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TWI739521B - 電壓調節系統及其方法 - Google Patents

電壓調節系統及其方法 Download PDF

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TWI739521B
TWI739521B TW109124486A TW109124486A TWI739521B TW I739521 B TWI739521 B TW I739521B TW 109124486 A TW109124486 A TW 109124486A TW 109124486 A TW109124486 A TW 109124486A TW I739521 B TWI739521 B TW I739521B
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Inventor
嘉亮 林
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瑞昱半導體股份有限公司
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Abstract

本案提供一種電壓調節系統及其方法，電壓調節系統包含電壓調節器、偏壓電壓產生器及複數個開關負載電路。電壓調節器被設置以接收第一參考電壓並輸出調節的電壓；偏壓（bias）電壓產生器包含以二極體形式連接的電晶體，被設置以接收偏壓電流並輸出參考閘極電壓；複數個開關負載電路中的每一者包含共汲極（common-drain）電晶體被設置以透過邏輯訊號控制的開關從調節的電壓接收供電，並自參考閘極電壓進行控制，並輸出電源電壓到一負載和去耦合（decoupling）電容器，其中，共汲極電晶體的尺寸係根據負載的電流及偏壓電流之間的比值將以二極體形式連接的電晶體的尺寸做縮放而得。

Description

電壓調節系統及其方法
本案為一種電壓調節系統，特別是一種用以最小化瞬間負載變化造成的電壓突波的電壓調節系統及其方法。
如圖1所示，先前技術的電壓調節系統100包含：電流-電壓轉換器110設置以接收參考電流I REF並輸出參考電壓V REF；電壓調節器120設置以接收參考電壓V REF並輸出調節電壓V REG；以及複數個負載及複數個開關，包含：第一負載131設置以經由第一開關132接收調節電壓V REG，其中第一開關132係由第一控制訊號EN1所控制；第二負載141設置以經由第二開關142接收調節電壓V REG，其中第二開關142係由第二控制訊號EN2所控制；以及以此類推的其他負載及其他開關。在本案中，“ V DD”表示電源供應節點。電流-電壓轉換器110包含電阻器111、112以及電容器113，其中電阻器111作為負載以提供電流-電壓轉換，而電阻器112和電容器113形成低通濾波器。電壓調節器120包含：運算放大器122和NMOS（N通道金屬氧化物半導體）電晶體123設置以形成具有負回授的控制迴路，以使調節電壓V REG追蹤參考電壓V REF。電流-電壓轉換器110和電壓調節器120在先前技術中都是眾所周知的元件，此處不再詳細說明。當第一控制訊號EN1（或第二控制訊號EN2）為生效（asserted）時，第一開關132（第二開關142）導通，以使第一負載131（第二負載141）透過調節電壓V REG上電。當第一控制訊號EN1（或第二控制訊號EN2）為非生效（de-asserted）時，第一開關132（第二開關142）截止以使第一負載131（第二負載141）斷電。根據此操作方式，第一負載131、第二負載141及其他負載可獨立地上電或斷電。此處的第一控制訊號EN1以及第二控制訊號EN2後文又稱作邏輯訊號EN1以及邏輯訊號EN2。
