TWI489242B - 快速響應的低壓差穩壓系統和低壓差穩壓系統的操作方法 - Google Patents

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快速響應的低壓差穩壓系統和低壓差穩壓系統的操作方法

本發明是有關於一種低壓差穩壓系統和低壓差穩壓系統的操作方法，尤指一種可快速響應內部輸出電壓變化的低壓差穩壓系統和低壓差穩壓系統的操作方法。

請參照第1圖，第1圖是為先前技術說明低壓差穩壓器100的示意圖。低壓差穩壓器100包含一P型金氧半電晶體102、一運算放大器104、一第一電阻106和一第二電阻108。如第1圖所示，P型金氧半電晶體102、運算放大器104、第一電阻106和第二電阻108是根據一參考電壓VREF和式(1)，產生並輸出一內部輸出電壓VINT，其中運算放大器104是根據參考電壓VREF透過控制P型金氧半電晶體102，以調控內部輸出電壓VINT。

VINT=VREF *[(R1+R2)/R2] (1)

如式(1)所示，R1是為第一電阻106的電阻值以及R2是為第二電阻108的電阻值。然而，因為低壓差穩壓器100是利用P型金氧半電晶體102做為一驅動元件，以及利用運算放大器104根據參考電壓VREF，調控內部輸出電壓VINT，所以低壓差穩壓器100具有下列缺點：第一、如果耦接於低壓差穩壓器100的一負載110需要 一暫態大電流時，運算放大器104可能無法立即響應，以調控內部輸出電壓VINT，以及P型金氧半電晶體102可能無法立即提供暫態大電流，導致內部輸出電壓VINT急遽下降；第二、如果耦接於低壓差穩壓器100的負載110的電容太小，則低壓差穩壓器100具有不佳的零點/極點補償，導致低壓差穩壓器100不穩定；第三、如果低壓差穩壓器100是操作在變動範圍大的供給電壓VDD時，則低壓差穩壓器100可能無法提供一固定的驅動電流給負載110。

本發明的一實施例提供一種快速響應的低壓差穩壓系統。該低壓差穩壓系統包含一低壓差穩壓單元、一追蹤電壓產生單元及一自驅動單元。該低壓差穩壓單元是用以根據一參考電壓，產生並輸出一內部輸出電壓；該追蹤電壓產生單元是用以根據該參考電壓，產生一追蹤電壓；該自驅動單元是耦接於該低壓差穩壓單元和該追蹤電壓產生單元，其中當該追蹤電壓與該內部輸出電壓的壓差大於臨界電壓的常數倍時，該自驅動單元提供一補償電流至該低壓差穩壓單元的輸出端。

本發明的另一實施例提供一種快速響應的低壓差穩壓系統。該低壓差穩壓系統包含一低壓差穩壓單元、一追蹤電壓產生單元及一自驅動單元。該低壓差穩壓單元是用以根據一參考電壓，產生並輸出一內部輸出電壓；該追蹤電壓產生單元是用以根據該參考電壓，產生一第一追蹤電壓及一第二追蹤電壓；該自驅動單元是耦接於該 低壓差穩壓單元和該追蹤電壓產生單元，其中當該第一追蹤電壓與該內部輸出電壓的壓差大於第一臨界電壓的常數倍時，該自驅動單元提供一第一補償電流至該低壓差穩壓單元的輸出端；當該內部輸出電壓與該第二追蹤電壓的壓差大於第二臨界電壓的常數倍時，該自驅動單元從該低壓差穩壓單元的輸出端抽取一第二補償電流。

本發明的另一實施例提供一種低壓差穩壓系統的操作方法，該低壓差穩壓系統包含一低壓差穩壓單元、一追蹤電壓產生單元及一自驅動單元，該操作方法包含該低壓差穩壓單元根據一參考電壓，產生並輸出一內部輸出電壓；該追蹤電壓產生單元根據該參考電壓，產生一第一追蹤電壓；該自驅動單元根據該內部輸出電壓和該第一追蹤電壓，執行一相對應的動作。

本發明提供一種快速響應的低壓差穩壓系統和低壓差穩壓系統的操作方法。該低壓差穩壓系統和該操作方法是利用一追蹤電壓產生單元產生一追蹤電壓，或一第一追蹤電壓及一第二追蹤電壓。然後，一自驅動單元即可根據一內部輸出電壓和該追蹤電壓，或根據該內部輸出電壓、該第一追蹤電壓及該第二追蹤電壓，產生一補償電流以調整該內部輸出電壓。因此，本發明具有下列優點：第一、當耦接於一低壓差穩壓單元的負載需要一暫態大電流時，該自驅動單元內可立刻提供該補償電流至該低壓差穩壓單元的輸出端，以穩定該內部輸出電壓；第二、因為該自驅動單元可立刻響應該內部輸出電壓的變化，所以本發明並不需要一額外的回授機制；第三、因 為該自驅動單元內可立刻提供該補償電流至該低壓差穩壓單元的輸出端，所以該低壓差穩壓單元可提供一穩定的驅動電流至該負載；第四、因為該自驅動單元內可立刻提供該補償電流至該低壓差穩壓單元的輸出端，所以該低壓差穩壓單元具有較佳的相位邊際與穩定度；第五、本發明並不需要利用特殊製程的金氧半電晶體。

請參照第2圖，第2圖是為本發明的一實施例說明一種快速響應的低壓差穩壓系統200的示意圖。如第2圖所示，低壓差穩壓系統200包含一低壓差穩壓單元202、一自驅動單元204及一追蹤電壓產生單元206。低壓差穩壓單元202是用以根據一參考電壓VREF，產生並輸出一內部輸出電壓VINT；追蹤電壓產生單元206是用以根據參考電壓VREF，產生一追蹤電壓VSDD；自驅動單元204是耦接於低壓差穩壓單元202和追蹤電壓產生單元206，其中當追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差大於臨界電壓的常數倍時，自驅動單元204提供一補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端。

如第2圖所示，低壓差穩壓單元202包含一第一運算放大器2022、一第一P型金氧半電晶體2024、一第一電阻2026及一第二電阻2028。第一運算放大器2022具有一第一端，用以接收一第一電壓V1，一第二端，耦接於一地端GND，一負輸入端，用以接收參考電壓VREF，一正輸入端，及一輸出端；第一P型金氧半電晶 體2024具有一第一端，用以接收第一電壓V1，一第二端，耦接於第一運算放大器2022的輸出端，及一第三端，用以輸出內部輸出電壓VINT；第一電阻2026具有一第一端，耦接於第一P型金氧半電晶體2024的第三端，及一第二端，耦接於第一運算放大器2022的正輸入端；第二電阻2028具有一第一端，耦接於第一電阻2026的第二端，及一第二端，耦接於地端GND。自驅動單元204包含一第一N型金氧半電晶體2042；第一N型金氧半電晶體2042具有一第一端，用以接收第一電壓V1，一第二端，用以接收追蹤電壓VSDD，及一第三端，耦接於第一P型金氧半電晶體2024的第三端。

