[发明专利]提供基准信号的集成电路、装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别是涉及一种提供基准信号的集成电路、装置以及方法。

背景技术

电子器件中的调节器通过前馈设计或负反馈控制回路，自动保持恒定的输出信号，例如电压或电流信号。图1所示为典型的线性电压调节器100。在图1所示的例子中，包括误差放大器102和晶体管104的反馈控制回路，具有足够大的增益，从而将反馈电压V_fb调节至误差放大器102同相端的恒定的或外部预设的基准电压V_ref。如果误差放大器102的反相端的电压低于基准电压V_ref时，误差放大器102将输出更大的电流以驱动晶体管104。通过分压器106和108，可提供在基准电压V_ref和输入电压V_in之间的任意的输出电压V_out。在电压调节器100的启动阶段，具有固定压摆率的基准信号发生器110，可控地将基准电压V_ref向预设电压V_set升高，并在转入稳定阶段时，将基准电压V_ref提高到预设电压V_set。其中在启动阶段，基准信号发生器110的第一开关112接通，第二开关114断开，电流源116以恒定充电电流I_C持续对电容118充电。在电容118一端的基准电压V_ref的压摆率为固定值，由充电电流I_C和电容118决定。在稳定阶段，第一开关112断开，第二开关114接通，这样，基准电压V_ref保持为预设电压V_set。

在理想情况下，通过控制基准电压V_ref的压摆率在电压调节器100的反馈控制回路的带宽内，反馈电压V_fb和最终的输出电压V_out跟随基准电压V_ref增加至预设电压V_set，而只有极小的过冲或没有过冲。然而，在实际情况中，如图2A和图2B所示，电压调节器100中的输入电压V_in或供电电压V_dda的压摆率低于使输出电压V_out跟随基准电压V_ref所需的合适的压摆率，输出电压V_out受到输入电压V_in或供电电压V_dda的约束，使输出电压V_out不能被基准电压V_ref调节，并引起了调节器100中的反馈控制回路的饱和。如图2A所示的例子中，输出电压V_out受到输入电压V_in的约束，而无法跟随基准电压V_ref。在图2B所示的例子中，因为误差放大器102没有足够的裕度（例如，V_dda太低）来调节输出电压V_out，从而输出电压V_out无法跟随基准电压V_ref。合适地调节输出电压V_out需要两个条件：（1）输入电压V_in大于输出电压V_out（V_in>V_out）；（2）供电电压V_dda大于输出电压V_out加上误差放大器102的裕度电压V_headroom（即V_dda>V_out+V_headroom）。当图2A中的输入电压V_in或图2B中的供电电压V_dda最终超过合适调节输出电压V_out至预设电压V_set的需求电压时，调节器100中的反馈控制回路将重新进行调节。然而，如图2A和图2B所示，在这个过程，可能出现过冲，即输出电压V_out在一个短暂的时期内超过预设电压V_set，而这是对过冲敏感的设备（例如处理器）所不希望的。在此短暂时期，电压调节器100的反馈控制回路离开饱和状态，试图进入调节状态。可以理解尽管如图1所示的是电压调节器100，同样的过冲问题也可能出现在电流调节器上。例如在电流调节器的启动阶段时，基准电压信号的压摆率快于输入电压信号或供电电压信号的压摆率时，由反馈控制回路调节的输出电流信号将会出现过冲现象。