[發明專利]壓控零點補償電路

有效

• 申請號: 201110441010.5
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN103176494A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 趙祁
• 申請（專利權）人: 聯芯科技有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 石湘波

技術領域

本發明涉及一種壓控零點補償電路，特別是涉及一種用于實現LDO穩定性的壓控零點補償電路。

背景技術

一般來說，LDO(low?dropout?regulator，低壓差線性穩壓器)電路的頻率穩定性取決于誤差放大器和頻率補償網絡。對于1uf～10uf的穩壓電容，傳統的LDO電路采用源跟隨器作為中間級，利用源跟隨器的低輸出阻抗隔開高增益誤差放大器和驅動管柵極寄生電容形成的低頻極點，因此源跟隨器具有需要消耗大量電流才能將驅動管柵極點推到高頻的缺點，同時源跟隨器作為中間級，存在NMOS源跟隨器引起驅動管在小負載時無法完全關閉、PMOS源跟隨器引起驅動管在大負載時無法完全打開的缺點。

所以對于大電容負載LDO電路，往往需要利用頻率補償技術來實現LDO的穩定性，目前采用最多的就是零點補償技術，零點補償技術主要通過在電路內部產生零點抵消極點的方法實現LDO穩定，現有技術最常采用的就是壓控零點補償技術。

圖1為現有技術中一種具有壓控零點補償技術的LDO的電路原理圖。Vout和Vfb分別為LDO的輸出電壓和反饋電壓，R1和R2分別為LDO的反饋電阻，Rp和Cp分別為誤差放大器101(跨導為gm)的輸出寄生電阻和輸出寄生電容，RL和CL分別為LDO的輸出電阻和輸出電容，壓控零點補償電路102連接LDO的輸出電壓Vout和反饋電壓Vfb，其基本工作原理是利用LDO輸出電壓Vout和反饋電容C產生一股壓控電流源i＝SCVout流入LDO反饋電阻，使補償電容C和反饋電阻R2產生一個左半平面零點Z用于補償誤差放大器101的輸出極點，以改善LDO頻率穩定性，然而采用該壓控零點補償技術產生零點Z的同時，LDO環路中還增加了一個壓控零點補償電路內部極點P，這個內部極點P通常在LDO帶內幾百KHz處降低LDO的穩定性。

Z=1R2C]]>

p=gmxC]]>

圖2為圖1中的壓控零點補償電路的電路示意圖。如圖2所示，輔助放大器A將極點P推到高頻降低對LDO主環路穩定性的影響。圖2之壓控零點補償電路的基本工作原理是源跟隨器Mx和輔助放大器形成反饋，將NMOS管源跟隨器Mx的跨導gmx增大了A倍，將極點P推向高頻，圖中Rx和Cx分別為輔助放大器的輸出寄生電阻電容，IB為補償電路提供偏置電流，通過將偏置電流的鏡像比例倍增m(mIB)，即：將流入LDO反饋電阻的壓控電流增大到mSCVout，實現了零點頻率降低m倍，換句話說，在得到相同零點情況下降低了補償電容C取值，進一步提高了內部極點P。例如對于R2＝200K，C1＝5pf，得到補償零點Z1＝200KHz小于GBW，寄生極點P1＝10MHz大于GBW，能夠起到補償作用。可見，采用圖2之壓控零點補償技術后，零點被推向低頻，極點被推向高頻，優化了補償效果，同時采用cascode結構偏置電流提高補償電路的輸出阻抗，使補償電路輸出阻抗與反饋電阻并聯后，更多的電流流入反饋電阻，降低了壓控零點補償電路對主環路的影響。

然而，采用上述壓控零點補償技術卻也存在如下不足：由于輔助放大器的靜態工作點限制了LDO的輸出電壓范圍，該壓控零點補償技術只適用于輸出電壓較高的LDO，同時該壓控零點補償技術沒有考慮壓控零點補償電路對PSRR(Power?Supply?Rejection?Ratio，電源抑制比)的影響以及電流鏡鏡像極點對電路穩定性的影響。

發明內容

為克服上述現有技術的上述缺點，本發明的主要目的在于提供一種壓控零點頻率補償電路，其能夠應用于各種輸出電壓范圍的高性能大驅動能力LDO，并使得采用本發明后的中頻段PSRR得到了提高。