如第2圖所示，追蹤電壓產生單元206包含一第二運算放大器2062、一第二P型金氧半電晶體2064、一第二N型金氧半電晶體2066、一第三電阻2068、一第四電阻2070及一穩壓電容2072。第二運算放大器2062具有一第一端，用以接收一第二電壓V2，一第二端，耦接於地端GND，一負輸入端，用以接收參考電壓VREF，一正輸入端，及一輸出端；第二P型金氧半電晶體2064具有一第一端，用以接收第二電壓V2，一第二端，耦接於第二運算放大器2062的輸出端，及一第三端，耦接於第一N型金氧半電晶體2042的第二端，用以輸出追蹤電壓VSDD；第二N型金氧半電晶體2066具有一第一端，耦接於第二P型金氧半電晶體2064的第三端，一第二端，耦接於第二N型金氧半電晶體2066的第一端，及一第三端；第三電阻2068具有一第一端，耦接於第二N型金氧半電晶體2066的第三端，及一第二端，耦接於第二運算放大器2062的正輸入端； 第四電阻2070具有一第一端，耦接於第三電阻2068的第二端，及一第二端，耦接於地端GND；穩壓電容2072具有一第一端，耦接於第二P型金氧半電晶體2064的第三端，及一第二端，耦接於GND地端，其中穩壓電容2072是用以穩定追蹤電壓VSDD。

另外，第一N型金氧半電晶體2042與第二N型金氧半電晶體2066是為相同製程結構的N型金氧半電晶體。例如第一N型金氧半電晶體2042與第二N型金氧半電晶體2066是可為正常型N型金氧半電晶體。但本發明並不受限於第一N型金氧半電晶體2042與第二N型金氧半電晶體2066是可為正常型N型金氧半電晶體。再者，第一電阻2026與第二電阻2028的比值是等於第三電阻2068與第四電阻2070的比值。

如第2圖所示，當第一P型金氧半電晶體2024操作在飽和區時，第一運算放大器2022的正輸入端的電壓是等於參考電壓VREF。因此，內部輸出電壓VINT可根據式(1)產生。另外，當第二P型金氧半電晶體2064操作在飽和區時，第二運算放大器2062的正輸入端的電壓是等於參考電壓VREF。因此，追蹤電壓VSDD可根據式(1)和式(2)所產生：VSDD=VREF *[(R3+R4)/R4]+C*VTH=VREF *[(R1+R2)/R2]+C*VTH=VINT+C*VTH (2)

如式(2)所示，R1是為第一電阻2026的電阻值、R2是為第二電阻2028的電阻值、R3是為第三電阻2068的電阻值、R4是為第四電阻2070的電阻值、C是為一常數以及一臨界電壓VTH是為第二N型金氧半電晶體2066的臨界電壓。另外，如式(2)所示，因為第一N型金氧半電晶體2042與第二N型金氧半電晶體2066是為相同製程結構的N型金氧半電晶體，所以追蹤電壓VSDD將可隨常數倍的臨界電壓C*VTH的而變動。例如，追蹤電壓VSDD將在製程、電壓及溫度變異(process,voltage and temperature(PVT)variation)的情況下，隨常數倍的臨界電壓C*VTH而變動。

如第2圖所示，當耦接於低壓差穩壓單元202的輸出端的一負載210需要一暫態大電流時，內部輸出電壓VINT會暫時降低，導致追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差大於常數倍的臨界電壓C*VTH。此時，第一N型金氧半電晶體2042將會提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端，以提升內部輸出電壓VINT。亦即低壓差穩壓單元202的輸出端可提供一近似固定的驅動電流至負載210。當追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差小於常數倍的臨界電壓C*VTH時，自驅動單元204將不會提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端。另外，當追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差大於常數倍的臨界電壓C*VTH時，因為第一N型金氧半電晶體2042將會提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端，所以低壓差穩壓單元202具有較佳的相位邊 際(phase margin)與穩定度。另外，第一P型金氧半電晶體2024、第一N型金氧半電晶體2042、第二P型金氧半電晶體2064和第二N型金氧半電晶體2066是可為一般製程的金氧半電晶體。如第2圖所示，當第一電壓V1是大於追蹤電壓VSDD時，第二電壓V2是可等於第一電壓V1；當第一電壓V1是小於追蹤電壓VSDD時，則第二電壓V2是可為一電荷幫浦所提供的一供應電壓。另外，在本發明的另一實施例中，可利用NPN型雙載子電晶體取代第一N型金氧半電晶體2042和第二N型金氧半電晶體2066。此時，NPN型雙載子電晶體的基射極電壓將取代式(2)中的臨界電壓VTH。

請參照第3圖，第3圖是為本發明的另一實施例說明一種快速響應的低壓差穩壓系統300的示意圖。如第3圖所示，低壓差穩壓系統300包含一低壓差穩壓單元202、一自驅動單元304及一追蹤電壓產生單元306。追蹤電壓產生單元306是用以根據參考電壓VREF，產生一追蹤電壓VSDD；自驅動單元304是耦接於低壓差穩壓單元202和追蹤電壓產生單元306，其中當追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差大於常數倍的基射極電壓時，自驅動單元304提供一補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端。

如第3圖所示，自驅動單元304包含一第一NPN型雙載子電晶體3042；第一NPN型雙載子電晶體3042具有一第一端，用以接收一第一電壓V1，一第二端，用以接收追蹤電壓VSDD，及一第三端，耦接於第一P型金氧半電晶體2024的第三端。追蹤電壓產生單元 306包含一第二運算放大器3062、一第二P型金氧半電晶體3064、一第三電阻3066、一第四電阻3068、一第三運算放大器3070、一第三P型金氧半電晶體3072、一第二NPN型雙載子電晶體3074、一第五電阻3076、一第一穩壓電容3078及一第二穩壓電容3080。第二運算放大器3062具有一第一端，用以接收第一電壓V1，一第二端，耦接於地端GND，一負輸入端，用以接收參考電壓VREF，一正輸入端，及一輸出端；第二P型金氧半電晶體3064具有一第一端，用以接收第一電壓V1，一第二端，耦接於第二運算放大器3062的輸出端，及一第三端，用以輸出一中間電壓VM；第三電阻3066具有一第一端，耦接於第二P型金氧半電晶體3064的第三端，及一第二端，耦接於第二運算放大器3062的正輸入端；第四電阻3068具有一第一端，耦接於第三電阻3066的第二端，及一第二端，耦接於地端GND；第三運算放大器3070具有一第一端，用以接收一第二電壓V2，一第二端，耦接於地端GND，一負輸入端，用以接收中間電壓VM，一正輸入端，及一輸出端；第三P型金氧半電晶體3072具有一第一端，用以接收第二電壓V2，一第二端，耦接於第三運算放大器3070的輸出端，及一第三端，耦接於第一NPN型雙載子電晶體3042的第二端，用以輸出追蹤電壓VSDD；第二NPN型雙載子電晶體3074具有一第一端，耦接於第三P型金氧半電晶體3072的第三端，一第二端，耦接於第二NPN型雙載子電晶體3074的第一端，及一第三端，耦接於第三運算放大器3070的正輸入端；第五電阻3076具有一第一端，耦接於第二NPN型雙載子電晶體3074的第三端，及一第二端，耦接於地端GND；第一穩壓電容3078 具有一第一端，耦接於第二P型金氧半電晶體3064的第三端，及一第二端，耦接於地端GND，其中第一穩壓電容3078是用以穩定中間電壓VM；第二穩壓電容3080具有一第一端，耦接於第三P型金氧半電晶體3072的第三端，及一第二端，耦接於地端GND，其中第二穩壓電容3080是用以穩定追蹤電壓VSDD。

如第3圖所示，第一NPN型雙載子電晶體3042與第二NPN型雙載子電晶體3074是為相同製程結構的NPN型雙載子電晶體。例如第一NPN型雙載子電晶體3042與第二NPN型雙載子電晶體3074是可為垂直型NPN型雙載子電晶體。但本發明並不受限於第一NPN型雙載子電晶體3042與第二NPN型雙載子電晶體3074是可為垂直型NPN型雙載子電晶體。再者，第一電阻2026與第二電阻2028的比值是等於第三電阻3066與第四電阻3068的比值。

