[發明專利]低壓差線性穩壓器

無效

• 申請號: 201310089540.7
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN103135648A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 于奇;李鵬;王成碧;陳文斌;顏義民;左迪虎;寧寧
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 劉世平

技術領域

本發明涉及集成電路，具體的講是一種快速響應的低壓差線性穩壓器（Low?Dropout?Regulator，LDO）的電路結構。

背景技術

隨著電子技術的飛速發展，各種便攜式電子對多媒體數據流、音頻播放、更清晰的顯示及更多娛樂等需求不斷提升，高效的電源管理方案顯得越來越重要。低壓差線性穩壓器（LDO）因其成本低、封裝容易、外圍設備少、超低的噪聲、高電源抑制比和微功耗等特性成為極具競爭力的電源解決方案之一。

傳統的LDO如圖1所示，包含了參考電壓單元Vref、誤差放大器EA、反饋電路100，外接電容C，穩壓器的輸出端Vout以及輸入電源Vin。

其中，參考電壓單元Vref為帶隙基準電路。反饋電路100由反饋串聯的電阻R1和電阻R2、PMOS調整管MP組成。

反饋信號Vfb取自于電阻R1和電阻R2之間，并且接到誤差放大器EA的正向輸入端。因為PMOS調整管本身就是反向放大器，所以反饋信號接到誤差放大器EA的正向輸入端構成負反饋環路。帶隙基準產生的參考電壓接到誤差放大器EA負向輸入端。誤差放大器EA的輸出接到PMOS調整管的柵極。PMOS調整管MP的源極作為輸入，接到輸入電源Vin端，漏極與外接電容C的一端一起接到LDO的穩壓器的輸出端Vout。誤差放大器EA、P型場效應管MP和反饋電阻R1、R2一起組成了LDO的負反饋環路，用來穩定輸出電壓。如果忽略LDO的增益誤差，可以得到輸出電壓：

Vout=Vref×(R1+R2R2)]]>

當負載電流由輕載跳到重載或者由重載跳到輕載，即負載電流由小突然變大或者由大突然減小，由于跳變時間短，而LDO的帶寬有限，在輸出端會產生電壓過沖，而且輸出從波動到穩定需要的時間會比較久，LDO本身的負反饋環路和有限的輸出帶寬以無法快速穩定輸電電壓，從而會使后一級電路無法正常工作。

目前，業界出了許多提高LDO瞬態響應的方案，比如采用BUFFER（緩存）級擴展帶寬等，這些方案雖然能到達一定的效果，但他們的缺陷是電路結構比較復雜，且增加了額外的功耗。

發明內容

本發明提供了一種低壓差線性穩壓器，為了解決低壓差線性穩壓器負載跳變時所引起輸出電壓跳變波動過大并且從波動到穩定時間過長的問題，同時盡可能的簡化電路結構和減少功耗的增加。

本發明的低壓差線性穩壓器，包括反饋電路和與誤差放大器負極連接的參考電壓單元，在反饋電路中具有第一導通元件，所述第一導通元件的控制端與誤差放大器的輸出端連接，第一導通元件的輸入端接電源，輸出端連接所述穩壓器的輸出端，在穩壓器的輸出端和地之間還并聯有電阻支路和外接的電容支路，在電阻支路中有串聯的第一電阻和第二電阻，從第一電阻和第二電阻之間抽頭出反饋信號連接至所述誤差放大器的正極，在電容支路中有電容，穩壓器的輸出端還與第二導通元件的輸入端連接，第二導通元件的控制端連接至誤差放大器的輸出端，并且第二導通元件的輸出端通過第三電阻接地。

當LDO（低壓差線性穩壓器）的負載電流在短時間內發生較大的增大時，會使輸出電壓迅速降低，反饋電壓也會迅速降低，通過誤差放大器放大變化的信號，誤差放大器輸出端也會降低，即第一導通元件的控制端電壓和第二導通元件的控制端電壓降低。此時，流過第一導通元件的電流增大，流過第二導通元件的電流減小，第一導通元件增大的電流和第二導通元件減小的電流同時流進到了穩壓器的輸出端，補償了負載電流增大所消耗的電流，兩個導通元件同時抑制了負載電流在短時間內增大而引起輸出電壓降低，加速了穩壓器輸出電壓的穩定。