[發(fā)明專利]一種超低功耗的動態(tài)補償電路及應用該電路的線性調節(jié)器

有效

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• 申請日: 2010-04-14
• 公開（公告）號: CN101847028A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 徐肯;張建強
• 申請（專利權）人: 廣州市廣晟微電子有限公司
• 主分類號: G05F1/565
• 分類號: G05F1/565
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 李柏林

技術領域

本發(fā)明涉及一種補償電路和一種線性調節(jié)器，特別是一種超低功耗的動態(tài)補償電路及應用該電路的線性調節(jié)器。

背景技術

低壓降線性調節(jié)器(LDO：Low?Drop-out?Regulator)是電源管理芯片的一個重要分支，與開關電源技術相比，低壓降線性調節(jié)器具有結構簡單、成本低、噪聲小、功耗低以及無電磁干擾等優(yōu)點，所以在便攜式電子系統(tǒng)中得到廣泛的應用。

如圖1所示，一個傳統(tǒng)的低壓降線性調節(jié)器由基準產(chǎn)生模塊、誤差放大器、輸出器件和電阻分壓網(wǎng)絡組成，而負載電阻RL和負載電容CL共同組成線性調節(jié)器的負載。基準產(chǎn)生模塊產(chǎn)生一個溫度系數(shù)很小的帶隙(bandgap)基準電壓Vref，而電阻分壓網(wǎng)絡對輸出電壓Vout進行采樣并分壓得到反饋電壓Vfb，Vref和Vfb分別作為誤差放大器的輸入信號，誤差放大器根據(jù)兩輸入信號的大小，改變輸出器件的柵極電壓Vg來調整輸出器件的導通程度，從而保證輸出電壓Vout在各種負載條件下基本不變。

負載電容CL在系統(tǒng)中具有零極點補償?shù)淖饔茫謩e與輸出器件的導通電阻和其本身的等效串聯(lián)電阻(ESR：Equivelent?SeriesResistor)形成一個極點和一個零點。為了保證系統(tǒng)在任何負載的條件下都保持穩(wěn)定，在應用中一般取很大的CL值(uF級)來使得輸出極點為系統(tǒng)的主極點。然而在目前的半導體工藝中，想在芯片中集成一個uF級的電容幾乎是不可能的，所以CL一般采用片外的分立電容來實現(xiàn)，這樣勢必會占用芯片的管腳并且增加電路板的面積和外圍器件的數(shù)目，從而造成系統(tǒng)成本的增加。因此，設計一種既能在所有負載條件下都保持穩(wěn)定，又無需片外負載電容的線性調節(jié)器是很有必要的，也是當今研究的熱點技術。

近年來，已有不少的文獻提出了一些技術來保證無電容型線性調節(jié)器的穩(wěn)定性，主要有采用低導通電阻的輸出器件、密勒補償技術、零點補償技術及有源電容技術等。但是，目前的技術都或多或少存在一些不足之處，如采用低導通電阻的輸出器件的方法，就對工藝要求較高，或者需要采用電荷泵技術而對系統(tǒng)引入較大的噪聲；零點補償技術則要么受成本和精度的限制，要么難以實現(xiàn)真正無電容工作；有源電容技術則電路復雜，而且功耗難以接受，而較常用的密勒補償技術，也往往因為要加入額外的運放而增加電路的復雜度和功耗。

發(fā)明內容

為了解決上述的技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種超低功耗且結構簡單的動態(tài)補償電路。所述動態(tài)補償電路能根據(jù)線性調節(jié)器的輸出負載條件動態(tài)地調整系統(tǒng)中的零點位置，保證系統(tǒng)在各種負載條件下都能穩(wěn)定地工作。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種應用上述超低功耗動態(tài)補償電路的線性調節(jié)器。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種超低功耗的動態(tài)補償電路，包括：

一動態(tài)密勒補償模塊，其用于改變補償?shù)牧泓c位置；

一輸出電流檢測模塊，其用于檢測線性調節(jié)器的輸出電流，并輸出相應的控制信號；

一控制模塊，其根據(jù)輸出電流檢測模塊的輸出信號，產(chǎn)生相應的控制信號，動態(tài)地控制動態(tài)密勒補償模塊，從而改變線性調節(jié)器的補償零點的位置。

進一步，所述動態(tài)密勒補償模塊包括一可變電阻(R_z)和一密勒補償電容(C_c)，所述可變電阻(R_z)和密勒補償電容(C_c)串聯(lián)連接，所述可變電阻(R_z)的控制端與控制模塊的輸出端連接。

進一步，所述動態(tài)密勒補償模塊包括一固定電阻(R_c)、一NMOS管(Mn2)和一密勒補償電容(C_c)，所述固定電阻(R_c)與NMOS管(Mn2)的源極和漏極并聯(lián)后再與密勒補償電容(C_c)串聯(lián)，所述NMOS管(Mn2)的柵極與控制模塊的輸出端連接。

一種應用超低功耗動態(tài)補償電路的線性調節(jié)器，所述線性調節(jié)器的誤差放大器的輸出端和線性調節(jié)器的輸出端之間連接有一超低功耗動態(tài)補償電路。

進一步，所述的線性調節(jié)器的誤差放大器的輸出端還連接有一輸出緩沖器，所述輸出緩沖器的輸入端與超低功耗動態(tài)補償電路的輸入端連接，所述超低功耗動態(tài)補償電路的輸出端與線性調節(jié)器的輸出端連接。