如第3圖所示，當第一P型金氧半電晶體2024操作在飽和區時，第一運算放大器2022的正輸入端的電壓是等於參考電壓VREF。因此，內部輸出電壓VINT可根據式(1)產生。當第二P型金氧半電晶體3064操作在飽和區時，第二運算放大器3062的正輸入端的電壓是等於參考電壓VREF。因此，中間電壓VM可根據式(1)所產生，亦即中間電壓VM等於內部輸出電壓VINT。另外，當第三P型金氧半電晶體3072操作在飽和區時，第三運算放大器3070的正輸入端的電壓是等於中間電壓VM。因此，追蹤電壓VSDD可根據式(1)和式(3)所產生： VSDD=VREF *[(R3+R4)/R4]+C*VBE=VREF *[(R1+R2)/R2]+C*VBE=VINT+C*VBE (3)

如式(3)所示，R1是為第一電阻2026的電阻值、R2是為第二電阻2028的電阻值、R3是為第三電阻3066的電阻值、R4是為第四電阻3068的電阻值、C是為一常數以及一臨界電壓VBE是為第二NPN型雙載子電晶體3074的基射極電壓。另外，如式(3)所示，因為第一NPN型雙載子電晶體3042與第二NPN型雙載子電晶體3074是為相同製程結構的NPN型雙載子電晶體，所以追蹤電壓VSDD將可隨常數倍的基射極電壓C*VBE的而變動。例如，追蹤電壓VSDD將在製程、電壓及溫度變異(PVT variation)的情況下，隨常數倍的基射極電壓C*VBE而變動。

如第3圖所示，當耦接於低壓差穩壓單元202的輸出端的負載210需要一暫態大電流時，內部輸出電壓VINT會暫時降低，導致追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差大於常數倍的基射極電壓C*VBE。此時，第一NPN型雙載子電晶體3042將會提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端，以提升內部輸出電壓VINT。當追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差小於常數倍的基射極電壓C*VBE時，自驅動單元304將不會提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端。另外，如第3圖所示，當第一電 壓V1是大於追蹤電壓VSDD時，第二電壓V2是可等於第一電壓V1；當第一電壓V1是小於追蹤電壓VSDD時，則第二電壓V2是可為一電荷幫浦所提供的一供應電壓。另外，在本發明的另一實施例中，可利用N型金氧半電晶體取代第一NPN型雙載子電晶體3042和第二NPN型雙載子電晶體3074。此時，N型金氧半電晶體的臨界電壓將取代式(2)中的基射極電壓VBE。另外，低壓差穩壓系統300的其餘操作原理皆和低壓差穩壓系統200相同，在此不再贅述。

請參照第4圖，第4圖是為本發明的另一實施例說明一種快速響應的低壓差穩壓系統400的示意圖。如第4圖所示，低壓差穩壓系統400包含一低壓差穩壓單元202、一自驅動單元404及一追蹤電壓產生單元406。追蹤電壓產生單元406是用以根據參考電壓VREF，產生一第一追蹤電壓VSDD1和一第二追蹤電壓VSDD2；自驅動單元404是耦接於低壓差穩壓單元202和追蹤電壓產生單元406，其中當第一追蹤電壓VSDD1是大於內部輸出電壓VINT與一常數倍的第一臨界電壓的總和時，自驅動單元404提供一第一補償電流IA1至低壓差穩壓單元202的輸出端；當內部輸出電壓VINT是大於第二追蹤電壓VSSD2與一常數倍的第二臨界電壓的總和時，自驅動單元404從低壓差穩壓單元202的輸出端抽取一第二補償電流IA2。

如第4圖所示，自驅動單元404包含一第一N型金氧半電晶體4042和一第二P型金氧半電晶體4044。第一N型金氧半電晶體4042 具有一第一端，用以接收一第一電壓V1，一第二端，用以接收第一追蹤電壓VSDD1，及一第三端，耦接於第一P型金氧半電晶體2024的第三端；第二P型金氧半電晶體4044具有一第一端，耦接於第一N型金氧半電晶體4042的第三端，一第二端，用以接收第二追蹤電壓VSDD2，及一第三端，耦接於一地端GND。追蹤電壓產生單元406包含一第二運算放大器4062、一第三P型金氧半電晶體4064、一第二N型金氧半電晶體4066、一第三電阻4068、一第四電阻4070、一第三運算放大器4072、一第四P型金氧半電晶體4074、一第五P型金氧半電晶體4076、一第五電阻4078、一第一穩壓電容4080及一第二穩壓電容4082。第二運算放大器4062具有一第一端，用以接收一第二電壓V2，一第二端，耦接於地端GND，一負輸入端，用以接收參考電壓VREF，一正輸入端，及一輸出端；第三P型金氧半電晶體4064具有一第一端，用以接收第二電壓V2，一第二端，耦接於第二運算放大器4062的輸出端，及一第三端，耦接於第一N型金氧半電晶體4042的第二端，用以輸出第一追蹤電壓VSDD1；第二N型金氧半電晶體4066具有一第一端，耦接於第三P型金氧半電晶體4064的第三端，一第二端，耦接於第二N型金氧半電晶體4066的第一端，及一第三端，用以輸出一中間電壓VM；第三電阻4068具有一第一端，耦接於第二N型金氧半電晶體4066的第三端，及一第二端，耦接於第二運算放大器4062的正輸入端；第四電阻4070具有一第一端，耦接於第三電阻4068的第二端，及一第二端，耦接於地端GND；第三運算放大器4072具有一第一端，用以接收第一電壓V1，一第二端，耦接於地端GND，一負輸入端， 用以接收中間電壓VM，一正輸入端，及一輸出端；第四P型金氧半電晶體4074具有一第一端，用以接收第一電壓V1，一第二端，耦接於第三運算放大器4072的輸出端，及一第三端，耦接於第三運算放大器4072的正輸入端；第五P型金氧半電晶體4076具有一第一端，耦接於第四P型金氧半電晶體4074的第三端，一第二端，耦接於第二P型金氧半電晶體4044的第二端，及一第三端，耦接於第五P型金氧半電晶體4076的第二端；第五電阻4078具有一第一端，耦接於第五P型金氧半電晶體4076的第三端，及一第二端，耦接於地端GND；第一穩壓電容4080具有一第一端，耦接於第三P型金氧半電晶體4064的第三端，及一第二端，耦接於地端GND，其中第一穩壓電容4080是用以穩定第一追蹤電壓VSDD1；第二穩壓電容4082具有一第一端，耦接於第五P型金氧半電晶體4076的第三端，及一第二端，耦接於地端GND，其中第二穩壓電容4082是用以穩定第二追蹤電壓VSDD2。

如第4圖所示，第一N型金氧半電晶體4042與第二N型金氧半電晶體4066是為相同製程結構的N型金氧半電晶體，以及第二P型金氧半電晶體4044與第五P型金氧半電晶體4076是為相同製程結構的P型金氧半電晶體。再者，第一電阻2026與第二電阻2028的比值是等於第三電阻4068與第四電阻4070的比值。

如第4圖所示，當第一P型金氧半電晶體2024操作在飽和區時，第一運算放大器2022的正輸入端的電壓是等於參考電壓 VREF。因此，內部輸出電壓VINT可根據式(1)產生。當第三P型金氧半電晶體4064操作在飽和區時，第二運算放大器4062的正輸入端的電壓是等於參考電壓VREF。因此，中間電壓VM可根據式(1)所產生，亦即中間電壓VM等於內部輸出電壓VINT。然後，第一追蹤電壓VSDD1可根據式(1)和式(4)所產生：VSDD1=VREF *[(R3+R4)/R4]+C*VTH1=VREF *[(R1+R2)/R2]+C*VTH1=VM+C*VTH1=VINT+C*VTH1 (4)

