[發明專利]一種可數控的低噪聲高電源紋波抑制低壓差穩壓器

有效

• 申請號: 201010147896.8
• 申請日: 2010-04-16
• 公開（公告）號: CN101881983A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 羅可欣;張龍;牟英良;王佳;張國先;解學明;陳琳
• 申請（專利權）人: 北京利云技術開發公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術領域

本發明涉及一種可數控的低噪聲高電源紋波抑制低壓差穩壓器，屬于集成電路技術領域。

背景技術

在集成有模擬和數字電路的片上系統(以下簡稱SOC)中，尤其是在具有射頻、模擬和數字的片上SOC系統中，存在以下三個原因需要片上低壓差穩壓器(以下簡稱LDO)。首先，模擬電路和數字電路可能需要不同的電源電壓，并且這兩者的電壓和片外電源能夠提供的電壓可能并不吻合，因此需要片上LDO來給系統內部不同模塊提高不同的片上電壓。其次，在SOC系統中如果沒有片上LDO，電源電壓的噪聲將非常的大，因此需要具有低噪聲電壓輸出的片上LDO來提供干靜的電源電壓。最后，在片上SOC系統中，如果沒有LDO，那么不同模塊之間通過電源線的串擾非常之大，因此需要具有高電源紋波抑制的片上LDO來阻斷片上不同模塊之間通過電源線的串擾。

另外，至少存在以下兩點原因需要片上LDO具有輸出具有數控可調節的功能。首先，如果片上LDO輸入電壓能夠數控調節，那么對于由該LDO提供電源電壓的模塊來說，具有更大的設計、測試的靈活性。其次，通常能夠為LDO提供低噪聲參考電壓的電路，都是容易受到工藝、溫度等條件的影響，因此需要片上LDO的輸出具有數控調節功能，從而能夠校準片上LDO保證其輸出電壓的精度。

發明內容

本發明的目的是提出一種可數控的低噪聲高電源紋波抑制低壓差穩壓器，采用MOS管閾值電壓(以下簡稱Vth)倍乘器的電路來提供誤差放大器的參考電壓，該Vth倍乘器能夠提供低噪聲的參考電壓，從而保證片上LDO輸出一個低噪聲的電壓。

本發明提出的可數控的低噪聲高電源紋波抑制低壓差穩壓器，包括：

參考電壓產生電路，由外部電源供電的偏置電路、低壓差穩壓器輸出電壓供電的偏置電路、偏置電流切換電路和數控調節電路組成，其中所述的外部電源供電的偏置電路用于產生第一偏置電流，所述的低壓差穩壓器輸出電壓供電的偏置電路用于產生第二偏置電流，所述的數控調節電路根據用戶對低壓差穩壓器輸出電壓的要求產生一個調節信號，所述的偏置電流切換電路用于根據數控調節電路的控制信號對第一偏置電流和第二偏置電流進行選擇后產生第一偏置電壓、第二偏置電壓和一個參考電壓；

誤差放大器，由第一誤差放大器和第二誤差放大器組成，第一誤差放大器和第二誤差放大器的輸出端相連，其中所述的第一誤差放大器由外部電源供電，用于接受來自參考電壓產生電路產生的第一偏置電壓和參考電壓，以及來自低壓差穩壓器輸出電路的反饋電壓，并且對參考電壓和反饋電壓進行比較和放大，得到誤差放大器的輸出電壓，其中所述的第二誤差放大器由低壓差穩壓器輸出電壓供電，用于接受來自參考電壓產生電路產生的第二偏置電壓和參考電壓，以及來自低壓差穩壓器輸出電路的反饋電壓，并且對參考電壓和反饋電壓進行比較和放大，得到誤差放大器的輸出電壓；

低壓差穩壓器輸出電路，由大PMOS管、頻率補償電路、電阻分壓電路和電源濾波電路組成，其中所述的大PMOS管的源極與外部電源相連，大PMOS管的柵極與誤差放大器的輸出電壓相連，大PMOS管的漏極同時與低壓差穩壓器的輸出端、電源濾波電路、頻率補償電路的輸入端和電阻分壓電路的輸入端相連，其中所述的頻率補償電路的輸出端同時與電阻分壓電路的輸出端和誤差放大器相連，用于保證低壓差穩壓器反饋電壓的穩定，其中所述的電阻分壓電路用于從低壓差穩壓器的輸出電壓中分出反饋電壓，其中所述的電源濾波電路用于低壓差穩壓器輸出電壓進行濾波。

本發明提出的可數控的低噪聲高電源紋波抑制低壓差穩壓器，所設計的LDO通過控制Vth倍乘器中的電阻來控制片上LDO的參考電壓，從而能夠數控調節片上LDO的輸出電壓。數控調節功能能保證LDO在不同的工作條件下，使輸出電壓更好地滿足設計要求。本發明所設計的LDO為保證其高電源紋波抑制，在LDO上電之初，當LDO輸出電壓建立到一定幅度之后，該LDO通過一種模擬的電流切換電路，使得原本由外部電源供電的LDO的參考電壓電路和部分誤差放大器中電路的電源由原來的外部電源切換到片上LDO的輸出。因此本發明具有優良的電源紋波抑制性能。

附圖說明

圖1是本發明提出的可數控的低噪聲高電源紋波抑制低壓差穩壓器的結構框圖。

圖2是圖1中偏置電路的一種實施方式。

圖3是圖1中偏置電流切換電路的一種具體實現形式。

圖4是圖1中誤差放大器的一種具體實現形式。

圖5是圖1中低壓差穩壓器輸出電路的一種具體實現形式。

具體實施方式