用于大电容性开关载荷的宽调谐范围输出阻抗翻转电压跟随器(FVF)低压差稳压器(LDO)。

背景技术

目前，低压差稳压器(LDO)被用于许多电子设备，尤其是在便携式电子设备。例如，LDO通常被用于在显示面板的触摸感测系统的触摸感测控制器中驱动信号。在这样的应用中，LDO通常应当利用以高频(例如400kHz)在具有串联电阻(例如1k Ohm)的大电容性开关载荷(例如100pF)工作。电容性载荷通常被重复多次(例如，32次)，以便可以驱动在显示面板两端的多行信号。RC载荷取决于面板，并且根据所使用的触摸屏传感器技术而从一个面板变化到另一个面板。因为电容性载荷的变化很大，而且载荷的取决于感测模式而重复多次，因此单闭环LDO解决方案由于稳定性问题而无法被实现。

常规的解决方案是将具有源极跟随器、运算放大器以及多个源极跟随器副本的单闭环提供给LDO。图1示出了在触摸感测控制器驱动器中可使用的常规LDO。LDO 100包括运算放大器110、源极跟随器块120和多个副本源极跟随器块130。为了避免模糊附图，仅示出了一(1)个副本源极跟随器块130。然而，应当认识到的是，在信号驱动器100中存在多个相同的副本源极跟随器块130(例如，32个副本源极跟随器块)。源极跟随器块120包括彼此串联连接的源极跟随器设备M1和偏置设备M2。同样地，副本源极跟随器块130包括串联连接的源极跟随器设备M_1r和增益设备M_2r。M2和M_2r二者的栅极均由偏置信号I_BIAS驱动。

如在图1中示出的，M1和M_1r二者的栅极被耦合到运算放大器110的输出。运算放大器110的正输入接收参考电压V_REF。耦合到M2的漏极的M1的源极被反馈到运算放大器110的负输入以形成闭环。因此，在M1的源极处的电压被指定为V_{OUT_CL}。相反，连接到M_2r的漏极的M_1r的源极不被反馈到运算放大器110。在M_1r源极处的电压被指定为V_{OUT_OL}。V_{OUT_OL}是LDO 100的输出电压。因此，使用LDO 100的驱动器被称为“开环”，这是因为输出载荷不在由M1、M2和运算放大器110形成的反馈环路中。

开环驱动程序的一个问题是它的尺寸。需要低输出阻抗(例如，小于)以及时对电容性载荷充电和放电。因此，源极跟随器拓扑将导致非常大的设备(例如，在图1中的M_1r)，这是由于输出阻抗为1/gm。大的M_1r可以导致显著的功率损耗。为了减少驱动器的尺寸，一些常规的驱动器已经采用了允许使用更小的设备的翻转电压跟随器(FVF)拓扑。