如式(4)所示，R1是為第一電阻2026的電阻值、R2是為第二電阻2028的電阻值、R3是為第三電阻4068的電阻值、R4是為第四電阻4070的電阻值、C是為一常數以及一第一臨界電壓VTH1是為第二N型金氧半電晶體4066的臨界電壓。另外，如式(4)所示，因為第一N型金氧半電晶體4042與第二N型金氧半電晶體4066是為相同製程結構的N型金氧半電晶體，所以第一追蹤電壓VSDD1將可隨常數倍的第一臨界電壓C*VTH1的而變動。例如，第一追蹤電壓VSDD1將在製程、電壓及溫度變異(PVT variation)的情況下，隨常數倍的第一臨界電壓C*VTH1而變動。

另外，當第四P型金氧半電晶體4074操作在飽和區時，第三運算放大器4072的正輸入端的電壓是等於中間電壓VM。因此，第二 追蹤電壓VSDD2可根據式(1)和式(5)所產生：VSDD2=VM-C*|VTH2|=VINT-C*|VTH2| (5)

如式(5)所示，一第二臨界電壓|VTH2|是為第五P型金氧半電晶體4076的臨界電壓的絕對值。另外，如式(5)所示，因為第二P型金氧半電晶體4044與第五P型金氧半電晶體4076是為相同製程結構的P型金氧半電晶體，所以第二追蹤電壓VSDD2將可隨常數倍的第二臨界電壓C*|VTH2|的而變動。例如，第二追蹤電壓VSDD2將在製程、電壓及溫度變異(PVT variation)的情況下，隨常數倍的第二臨界電壓C*|VTH2|而變動。

如第4圖所示，當第一追蹤電壓VSDD1與內部輸出電壓VINT的壓差大於常數倍的第一臨界電壓C*VTH1時，第一N型金氧半電晶體4042將會提供補償電流IA1至低壓差穩壓單元202的輸出端；如第4圖所示，當內部輸出電壓VINT與第二追蹤電壓VSSD2的壓差大於常數倍的第二臨界電壓C*|VTH2|時，第二P型金氧半電晶體4044將會從低壓差穩壓單元202的輸出端抽取第二補償電流IA2至地端GND。另外，當第一追蹤電壓VSDD1與內部輸出電壓VINT的壓差小於常數倍的第一臨界電壓C*VTH1，以及內部輸出電壓VINT與第二追蹤電壓VSSD2的壓差小於常數倍的第二臨界電壓C*|VTH2|時，自驅動單元404將不會提供補償電流IA1至低壓差穩 壓單元202的輸出端以及亦不會從低壓差穩壓單元202的輸出端抽取第二補償電流IA2。

另外，第4圖中的P型金氧半電晶體與N型金氧半電晶體是可為一般製程的金氧半電晶體。如第4圖所示，當第一電壓V1是大於第一追蹤電壓VSDD1時，第二電壓V2是可等於第一電壓V1；當第一電壓V1是小於第一追蹤電壓VSDD1時，則第二電壓V2是可為一電荷幫浦所提供的一供應電壓。另外，在本發明的另一實施例中，可利用NPN型雙載子電晶體取代第一N型金氧半電晶體4042和第二N型金氧半電晶體4066，以及利用PNP型雙載子電晶體取代第二P型金氧半電晶體4044和第五P型金氧半電晶體4076。此時，NPN型雙載子電晶體的基射極電壓將取代式(4)中的第一臨界電壓VTH1以及PNP型雙載子電晶體的基射極電壓將取代式(5)中的第二臨界電壓|VTH2|。另外，低壓差穩壓系統400的其餘操作原理皆和低壓差穩壓系統200相同，在此不再贅述。

請參照第5圖，第5圖是為本發明的另一實施例說明一種快速響應的低壓差穩壓系統500的示意圖。如第5圖所示，低壓差穩壓系統500和低壓差穩壓系統200的差別在於自驅動單元504包含一第一N型金氧半電晶體5042；第一N型金氧半電晶體5042具有一第一端，用以接收第一電壓V1，一第二端，用以接收追蹤電壓VSDD，一第三端，耦接於第一P型金氧半電晶體2024的第三端，及一本體端，用以接收一本體控制訊號BCS，其中當低壓差穩壓系 統500處於一活躍模式(例如耦接於低壓差穩壓單元202的輸出端的負載210需要一暫態大電流)時，本體控制訊號BCS是介於內部輸出電壓VINT與一零電壓之間。因此，當低壓差穩壓系統500處於活躍模式時，因為本體控制訊號BCS是介於內部輸出電壓VINT與一零電壓之間，所以自驅動單元504即可快速提供一補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端。當低壓差穩壓系統500處於一待命模式(例如耦接於低壓差穩壓單元202的輸出端的負載210不需要暫態大電流)時，本體控制訊號BCS是等於零電壓。因此，當低壓差穩壓系統500處於待命模式時，因為本體控制訊號BCS是等於零電壓，所以第一N型金氧半電晶體5042的本體效應(body effect)很嚴重，導致自驅動單元504無法提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端。如此，當低壓差穩壓系統500處於待命模式時，因為自驅動單元504無法提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端，所以低壓差穩壓單元202較易調控內部輸出電壓VINT。

在本發明的另一實施例中，第一N型金氧半電晶體5042具有一第一端，用以接收第一電壓V1，一第二端，用以接收追蹤電壓VSDD，及一第三端，耦接於第一P型金氧半電晶體2024的第三端，其中當低壓差穩壓系統500處於活躍模式時，追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差大於第一N型金氧半電晶體5042的臨界電壓。因此，當低壓差穩壓系統500處於活躍模式時，因為追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差大於第一N型金氧半電晶體5042的臨界電壓，所以自驅動單元504即可快速提供補償電流IA 至低壓差穩壓單元202的輸出端。當低壓差穩壓系統500處於待命模式時，追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差小於第一N型金氧半電晶體5042的臨界電壓。因此，當低壓差穩壓系統500處於待命模式時，因為追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差小於第一N型金氧半電晶體5042的臨界電壓，所以第一N型金氧半電晶體5042關閉，導致自驅動單元504無法提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端。如此，當低壓差穩壓系統500處於待命模式時，因為自驅動單元504無法提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端，所以低壓差穩壓單元202較易調控內部輸出電壓VINT。另外，在本發明的另一實施例中，自驅動單元504另包含一第一開關，耦接於第一N型金氧半電晶體5042的第一端與第一P型金氧半電晶體2024的第一端之間。當低壓差穩壓系統500處於活躍模式時，第一開關開啟，所以自驅動單元504可提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端。當低壓差穩壓系統500處於待命模式時，第一開關關閉，所以導致自驅動單元504無法提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端。另外，在本發明的另一實施例中，自驅動單元504另包含一第二開關，耦接於第一N型金氧半電晶體5042的第三端與第一P型金氧半電晶體2024的第三端之間，其中第二開關的操作原理皆和第一開關相同，在此不再贅述。

請參照第2圖、第3圖和第6圖，第6圖是為本發明的另一實施例說明一種低壓差穩壓系統的操作方法之流程圖。第6圖之方法 係利用第2圖的低壓差穩壓系統200和第3圖的低壓差穩壓系統300說明，詳細步驟如下：步驟600：開始；步驟602：低壓差穩壓單元202根據一參考電壓VREF，產生並輸出一內部輸出電壓VINT；步驟604：追蹤電壓產生單元206根據參考電壓VREF，產生一追蹤電壓VSDD；步驟606：追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差是否大於常數倍的臨界電壓？如果是，進行步驟608；如果否，進行步驟610；步驟608：自驅動單元204提供一補償電流IA至低壓差穩壓單元的輸出端，跳回步驟606；步驟610：自驅動單元204不會提供補償電流IA至低壓差穩壓單元的輸出端，跳回步驟606。