第一負載131、第一開關132及其他負載上發生的瞬間變化可能導致調節電壓V REG出現突波（spike），由於電壓調節器120的控制迴路的速度是有限的，無法足夠快地起作用來進行調節以應對瞬間變化。為了減輕調節電壓V REG上的突波，採用一去耦合電容器151以協助在瞬間變化期間更穩定地維持調節電壓V REG。然而，加入去耦合電容器151將降低電壓調節器120的控制迴路的穩定性。應當理解，無論負載條件如何變化，都必須保證電壓調節器120的穩定性，並且在負載條件發生瞬間變化時，期望調節電壓V REG上所發生的突波很小。這種要求將大幅提升電壓調節器120的設計難度，且通常可能犧牲調節電壓V REG的調節效率。
承前所述，我們所期望的是一種電壓調節系統，其可有效地減緩由突然的負載變化引起的電壓突波。
在一些實施例中，一種系統包含：電壓調節器被設置以接收第一參考電壓並輸出調節電壓；偏壓電壓產生器包含以二極體形式連接的電晶體，偏壓電壓產生器被設置以接收偏壓電流並輸出參考閘極電壓；以及複數個開關負載電路，所述複數個開關負載電路中的每一者包含被設置以自調節電壓接收供電的共汲極電晶體，透過邏輯訊號控制的開關從參考閘極電壓接收控制，並輸出供應電壓到負載且分流到去耦合電容器，其中，共汲極電晶體的尺寸係根據一比值將以二極體形式連接的電晶體的尺寸做縮放而得，所述比值係指負載的電流及偏壓電流之間的比值。
在一些實施例中，一種系統包含：電壓調節器設置以接收第一參考電壓並輸出調節電壓；偏壓電壓產生器設置以接收偏壓電流並輸出參考閘極電壓，偏壓電壓產生器包含串聯連接電阻器及二極體連接NMOS（N通道金屬氧化物半導體）電晶體及低通濾波器；以及複數個開關負載電路，所述複數個開關負載電路中的每一者包含負載、透過邏輯訊號控制的上電開關、去耦合電容器及共汲極NMOS電晶體，其中，共汲極NMOS電晶體的汲極連接至調節電壓，共汲極NMOS電晶體的閘極通過上電開關連接至參考閘極電壓，共汲極NMOS電晶體的源極連接到負載和去耦合電容器，共汲極NMOS電晶體的長度等於二極體連接NMOS電晶體的長度，且共汲極NMOS電晶體的寬度等於二極體連接NMOS電晶體的寬度乘以負載電流與偏壓電流之比值。
在一些實施例中，一種方法包含：納入電壓調節器以根據第一參考電壓輸出調節電壓；納入偏壓電壓產生器以根據偏壓電流輸出參考閘極電壓，偏壓電壓產生器包含串聯連接的電阻器及二極體連接NMOS（Ｎ通道金屬氧化物半導體）電晶體以及低通濾波器；結合複數個開關負載電路，所述複數個開關負載電路中的每一者包含負載、透過邏輯訊號控制的上電開關、去耦合電容器及共汲極NMOS電晶體，其中，共汲極NMOS電晶體的汲極連接至調節電壓，共汲極NMOS電晶體的閘極通過上電開關連接到參考閘極電壓，共汲極NMOS電晶體的源極連接到負載汲去耦合電容器，共汲極NMOS電晶體的長度等於二極體連接NMOS電晶體的長度，且共汲極NMOS電晶體的寬度等於二極體連接NMOS電晶體的寬度乘以負載電流與偏壓電流之比值。
本案關於電壓調節。儘管說明書描述複數個本案之具體示範實施例，其涉及本案之一實施例實施時的較佳模式，但是應該理解，本案之一實施例可藉由多種方式來實現，並不限於下面描述的特定實施範例或特定方式，且特定實施範例或方式具有被實施的任何特徵。 在其他情況下，眾所周知的細節不會被顯示或描述，以避免模糊本案之一實施例之特徵。
本領域之技術人員應理解與本案之一實施例中使用與微電子相關的術語和基本概念，例如，“電壓”、“電流”、“功率”、“互補金屬氧化物半導體（Complementary Metal-Oxide Semiconductor；CMOS）”、“N通道金屬氧化物半導體（N-channel Metal-Oxide Semiconductor；NMOS）電晶體”、“P通道金屬氧化物半導體（P-channel Metal-Oxide Semiconductor； PMOS）電晶體”、“電阻器”、“電容器”、“開關”、“去耦合”、“低通濾波器”、“運算放大器”及“負回授”。這些術語用於微電子學的背景中，並且相關概念對於本領域之技術人員來說是顯而易見的，因此不會在這裡詳細解釋。
