[發明專利]集成擺率增強電路的低壓差線性穩壓器

有效

• 申請號: 201310353916.0
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103399608A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 劉洋;陳講重;寧應堂;汪鵬;徐汝云;于奇
• 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

本發明涉及電源管理技術，特別涉及低壓差線性穩壓器的技術。

背景技術

低壓差線性穩壓器（LDO，Low?Dropout?Regulator）是電源管理領域中的一類重要電路，具有輸出噪聲小、成本低、結構簡單、低功耗等優點，廣泛應用于電子系統中。隨著很多便攜式電子系統對電源要求的不斷提高，傳統的LDO已不能滿足人們對芯片噪聲、電源抑制、瞬態性能等指標的要求。因而，高性能LDO的研究成了電源管理領域的研究熱點。

如圖1所示，典型的LDO電路一般由基準電壓源Vref、誤差放大器、電源電壓輸入端VDD、調整管Mp及電阻反饋電路構成，誤差放大器的正相輸入端與電阻反饋電路連接，反相輸入端與基準電壓源Vref連接，輸出端與調整管Mp的柵極連接，調整管Mp的漏極為輸出端，并與電阻反饋電路連接，調整管Mp的源極與電源電壓輸入端VDD連接，具體的，電阻反饋電路包括第一電阻R1及第二電阻R2，第一電阻R1的一端與第二電阻R2的一端連接，并與誤差放大器的正相輸入端連接，第一電阻R1的另一端與輸出端連接，第二電阻的另一端與地線連接，調整管Mp一般采用MOS管，如PMOS管，使用時，負載RL一般跨接在輸出端與地線之間，片外電容CL與負載并聯，其原理是通過帶隙基準源產生的穩定電壓以及負反饋控制環路得到基本不隨環境變化的輸出電壓。為了提高帶負載能力，一般調整管Mp的面積很大，從而在調整管Mp柵極形成數十pF的寄生電容，同時為降低LDO的功耗，靜態工作電流很小，從而對調整管Mp柵極充放電將比較緩慢，在輸出電流跳變時，輸出電壓將產生大的上沖、下沖電壓尖峰，同時電壓恢復穩定時間也將比較長。

近年來，論文中出現很多高電源抑制比LDO解決方案，但是大都以增加電路復雜度、減低負載能力和增加輸出電壓噪聲等為代價。

發明內容

本發明的目的是要克服目前低壓差線性穩壓器大都以增加電路復雜度、減低負載能力和增加輸出電壓噪聲等為代價解決輸出電壓產生電壓尖峰的缺點，提供一種集成擺率增強電路的低壓差線性穩壓器。

本發明解決其技術問題，采用的技術方案是，集成擺率增強電路的低壓差線性穩壓器，包括基準電壓源、誤差放大器、電源電壓輸入端、調整管及電阻反饋電路，其特征在于，還包括擺率增強電路及補償電容，所述誤差放大器的反相輸入端與基準電壓源連接，正相輸入端與電阻反饋電路連接，輸出端與擺率增強電路的輸入端連接，擺率增強電路的輸出端與調整管的柵極連接，調整管的漏極為輸出端，并與電阻反饋電路連接，調整管的源極與電源電壓輸入端連接，補償電容的一端與誤差放大器的正相輸入端連接，補償電容的另一端與輸出端連接。

具體的，所述誤差放大器包括偏置電壓輸入端、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第一NMOS管及第二NMOS管，所述第一PMOS管的柵極與偏置電壓輸入端連接，其源極與電源電壓輸入端連接，第二PMOS管的柵極為誤差放大器的正相輸入端，其源極與第一PMOS管的漏極連接，并與第三PMOS管的源極連接，第三PMOS管的柵極為誤差放大器的反相輸入端，第一NMOS管的柵極與其自身的漏極連接，并與第二PMOS管的漏極連接，且與第二NMOS管的柵極連接，第一NMOS管的源極與地連接，第二NMOS管的漏極與第三PMOS管的漏極連接，并作為誤差放大器的輸出端，第二NMOS管的源極與地連接。

進一步的，所述擺率增強電路包括偏置電壓輸入端、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管及第六NMOS管，所述第四PMOS管的柵極為擺率增強電路的輸入端，與誤差放大器的輸出端連接，其源極與第六PMOS管的柵極及第五PMOS管的漏極連接，并作為擺率增強電路的輸出端與調整管的柵極連接，第五PMOS管的柵極與第四PMOS管的漏極連接，并與第四NMOS管的漏極及第五NMOS管的漏極連接，第七PMOS管的柵極與偏置電壓輸入端連接，其漏極與第三NMOS管的漏極連接，并與第三NMOS管的柵極及第四NMOS管的柵極連接，第六PMOS管的漏極與第六NMOS管的漏極連接，并與第五NMOS管的柵極及第六NMOS管的柵極連接，第七PMOS管的源極、第五PMOS管的源極及第六PMOS管的源極都與電源電壓輸入端連接，第三NMOS管的源極、第四NMOS管的源極、第五NMOS管的源極及第六NMOS管的源極都與地線連接。

具體的，所述電阻反饋電路包括第一電阻及第二電阻，第一電阻的一端與第二電阻的一端連接，并與誤差放大器的正相輸入端連接，第一電阻的另一端與輸出端連接，第二電阻的另一端與地線連接。