以第2圖的低壓差穩壓系統200為例。

在步驟602中，當第一P型金氧半電晶體2024操作在飽和區時，低壓差穩壓單元202可根據參考電壓VREF和式(1)，產生並輸出內部輸出電壓VINT。在步驟604中，當第二P型金氧半電晶體2064操作在飽和區時，追蹤電壓產生單元206根據參考電壓VREF、式(1)和式(2)，產生追蹤電壓VSDD。在步驟608中，當耦接於低壓差穩壓單元202的輸出端的負載210需要一暫態大電流 時，內部輸出電壓VINT會暫時降低，導致追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差大於常數倍的臨界電壓C*VTH。因此，自驅動單元204內的第一N型金氧半電晶體2042將會提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端，以提升內部輸出電壓VINT。亦即低壓差穩壓單元202的輸出端可提供一近似固定的驅動電流至負載210。在步驟610中，當追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差小於常數倍的臨界電壓C*VTH時，自驅動單元204將不會提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端。

以第3圖的低壓差穩壓系統300為例。

在步驟602中，當第一P型金氧半電晶體2024操作在飽和區時，低壓差穩壓單元202可根據參考電壓VREF和式(1)，產生並輸出內部輸出電壓VINT。在步驟604中，當第二P型金氧半電晶體2064操作在飽和區時，追蹤電壓產生單元306根據參考電壓VREF和式(1)，產生並輸出中間電壓VM(等於內部輸出電壓VINT)。追蹤電壓產生單元306再根據中間電壓VM、式(1)和式(3)，產生追蹤電壓VSDD。在步驟608中，當耦接於低壓差穩壓單元202的輸出端的負載210需要一暫態大電流時，內部輸出電壓VINT會暫時降低，導致追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差大於常數倍的基射極電壓C*VBE。因此，自驅動單元304內的第一NPN型雙載子電晶體3042將會提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端，以提升內部輸出電壓VINT。在步驟610中，當追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差小於常數倍的基射極電壓C*VBE 時，自驅動單元304將不會提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端。

請參照第5圖和第7圖，第7圖是為本發明的另一實施例說明一種低壓差穩壓系統的操作方法之流程圖。第7圖之方法係利用第5圖的低壓差穩壓系統500說明，詳細步驟如下：步驟700：開始；步驟702：低壓差穩壓單元202根據一參考電壓VREF，產生並輸出一內部輸出電壓VINT；步驟704：追蹤電壓產生單元206根據參考電壓VREF，產生一追蹤電壓VSDD；步驟706：當低壓差穩壓系統500處於一活躍模式時，進行步驟708；當低壓差穩壓系統500處於一待命模式時，進行步驟710；步驟708：自驅動單元504提供一補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端，跳回步驟706；步驟710：自驅動單元504不會提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端，跳回步驟706。

第7圖的實施例和第6圖的實施例的差別在於在步驟706中，當低壓差穩壓系統500處於活躍模式(例如耦接於低壓差穩壓單元202的輸出端的負載210需要一暫態大電流)時，本體控制訊號BCS 是介於內部輸出電壓VINT與一零電壓之間。因此，在步驟708中，當低壓差穩壓系統500處於活躍模式時，因為本體控制訊號BCS是介於內部輸出電壓VINT與零電壓之間，所以自驅動單元504即可提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端。另外，在步驟706中，當低壓差穩壓系統500處於待命模式(例如耦接於低壓差穩壓單元202的輸出端的負載210不需要暫態大電流)時，本體控制訊號BCS是等於零電壓。因此，在步驟710中，當低壓差穩壓系統500處於待命模式時，因為本體控制訊號BCS是等於零電壓，所以第一N型金氧半電晶體5042的本體效應(body effect)很嚴重，導致自驅動單元504無法提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端。另外，第7圖的實施例的其餘操作原理皆和第6圖的實施例相同，在此不再贅述。另外，在本發明的另一實施例中，當低壓差穩壓系統500處於活躍模式時，追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差大於第一N型金氧半電晶體5042的臨界電壓。因此，當低壓差穩壓系統500處於活躍模式時，因為追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差大於第一N型金氧半電晶體5042的臨界電壓，所以自驅動單元504即可提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端。當低壓差穩壓系統500處於待命模式時，追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差小於第一N型金氧半電晶體5042的臨界電壓。因此，當低壓差穩壓系統500處於待命模式時，因為追蹤電壓VSDD與內部輸出電壓VINT的壓差小於第一N型金氧半電晶體5042的臨界電壓，所以第一N型金氧半電晶體5042關閉，導致自驅動單元504無法提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸 出端。另外，在本發明的另一實施例中，自驅動單元504另包含一第一開關，耦接於第一N型金氧半電晶體5042的第一端與第一P型金氧半電晶體2024的第一端之間。當低壓差穩壓系統500處於活躍模式時，第一開關開啟，所以自驅動單元504可提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端。當低壓差穩壓系統500處於待命模式時，第一開關關閉，所以導致自驅動單元504無法提供補償電流IA至低壓差穩壓單元202的輸出端。另外，在本發明的另一實施例中，自驅動單元504另包含一第二開關，耦接於第一N型金氧半電晶體5042的第三端與第一P型金氧半電晶體2024的第三端之間，其中第二開關的操作原理皆和第一開關相同，在此不再贅述。

請參照第4圖和第8圖，第8圖是為本發明的另一實施例說明一種低壓差穩壓系統的操作方法之流程圖。第8圖之方法係利用第4圖的低壓差穩壓系統400說明，詳細步驟如下：步驟800：開始；步驟802：低壓差穩壓單元404根據一參考電壓VREF，產生並輸出一內部輸出電壓VINT；步驟804：追蹤電壓產生單元406根據參考電壓VREF，產生一第一追蹤電壓VSSD1及一第二追蹤電壓VSSD2；步驟806：當第一追蹤電壓VSSD1與內部輸出電壓VINT的壓差大於常數倍的第一臨界電壓C*VTH1時，進行步驟808；當內部輸出電壓VINT與第二追蹤電壓 VSSD2的壓差大於常數倍的第二臨界電壓C*|VTH2|時，進行步驟810；當第一追蹤電壓VSDD1與內部輸出電壓VINT的壓差小於常數倍的第一臨界電壓C*VTH1以及內部輸出電壓VINT與第二追蹤電壓VSSD2的壓差小於常數倍的第二臨界電壓C*|VTH2|時，進行步驟812；步驟808：自驅動單元404提供一第一補償電流IA1至低壓差穩壓單元202的輸出端，跳回步驟806；步驟810：自驅動單元404從低壓差穩壓單元202的輸出端抽取一第二補償電流IA2，跳回步驟806；步驟812：自驅動單元404將不會提供補償電流IA1至低壓差穩壓單元202的輸出端以及亦不會從低壓差穩壓單元202的輸出端抽取第二補償電流IA2，跳回步驟806。