本領域之技術人員亦可識別電容器符號及接地符號，可識別PMOS電晶體和NMOS電晶體的MOS（金屬氧化物半導體）電晶體符號，並識別其“源極（source）”、“閘極（gate）”和“汲極（drain）”端子。本領域技術人員可閱讀包含電容器、NMOS電晶體和PMOS電晶體的電路示意圖，並且不需要在示意圖中對一電晶體如何與另一電晶體進行連接的詳細描述。本領域之技術人員理解“共汲極（common-drain）”電路的概念，不需要解釋。本領域技術人員亦可理解諸如微米（
Figure 02_image001
）、奈米（nm）、皮法拉（pF）、百萬歐姆（MOhm）、微安培（
Figure 02_image003
）及毫安培（
Figure 02_image005
）之類的單位。本領域技術人員理解歐姆定律（Ohm’s law），不需解釋。
在本案之一實施例中，“訊號”是承載某些訊息的電壓或電流。
從工程角度來呈現本案之一實施例， 例如，“X等於Y”表示“X和Y之間的差值小於一特定的工程公差”。
在本案之一實施例中，V DD定義為電源供應節點（power supply node），後也用以表示電源供應節點輸出之電壓（稱電源供應電壓V DD或電壓V DD）。
邏輯訊號是具有兩種狀態的電壓訊號：“生效（asserted）”狀態和“非生效（de-asserted）”狀態。開關（switch）是受邏輯訊號控制的裝置；所述開關近似為短路（short）電路並在邏輯訊號生效時被稱為導通（turned on），並且近似為開路（open）電路並當邏輯訊號非生效時被稱為截止（turned off）。開關可透過NMOS電晶體實現，其中邏輯訊號控制NMOS電晶體的閘極，並且NMOS電晶體的源極和汲極形成兩個輸入/輸出端子。
如果第一邏輯訊號和第二邏輯訊號總是處於相反的狀態，則第一邏輯訊號被稱為第二邏輯訊號的邏輯反轉（logical inversion）。即，當第一邏輯訊號生效時，第二邏輯訊號非生效，當第一邏輯訊號非生效時，第二邏輯訊號生效。當第一邏輯訊號被認為是第二邏輯訊號的邏輯反轉時，第一邏輯訊號及第二邏輯訊號被認為是彼此互補。
“以二極體形式連接的NMOS電晶體”是以其閘極連接到其汲極的拓撲結構設置的NMOS電晶體。
“去耦合電容器”是設置以將供應電壓維持在節點處的電容器，從而當從節點汲取的電流突然變化時，供應電壓穩定並且不具有大的突波（spike）。
“共汲極NMOS電晶體”是在拓撲結構中設置的NMOS電晶體，其中在其汲極處的電壓基本上為固定的，在其閘極處接收輸入，並且從其源極輸出輸出。
當閘極-源極電壓低於閾值電壓時，NMOS電晶體截止；當閘極-源極電壓高於閾值電壓時，NMOS電晶體導通。“過驅動（over-drive）”電壓是閘極-源極電壓減去閾值電壓。NMOS電晶體的電流取決於NMOS電晶體的過驅動電壓、寬度和長度。
電路是電晶體、電容器、電阻器、開關和/或以某些方式相互連接的其他電子裝置的集合。
根據本案之一些實施例的電壓調節系統200的示意圖包含：電壓調節器220設置以根據第一參考電壓V R1輸出調節電壓V R；偏壓（bias）電壓產生器210設置以接收偏壓電流I B並輸出參考閘極電壓V G；複數個開關負載電路包含第一開關負載電路230、第二開關負載電路240等設置以從調節電壓V R接收供電並根據參考閘極電壓V G建立偏壓。第一開關負載電路230（第二開關負載電路240）包含透過邏輯訊號EN1（邏輯訊號EN2）控制的上電開關231（上電開關241）、共汲極NMOS（N通道金屬氧化物半導體）電晶體232（電晶體242）、負載233（負載243）及去耦合電容器235（去耦合電容器245）。在另一些實施例中，第一開關負載電路230（第二開關負載電路240）更包含透過互補邏輯訊號EB1（互補邏輯訊號EB2）控制的斷電開關234（斷電開關244），其互補邏輯訊號EB1（互補邏輯訊號EB2）為邏輯訊號EN1（邏輯訊號EN2）的邏輯反相。
電壓調節器220包含NMOS電晶體222及運算放大器221。NMOS電晶體222被稱為功率電晶體，因為它向所述複數個開關負載電路230、240等供電。運算放大器221和NMOS電晶體222設置以形成具有負回授的控制迴路，以使調節電壓V R近似等於第一參考電壓V R1。可以視需要進行補償（例如，透過使用未在圖2中示出但對於本領域技術人員顯而易見的並聯電容器以設置來將運算放大器221的輸出分流（shunt）到電源供應節點“ V DD”或接地之一者），以確保控制迴路的穩定性。在控制系統的上下文中，電壓調節器220以及“運算放大器”、“控制迴路”、“負回授”、“穩定性”及“補償”的概念對於本領域技術人員而言是眾所周知的，因此這裡不再詳細描述。在替代的另一些實施例中，功率電晶體即PMOS（P通道金屬氧化物半導體）電晶體替換NMOS電晶體222，並且運算放大器221的“ +”和“-”端子交換，從而保留負回授。所述替代實施例中，對於補償以確保穩定性的需求在先前技術中也是眾所周知的，因此不再詳細描述。
偏壓電壓產生器210包含一個以二極體形式連接的NMOS電晶體211、兩個電阻器212、213及一個電容器214。為了簡潔起見，以下將以二極體形式連接的NMOS電晶體211簡稱為NMOS電晶體211。偏壓電流I B經由NMOS電晶體211流到電阻器212，從而建立第二參考電壓V R2。應用歐姆定律可做到：
V R2=I B．R 212（公式1）
在此，R 212表示電阻器212的電阻值。偏壓電壓V B在NMOS電晶體211的閘極處建立，可用以下等式表示：
V B= V R2+V TH211+ V OD211（公式2）
在此，“ V TH211”為NMOS電晶體211的閾值電壓，而V OD211是NMOS電晶體211的過驅動電壓，其取決於NMOS電晶體211的偏壓電流I B、寬度及長度。電阻器213和電容器214形成低通濾波器，從而參考閘極電壓V G近似等於偏壓電壓V B但雜訊較小。因此，參考閘極電壓V G可以下公式表示：
V G≌ V R2+V TH211+ V OD211（公式3）
在第一開關負載電路230中，共汲極NMOS電晶體232的閘極經由上電開關231連接至參考閘極電壓V G，並經由斷電開關234連接至接地。為了簡潔起見，以下將共汲極NMOS電晶體232簡稱為NMOS電晶體232。在此， NMOS電晶體232閘極的電壓透過電壓V G1表示，NMOS電晶體232源極的電壓透過電壓V S1表示，透過NMOS電晶體232輸出的源電流由電流I S1表示，並且透過負載233汲取的負載電流由負載電流I L1表示。當邏輯訊號EN1非生效時，互補邏輯訊號EB1為生效，上電開關231斷開以將電壓V G1與閘極電壓V G斷開，而斷電開關234導通以將電壓V G1拉至接地；在這種情況下，NMOS電晶體232關閉（shut off），從而使電流I S1為零；因此，電壓V S1透過負載電流I L1拉低並最終下降至接地，負載電流I L1不可維持，且也必須降至零；結果，負載233斷電。當邏輯訊號EN1為生效，從而互補邏輯訊號EB1非生效時，導通上電開關231將電壓V G1拉（pull）至閘極電壓V G，同時截止斷電開關234以斷開電壓V G1與地面的連接；在此種情況下，NMOS電晶體232導通以輸出源極電流I S1，從而當負載電流I L1透過負載233汲取時可維持電壓V S1。電壓V S1可用以下公式表示：
V S1≌V G-V TH232-V OD232= V R2+V TH211+ V OD211-V TH232- V OD232（公式4）