在步驟804中，當第三P型金氧半電晶體4064操作在飽和區時，追蹤電壓產生單元406根據參考電壓VREF和式(1)，產生並輸出中間電壓VM(等於內部輸出電壓VINT)。因此，第一追蹤電壓VSDD1可根據中間電壓VM和式(4)所產生。另外，當第四P型金氧半電晶體4074操作在飽和區時，第三運算放大器4072的正輸入端的電壓是等於中間電壓VM。因此，第二追蹤電壓VSDD2可根據中間電壓VM和式(5)所產生。在步驟808中，當第一追蹤電壓VSDD1與內部輸出電壓VINT的壓差大於常數倍的第一臨界電壓C*VTH1時，自驅動單元404內的第一N型金氧半電晶體4042將 會提供補償電流IA1至低壓差穩壓單元202的輸出端。在步驟810中，當內部輸出電壓VINT與第二追蹤電壓VSSD2的壓差大於常數倍的第二臨界電壓C*|VTH2|時，自驅動單元404內的第二P型金氧半電晶體4044將會從低壓差穩壓單元202的輸出端抽取第二補償電流IA2至地端GND。在步驟812中，當第一追蹤電壓VSDD1與內部輸出電壓VINT的壓差小於常數倍的第一臨界電壓C*VTH1以及內部輸出電壓VINT與第二追蹤電壓VSSD2的壓差小於常數倍的第二臨界電壓C*|VTH2|時，自驅動單元404將不會提供補償電流IA1至低壓差穩壓單元202的輸出端以及亦不會從低壓差穩壓單元202的輸出端抽取第二補償電流IA2。

綜上所述，本發明所提供快速響應的低壓差穩壓系統和低壓差穩壓系統的操作方法，是利用追蹤電壓產生單元產生一追蹤電壓，或一第一追蹤電壓及一第二追蹤電壓。然後，自驅動單元即可根據內部輸出電壓和追蹤電壓，或根據內部輸出電壓、第一追蹤電壓及第二追蹤電壓，產生一補償電流以調整內部輸出電壓。因此，本發明具有下列優點：第一、當耦接於低壓差穩壓單元的負載需要一暫態大電流時，自驅動單元內可立刻提供補償電流至低壓差穩壓單元的輸出端，以穩定內部輸出電壓；第二、因為自驅動單元可立刻響應內部輸出電壓的變化，所以本發明並不需要額外的回授機制；第三、因為自驅動單元內可立刻提供補償電流至低壓差穩壓單元的輸出端，所以低壓差穩壓單元可提供穩定的驅動電流至負載；第四、因為自驅動單元內可立刻提供補償電流至低壓差穩壓單元的輸出 端，所以低壓差穩壓單元具有較佳的相位邊際與穩定度；第五、本發明並不需要利用特殊製程的金氧半電晶體。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100‧‧‧低壓差穩壓器

102‧‧‧P型金氧半電晶體

104‧‧‧運算放大器

106、2026‧‧‧第一電阻

108、2028‧‧‧第二電阻

110、210‧‧‧負載

200、300、400、500‧‧‧低壓差穩壓系統

202‧‧‧低壓差穩壓單元

204、304、404、504‧‧‧自驅動單元

206、306、406‧‧‧追蹤電壓產生單元

2022‧‧‧第一運算放大器

2024‧‧‧第一P型金氧半電晶體

2062、3062、4062‧‧‧第二運算放大器

2042、4042、5042‧‧‧第一N型金氧半電晶體

2064、3064、4044‧‧‧第二P型金氧半電晶體

2066、4066‧‧‧第二N型金氧半電晶體

2068、3066、4068‧‧‧第三電阻

2070、3068、4070‧‧‧第四電阻

2072‧‧‧穩壓電容

3042‧‧‧第一NPN型雙載子電晶體

3070、4072‧‧‧第三運算放大器

3072、4064‧‧‧第三P型金氧半電晶體

3074‧‧‧第二NPN型雙載子電晶體

3076、4078‧‧‧第五電阻

3078、4080‧‧‧第一穩壓電容

3080、4082‧‧‧第二穩壓電容

4074‧‧‧第四P型金氧半電晶體

4076‧‧‧第五P型金氧半電晶體

BCS‧‧‧本體控制訊號

GND‧‧‧地端

IA‧‧‧補償電流

IA1‧‧‧第一補償電流

IA2‧‧‧第二補償電流

V1‧‧‧第一電壓

V2‧‧‧第二電壓

VM‧‧‧中間電壓

VREF‧‧‧參考電壓

VINT‧‧‧內部輸出電壓

VDD‧‧‧供給電壓

VSDD‧‧‧追蹤電壓

VSSD1‧‧‧第一追蹤電壓

VSSD2‧‧‧第二追蹤電壓

600-610、700-710、800-812‧‧‧步驟

第1圖是為先前技術說明低壓差穩壓器的示意圖。

第2圖是為本發明的一實施例說明一種快速響應的低壓差穩壓系統的示意圖。

第3圖是為本發明的另一實施例說明一種快速響應的低壓差穩壓系統的示意圖。

第4圖是為本發明的另一實施例說明一種快速響應的低壓差穩壓系統的示意圖。

第5圖是為本發明的另一實施例說明一種快速響應的低壓差穩壓系統的示意圖。

第6圖是為本發明的另一實施例說明一種低壓差穩壓系統的操作方法之流程圖。

第7圖是為本發明的另一實施例說明一種低壓差穩壓系統的操作方法之流程圖。

第8圖是為本發明的另一實施例說明一種低壓差穩壓系統的操作方法之流程圖。

200‧‧‧低壓差穩壓系統

202‧‧‧低壓差穩壓單元

204‧‧‧自驅動單元

206‧‧‧追蹤電壓產生單元

210‧‧‧負載

2022‧‧‧第一運算放大器

2024‧‧‧第一P型金氧半電晶體

2026‧‧‧第一電阻

2028‧‧‧第二電阻

2042‧‧‧第一N型金氧半電晶體

2062‧‧‧第二運算放大器

2064‧‧‧第二P型金氧半電晶體

2066‧‧‧第二N型金氧半電晶體

2068‧‧‧第三電阻

2070‧‧‧第四電阻

2072‧‧‧穩壓電容

GND‧‧‧地端

IA‧‧‧補償電流

V1‧‧‧第一電壓

V2‧‧‧第二電壓

VREF‧‧‧參考電壓

VINT‧‧‧內部輸出電壓

VSDD‧‧‧追蹤電壓

Claims (33)