在此，“ V TH232”是NMOS電晶體232的閾值電壓，V OD232是NMOS電晶體232的過驅動電壓，其取決於NMOS電晶體232的源極電流I S1、寬度和長度。在一個實施例中，NMOS電晶體232和NMOS電晶體211具有相同長度和相同閾值電壓，即，V TH211等於V TH232。
在一些實施例中，NMOS電晶體232的寬度透過電流I L1根據以下等式決定：
W 232= W 211．I L1/ I B（公式5）
在此，W 232是NMOS電晶體232的寬度，W 211是NMOS電晶體211的寬度。去耦合電容器235用於使電壓V S1更穩定，並在電流I L1突然變化時減小突波。在穩定狀態下，電流I S1近似等於電流I L1。 根據公式5，一公式如下：
W 232≌ W 211．I S1/ I B（公式6）
公式6表明NMOS電晶體211和NMOS電晶體232具有相同電流密度（每單位寬度的電流）。由於NMOS電晶體211和NMOS電晶體232也具有相同的長度，因此NMOS電晶體211和NMOS電晶體232必須具有相同的過驅動電壓。即，V OD211等於V OD232。 因此，公式4可簡化為：
V S1≌ V R2（公式7）
如此，電壓V S1（用於負載233的供應電壓）近似等於第二參考電壓V R2，因此，負載233的供應電壓被調節。
第二開關負載電路240在功能上與第一開關負載電路230相同，而將上電開關231替換為上電開關241，NMOS電晶體232替換為NMOS電晶體242，將斷電開關234替換為斷電開關244，將負載233替換為負載243，去耦合電容器235替換為去耦合電容器245，邏輯訊號EN1替換為邏輯訊號EN2，互補邏輯訊號EB1替換為互補邏輯訊號EB2，電壓V G1替換為電壓V G2，電流I S1替換為電流I S2，電流I L1替換為電流I L2。NMOS電晶體242和NMOS電晶體211具有相同長度，並且NMOS電晶體242的寬度透過電流I L2根據以下公式決定：
W 242≌ W 211．I L2/ I B（公式8）
在此，W 242是NMOS電晶體242的寬度。依照與第一開關負載電路230情況相同的原理，可得出：
V S2≌ V R2（公式9）
如此，開關負載電路230、240等的每一開關電路可獨立地上電或斷電，且當其上電時，其負載透過調節的供應電壓供應，且近似等於第二參考電壓V R2。
電壓調節系統200相對於先前技術的電壓調節系統100的優點在於用於減輕負載的電源電壓的突波，使之與電壓調節器220不直接耦合，因此不影響電壓調節器220的穩定性。例如，去耦合電容器235可有效地減輕電壓V S1的突波，但是由於NMOS電晶體232提供反向隔離（reverse isolation）而不與電壓調節器220直接耦合。另一個優點是：負載的供應電壓對電源供應電壓V DD非常不敏感，因為有兩層隔離：一層由電壓調節器220提供，另一層由共汲極電晶體提供。
作為示例而非限制，在一些實施例中：使用28nm CMOS處理在矽基板上製造電壓調節系統200；電壓V DD為1.35V；第一參考電壓V R1為1.2V；偏壓電流I B為100微安培（µA）； R 212為10千歐姆（KOhm）; 電阻器213為1百萬歐姆（MOhm）；電容器214為10皮法拉（pF）；NMOS電晶體211的寬度/長度為20微米（µm）/250奈米（nm）；電流I L1為1毫安培（mA）；NMOS電晶體232的寬度/長度是200µm/ 250nm； 去耦合電容器235為5pF；電流I L2為2mA；NMOS電晶體232的寬度/長度為400µm/250nm；去耦合電容器245為10pF。
在另一些實施例中，電壓調節系統200還包含功率切斷（power cut）開關250，功率切斷開關250（後簡稱斷電開關250）以設置來根據附加邏輯訊號EPC將調節電壓V R連接到另一電源供應節點“ V DD2” （稱電源供應節點V DD2或電壓V DD2）。當附加邏輯訊號EPC為生效時，電壓調節系統200處於斷電模式，其中，調節電壓V R通過斷電開關250拉至電壓V DD2，並且必須禁能電壓調節器220以防止電壓調節器220與斷電開關250之間發生爭奪（contention）。禁能（disabling）電壓調節器220可透過各種方式來實現，例如，將運算放大器221斷電或將第一參考電壓V R1設置為零。在此種斷電模式下，每一開關負載電路（例如第一開關負載電路230）中的共汲極電晶體（例如NMOS電晶體232）仍可為負載（例如負載233處的電壓V S1）的電壓提供電壓調節。儘管此斷電模式可以提供較少的電壓調節，但由於禁能了電壓調節器220，因此可會節省功率。換句話說，此架構允許在功耗和電壓調節之間進行權衡。在一些實施例中，電源供應節點V DD2及電源供應節點V DD為相同的電源供應節點，即電源供應節點V DD2及電源供應節點V DD電性短路。
以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟悉此項技術者能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。
100:電壓調節系統 110:電流-電壓轉換器 111:電阻器 112:電阻器 113:電容器 120:電壓調節器 122:運算放大器 123:NMOS電晶體 131:第一負載 132:第一開關 141:第二負載 142:第二開關 151:去耦合電容器 200:電壓調節系統 210:偏壓電壓產生器 211:NMOS電晶體 212:電阻器 213:電阻器 214:電容器 220:電壓調節器 221:運算放大器 222:NMOS電晶體 230:第一開關負載電路 231:上電開關 232:共汲極NMOS電晶體 233:負載 234:斷電開關 235:去耦合電容器 240:第二開關負載電路 241:上電開關 242:NMOS電晶體 243:負載 244:斷電開關 245:去耦合電容器 250:功率切斷開關 EB1:互補邏輯訊號 EB2:互補邏輯訊號 EN1:第一控制訊號 EN2:第二控制訊號 EPC:邏輯訊號 V REG:調節電壓 V REF:參考電壓 V DD:電源供應節點 V DD2:電源供應節點 V G:閘極電壓 V G1:電壓 V G2:電壓 V R:調節電壓 V R1:第一參考電壓 V R2:第二參考電壓 V S1:電壓 V S2:電壓 V B:偏壓電壓 I B:偏壓電流 I REF:參考電流 I S1:電流 I S2:電流 I L1:電流 I L2:電流
[圖1] 為先前技術之電壓調節系統的示意圖。 [圖2] 為根據本案電壓調節系統之一實施例的示意圖。
200:電壓調節系統
210:偏壓電壓產生器
211:NMOS電晶體
212:電阻器
213:電阻器
214:電容器
220:電壓調節器
221:運算放大器
222:NMOS電晶體
230:第一開關負載電路
231:上電開關
232:共汲極NMOS電晶體
233:負載
234:斷電開關
235:去耦合電容器
240:第二開關負載電路
241:上電開關
242:NMOS電晶體
243:負載
244:斷電開關
245:去耦合電容器
250:功率切斷開關
VDD:電源供應節點
VDD2:電源供應節點
VG:閘極電壓
VG1:電壓
VG2:電壓
VR:調節電壓
VR1:第一參考電壓
VR2:第二參考電壓
VS1:電壓
VS2:電壓
VB:偏壓電壓
IB:偏壓電流
IS1:電流
IS2:電流
IL1:電流
IL2:電流
EPC:邏輯訊號
EB1:互補邏輯訊號
EB2:互補邏輯訊號
EN1:第一控制訊號
EN2:第二控制訊號

Claims (10)