1. 一種快速響應的低壓差穩壓系統，包含：一低壓差穩壓單元，用以根據一參考電壓，產生並輸出一內部輸出電壓；一追蹤電壓產生單元，用以根據該參考電壓，產生一追蹤電壓，其中該追蹤電壓和該內部輸出電壓的壓差與該追蹤電壓產生單元內一電晶體的一臨界電壓的常數倍成正相關；及一自驅動單元，耦接於該低壓差穩壓單元和該追蹤電壓產生單元，其中當該追蹤電壓與該內部輸出電壓的壓差大於該臨界電壓的常數倍時，該自驅動單元提供一補償電流至該低壓差穩壓單元的輸出端。
2. 如請求項1所述的低壓差穩壓系統，其中該低壓差穩壓單元包含：一第一運算放大器，具有一第一端，用以接收一第一電壓，一第二端，耦接於一地端，一負輸入端，用以接收該參考電壓，一正輸入端，及一輸出端；一第一P型金氧半電晶體，具有一第一端，用以接收該第一電壓，一第二端，耦接於該第一運算放大器的輸出端，及一第三端，用以輸出該內部輸出電壓；一第一電阻，具有一第一端，耦接於該第一P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，耦接於該第一運算放大器的正輸入端；及 一第二電阻，具有一第一端，耦接於該第一電阻的第二端，及一第二端，耦接於該地端。
3. 如請求項2所述的低壓差穩壓系統，其中該自驅動單元包含：一第一N型金氧半電晶體，具有一第一端，用以接收該第一電壓，一第二端，用以接收該追蹤電壓，及一第三端，耦接於該第一P型金氧半電晶體的第三端。
4. 如請求項3所述的低壓差穩壓系統，其中該第一N型金氧半電晶體更包含：一本體端，用以接收一本體控制訊號。
5. 如請求項4所述的低壓差穩壓系統，其中當該低壓差穩壓系統處於一活躍模式時，該本體控制訊號是介於該內部輸出電壓與一零電壓之間；當該低壓差穩壓系統處於一待命模式時，該本體控制訊號是等於該零電壓。
6. 如請求項3所述的低壓差穩壓系統，其中該追蹤電壓產生單元包含：一第二運算放大器，具有一第一端，用以接收一第二電壓，一第二端，耦接於該地端，一負輸入端，用以接收該參考電壓，一正輸入端，及一輸出端；一第二P型金氧半電晶體，具有一第一端，用以接收該第二電 壓，一第二端，耦接於該第二運算放大器的輸出端，及一第三端，耦接於該第一N型金氧半電晶體的第二端，用以輸出該追蹤電壓；一第二N型金氧半電晶體，具有一第一端，耦接於該第二P型金氧半電晶體的第三端，一第二端，耦接於該第二N型金氧半電晶體的第一端，及一第三端；一第三電阻，具有一第一端，耦接於該第二N型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，耦接於該第二運算放大器的正輸入端；及一第四電阻，具有一第一端，耦接於該第三電阻的第二端，及一第二端，耦接於該地端。
7. 如請求項6所述的低壓差穩壓系統，其中該第一N型金氧半電晶體與該第二N型金氧半電晶體是為相同製程結構的N型金氧半電晶體。
8. 如請求項6所述的低壓差穩壓系統，其中該追蹤電壓產生單元另包含：一穩壓電容，具有一第一端，耦接於該第二P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，耦接於該地端，其中該穩壓電容是用以穩定該追蹤電壓。
9. 如請求項6所述的低壓差穩壓系統，其中該臨界電壓是為該第 二N型金氧半電晶體的臨界電壓。
10. 如請求項2所述的低壓差穩壓系統，其中該自驅動單元包含：一第一NPN型雙載子電晶體，具有一第一端，用以接收該第一電壓，一第二端，用以接收該追蹤電壓，及一第三端，耦接於該第一P型金氧半電晶體的第三端。
11. 如請求項10所述的低壓差穩壓系統，其中該追蹤電壓產生單元包含：一第二運算放大器，具有一第一端，用以接收該第一電壓，一第二端，耦接於該地端，一負輸入端，用以接收該參考電壓，一正輸入端，及一輸出端；一第二P型金氧半電晶體，具有一第一端，用以接收該第一電壓，一第二端，耦接於該第二運算放大器的輸出端，及一第三端，用以輸出一中間電壓；一第三電阻，具有一第一端，耦接於該第二P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，耦接於該第二運算放大器的正輸入端；一第四電阻，具有一第一端，耦接於該第三電阻的第二端，及一第二端，耦接於該地端；一第三運算放大器，具有一第一端，用以接收一第二電壓，一第二端，耦接於該地端，一負輸入端，用以接收該中間電壓，一正輸入端，及一輸出端； 一第三P型金氧半電晶體，具有一第一端，用以接收該第二電壓，一第二端，耦接於該第三運算放大器的輸出端，及一第三端，耦接於該第一NPN型雙載子電晶體的第二端，用以輸出該追蹤電壓；一第二NPN型雙載子電晶體，具有一第一端，耦接於該第三P型金氧半電晶體的第三端，一第二端，耦接於該第二NPN型雙載子電晶體的第一端，及一第三端，耦接於該第三運算放大器的正輸入端；及一第五電阻，具有一第一端，耦接於該第二NPN型雙載子電晶體的第三端，及一第二端，耦接於該地端。
12. 如請求項11所述的低壓差穩壓系統，其中該第一NPN型雙載子電晶體與該第二NPN型雙載子電晶體是為相同製程結構的NPN型雙載子電晶體。
13. 如請求項11所述的低壓差穩壓系統，其中該追蹤電壓產生單元另包含：一第一穩壓電容，具有一第一端，耦接於該第二P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，耦接於該地端，其中該第一穩壓電容是用以穩定該中間電壓；及一第二穩壓電容，具有一第一端，耦接於該第三P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，耦接於該地端，其中該第二穩壓電容是用以穩定該追蹤電壓。
14. 如請求項11所述的低壓差穩壓系統，其中該臨界電壓是為該第二NPN型雙載子電晶體的基射極電壓。
15. 如請求項6或11所述的低壓差穩壓系統，其中該第一電阻與該第二電阻的比值是等於該第三電阻與該第四電阻的比值。
16. 如請求項6或11所述的低壓差穩壓系統，其中當該第一電壓是大於該追蹤電壓時，該第二電壓是等於該第一電壓。
17. 如請求項6或11所述的低壓差穩壓系統，其中當該第一電壓是小於該追蹤電壓時，該第二電壓是為一電荷幫浦所提供的一供應電壓。
18. 一種快速響應的低壓差穩壓系統，包含：一低壓差穩壓單元，用以根據一參考電壓，產生並輸出一內部輸出電壓；一追蹤電壓產生單元，用以根據該參考電壓，產生一第一追蹤電壓及一第二追蹤電壓，其中該第一追蹤電壓和該內部輸出電壓的壓差與該追蹤電壓產生單元內一第一電晶體的一第一臨界電壓的一常數倍成正相關以及該第二追蹤電壓和該內部輸出電壓的壓差與該追蹤電壓產生單元內一第二電晶體的一第二臨界電壓的該常數倍成正相關；及 一自驅動單元，耦接於該低壓差穩壓單元和該追蹤電壓產生單元，其中當該第一追蹤電壓與該內部輸出電壓的壓差大於該第一臨界電壓的該常數倍時，該自驅動單元提供一第一補償電流至該低壓差穩壓單元的輸出端；當該內部輸出電壓與該第二追蹤電壓的壓差大於該第二臨界電壓的該常數倍時，該自驅動單元從該低壓差穩壓單元的輸出端抽取一第二補償電流。
19. 如請求項18所述的低壓差穩壓系統，其中該低壓差穩壓單元包含：一第一運算放大器，具有一第一端，用以接收一第一電壓，一第二端，耦接於一地端，一負輸入端，用以接收該參考電壓，一正輸入端，及一輸出端；一第一P型金氧半電晶體，具有一第一端，用以接收該第一電壓，一第二端，耦接於該第一運算放大器的輸出端，及一第三端，用以輸出該內部輸出電壓；一第一電阻，具有一第一端，耦接於該第一P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，耦接於該第一運算放大器的正輸入端；及一第二電阻，具有一第一端，耦接於該第一電阻的第二端，及一第二端，耦接於該地端。