  1. 一種電壓調節系統，包含：一電壓調節器，設置以接收一第一參考電壓並輸出一調節電壓；一偏壓電壓產生器，包含：一以二極體形式連接的電晶體，設置以接收一偏壓電流並輸出一參考閘極電壓；及複數個開關負載電路，該些開關負載電路中之每一者包含：一共汲極電晶體，設置以自該調節電壓接收供電，該共汲極電晶體經由透過一邏輯訊號控制的一開關自該參考閘極電壓接收控制，並輸出一供應電壓至一負載且分流至一去耦合電容器，其中，該共汲極電晶體的寬度係根據一比值將該以二極體形式連接的電晶體的寬度做縮放而得，該比值係指該負載的一電流及該偏壓電流之間的比值。
  2. 如請求項1所述之電壓調節系統，其中，該電壓調節器包含一功率電晶體及一運算放大器，該運算放大器設置以形成具有負回授之一控制迴路，以使該調節電壓近似等於該第一參考電壓。
  3. 如請求項1所述之電壓調節系統，其中，該偏壓電壓產生器更包含與該以二極體形式連接的電晶體串聯連接的一電阻器以建立一偏置電壓，該偏壓電壓等於該以二極體形式連接的電晶體的一閾值電壓加上該以二極體形式連接的電晶體的一過驅動電壓加上一偏置電流與該電阻器之電阻值的乘積。
  4. 如請求項3所述之電壓調節系統，其中，該偏壓電壓產生器更包含一低通濾波器，該低通濾波器設置以將該偏壓電壓濾波為該參考 閘極電壓，該共汲極電晶體的長度等於該以二極體形式連接的電晶體的長度，該共汲極電晶體的寬度等於該以二極體形式連接的電晶體的寬度乘以該負載的該電流與該偏壓電流之間的該比值。
  5. 如請求項1所述之電壓調節系統，其中，該開關負載電路更包含透過一互補邏輯訊號控制的一附加開關，該附加開關設置以在該互補邏輯訊號生效時將該共汲極電晶體的閘極拉至接地。
  6. 一種電壓調節系統，包含：一電壓調節器，設置以接收一第一參考電壓並輸出一調節電壓；一偏壓電壓產生器，設置以接收一偏壓電流並輸出一參考閘極電壓，該偏壓電壓產生器包含串聯連接的一電阻器及一二極體連接NMOS(N通道金屬氧化物半導體)電晶體及一低通濾波器；及複數個開關負載電路，該些開關負載電路中之每一者包含：一負載；一上電開關，透過一邏輯訊號控制；一去耦合電容器；及一共汲極NMOS電晶體，其中，該共汲極NMOS電晶體的汲極連接至該調節電壓，該共汲極NMOS電晶體的閘極經由該上電開關連接至該參考閘極電壓，該共汲極NMOS電晶體的源極連接至該負載及該去耦合電容器，該共汲極NMOS電晶體的長度等於該二極體連接NMOS電晶體的長度，並且，該共汲極NMOS電晶體的寬度等於該二極體連接NMOS電晶體的寬度乘以該負載電流與偏壓電流之間的一比值。
  7. 一種電壓調節方法，包含： 納入一電壓調節器，以根據一第一參考電壓輸出一調節電壓；納入一偏壓電壓產生器，以根據一偏壓電流輸出一參考閘極電壓，該偏壓電壓產生器包含串聯連接的一電阻器及一二極體連接NMOS(N通道金屬氧化物半導體)電晶體及一低通濾波器；及納入複數個開關負載電壓，該些開關負載電壓中之每一者包含一負載、透過一邏輯訊號控制的一上電開關、一去耦合電容器及一共汲極NMOS電晶體，其中，該共汲極NMOS電晶體的汲極連接至該調節電壓，該共汲極NMOS電晶體的閘極通過該上電開關連接至該參考閘極電壓，該共汲極NMOS電晶體的源極連接至該負載及該去耦合電容器，該共汲極NMOS電晶體的長度等於該二極體連接NMOS電晶體的長度，並且，該共汲極NMOS電晶體的寬度等於該二極體連接NMOS電晶體的寬度乘以該負載電流與偏壓電流之間的一比值。
  8. 如請求項7所述之電壓調節方法，其中，該電壓調節器包含一功率電晶體及設置以形成具有負回授的一控制迴路，以使該調節電壓近似等於該第一參考電壓。
  9. 如請求項7所述之電壓調節方法，其中，該電阻器及該二極體串聯連接建立一偏壓電壓，該偏壓電壓等於該以二極體形式連接的電晶體的一閾值電壓加上該以二極體形式連接的電晶體的一過驅動電壓加上一偏置電流與該電阻器之電阻值的乘積。
  10. 如請求項7所述之電壓調節方法，其中，該低通濾波器設置以將該偏壓電壓濾波至該參考閘極電壓。
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