20. 如請求項19所述的低壓差穩壓系統，其中該自驅動單元包含： 一第一N型金氧半電晶體，具有一第一端，用以接收該第一電壓，一第二端，用以接收該第一追蹤電壓，及一第三端，耦接於該第一P型金氧半電晶體的第三端；及一第二P型金氧半電晶體，具有一第一端，耦接於該第一N型金氧半電晶體的第三端，一第二端，用以接收該第二追蹤電壓，及一第三端，耦接於該地端。
21. 如請求項20所述的低壓差穩壓系統，其中該追蹤電壓產生單元包含：一第二運算放大器，具有一第一端，用以接收一第二電壓，一第二端，耦接於該地端，一負輸入端，用以接收該參考電壓，一正輸入端，及一輸出端；一第三P型金氧半電晶體，具有一第一端，用以接收該第二電壓，一第二端，耦接於該第二運算放大器的輸出端，及一第三端，耦接於該第一N型金氧半電晶體的第二端，用以輸出該第一追蹤電壓；一第二N型金氧半電晶體，具有一第一端，耦接於該第三P型金氧半電晶體的第三端，一第二端，耦接於該第二N型金氧半電晶體的第一端，及一第三端，用以輸出一中間電壓；一第三電阻，具有一第一端，耦接於該第二N型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，耦接於該第二運算放大器的正輸入端；一第四電阻，具有一第一端，耦接於該第三電阻的第二端，及 一第二端，耦接於該地端；一第三運算放大器，具有一第一端，用以接收該第一電壓，一第二端，耦接於該地端，一負輸入端，用以接收該中間電壓，一正輸入端，及一輸出端；一第四P型金氧半電晶體，具有一第一端，用以接收該第一電壓，一第二端，耦接於該第三運算放大器的輸出端，及一第三端，耦接於該第三運算放大器的正輸入端；一第五P型金氧半電晶體，具有一第一端，耦接於該第四P型金氧半電晶體的第三端，一第二端，耦接於該第二P型金氧半電晶體的第二端，及一第三端，耦接於該第五P型金氧半電晶體的第二端；及一第五電阻，具有一第一端，耦接於該第五P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，耦接於該地端。
22. 如請求項21所述的低壓差穩壓系統，其中該第一N型金氧半電晶體與該第二N型金氧半電晶體是為相同製程結構的N型金氧半電晶體，以及該第二P型金氧半電晶體與該第五P型金氧半電晶體是為相同製程結構的P型金氧半電晶體。
23. 如請求項21所述的低壓差穩壓系統，其中該追蹤電壓產生單元另包含：一第一穩壓電容，具有一第一端，耦接於該第三P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，耦接於該地端，其中該第一 穩壓電容是用以穩定該第一追蹤電壓；及一第二穩壓電容，具有一第一端，耦接於該第五P型金氧半電晶體的第三端，及一第二端，耦接於該地端，其中該第二穩壓電容是用以穩定該第二追蹤電壓。
24. 如請求項21所述的低壓差穩壓系統，其中該第一臨界電壓是為該第二N型金氧半電晶體的臨界電壓，以及該第二臨界電壓是為該第五P型金氧半電晶體的臨界電壓的絕對值。
25. 如請求項21所述的低壓差穩壓系統，其中該第一電阻與該第二電阻的比值是等於該第三電阻與該第四電阻的比值。
26. 如請求項21所述的低壓差穩壓系統，其中當該第一電壓是大於該第一追蹤電壓時，該第二電壓是等於該第一電壓。
27. 如請求項21所述的低壓差穩壓系統，其中當該第一電壓是小於該第一追蹤電壓時，該第二電壓是為一電荷幫浦所提供的一供應電壓。
28. 一種低壓差穩壓系統的操作方法，該低壓差穩壓系統包含一低壓差穩壓單元、一追蹤電壓產生單元及一自驅動單元，該操作方法包含：該低壓差穩壓單元根據一參考電壓，產生並輸出一內部輸出電 壓；該追蹤電壓產生單元根據該參考電壓，產生一追蹤電壓，其中該追蹤電壓和該內部輸出電壓的壓差與該追蹤電壓產生單元內一電晶體的一臨界電壓的常數倍成正相關；及當該追蹤電壓與該內部輸出電壓的壓差大於該臨界電壓的常數倍時，該自驅動單元提供一補償電流至該低壓差穩壓單元的輸出端。
29. 一種低壓差穩壓系統的操作方法，該低壓差穩壓系統包含一低壓差穩壓單元、一追蹤電壓產生單元及一自驅動單元，該操作方法包含：該低壓差穩壓單元根據一參考電壓，產生並輸出一內部輸出電壓；該追蹤電壓產生單元根據該參考電壓，產生一第一追蹤電壓及一第二追蹤電壓，其中該第一追蹤電壓和該內部輸出電壓的壓差與該追蹤電壓產生單元內一第一電晶體的一第一臨界電壓的一常數倍成正相關以及該第二追蹤電壓和該內部輸出電壓的壓差與該追蹤電壓產生單元內一第二電晶體的一第二臨界電壓的該常數倍成正相關；當該第一追蹤電壓與該內部輸出電壓的壓差大於該第一臨界電壓的該常數倍時，該自驅動單元提供一第一補償電流至該低壓差穩壓單元的輸出端；及當該內部輸出電壓與該第二追蹤電壓的壓差大於該第二 臨界電壓的該常數倍時，該自驅動單元從該低壓差穩壓單元的輸出端抽取一第二補償電流。
30. 一種低壓差穩壓系統的操作方法，該低壓差穩壓系統包含一低壓差穩壓單元、一追蹤電壓產生單元及一自驅動單元，該操作方法包含：該低壓差穩壓單元根據一參考電壓，產生並輸出一內部輸出電壓；該追蹤電壓產生單元根據該參考電壓，產生一追蹤電壓，其中該追蹤電壓和該內部輸出電壓的壓差與該追蹤電壓產生單元內一電晶體的一臨界電壓的常數倍成正相關；當該低壓差穩壓系統處於一活躍模式時，一本體控制訊號是介於一第一電壓與一零電壓之間，且該自驅動單元根據該內部輸出電壓、該追蹤電壓和該本體控制訊號，提供一補償電流至該低壓差穩壓單元的輸出端；及當該低壓差穩壓系統處於一待命模式時，該本體控制訊號是等於該零電壓，且該自驅動單元根據該內部輸出電壓、該追蹤電壓和該本體控制訊號關閉，不提供一補償電流至該低壓差穩壓單元的輸出端。
31. 一種快速響應的低壓差穩壓系統，包含：一低壓差穩壓單元，用以根據一參考電壓，產生並輸出一內部輸出電壓； 一追蹤電壓產生單元，用以根據該參考電壓，產生一追蹤電壓；及一自驅動單元，耦接於該低壓差穩壓單元和該追蹤電壓產生單元，其中當該追蹤電壓與該內部輸出電壓的壓差大於一臨界電壓的常數倍時，該自驅動單元提供一補償電流至該低壓差穩壓單元的輸出端，其中該臨界電壓是為該追蹤電壓產生單元內的一N型金氧半電晶體的臨界電壓。
32. 一種快速響應的低壓差穩壓系統，包含：一低壓差穩壓單元，用以根據一參考電壓，產生並輸出一內部輸出電壓；一追蹤電壓產生單元，用以根據該參考電壓，產生一追蹤電壓；及一自驅動單元，耦接於該低壓差穩壓單元和該追蹤電壓產生單元，其中當該追蹤電壓與該內部輸出電壓的壓差大於一臨界電壓的常數倍時，該自驅動單元提供一補償電流至該低壓差穩壓單元的輸出端，其中該臨界電壓是為該追蹤電壓產生單元內的一NPN型雙載子電晶體的基射極電壓。
33. 一種快速響應的低壓差穩壓系統，包含：一低壓差穩壓單元，用以根據一參考電壓，產生並輸出一內部輸出電壓；一追蹤電壓產生單元，用以根據該參考電壓，產生一第一追蹤 電壓及一第二追蹤電壓；及一自驅動單元，耦接於該低壓差穩壓單元和該追蹤電壓產生單元，其中當該第一追蹤電壓與該內部輸出電壓的壓差大於一第一臨界電壓的一常數倍時，該自驅動單元提供一第一補償電流至該低壓差穩壓單元的輸出端；當該內部輸出電壓與該第二追蹤電壓的壓差大於一第二臨界電壓的該常數倍時，該自驅動單元從該低壓差穩壓單元的輸出端抽取一第二補償電流，其中該第一臨界電壓是為該追蹤電壓產生單元內的一N型金氧半電晶體的臨界電壓，以及該第二臨界電壓是為該追蹤電壓產生單元內的一P型金氧半電晶體的臨界電壓的絕對值。