[發(fā)明專利]低壓差線性穩(wěn)壓器

有效

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• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103513688A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 徐光磊
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 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: 鄭瑋

技術領域

本發(fā)明關于一種低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO，Low?Dropout?Regulator），特別是涉及一種穩(wěn)定性高、瞬態(tài)響應快的低壓差線性穩(wěn)壓器。

背景技術

近來，越來越多的場合需要使用LDO（低壓差線性穩(wěn)壓器）給芯片供電。出于對電池能量的節(jié)約管理，LDO的負載變化頻繁，這對LDO設計提出更高的要求，特別是對穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應是指標要求更高。

傳統(tǒng)的LDO一般由誤差放大器和調整管簡單級聯(lián)得到，其交流穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應不夠好，在負載變化劇烈時可能引起電路的穩(wěn)定性問題。

圖1為傳統(tǒng)的LDO的電路示意圖。如圖1所示，PMOS管Mpa、Mpb組成差分輸入，其源極接電流源I供電，NMOS管Mna、Mnb組成鏡像管作為誤差放大器的負載，PMOS管Mpb的柵極接輸出取樣電壓，PMOS管Mpb漏極接Mnb的漏極，PMOS管Mpa的柵極接參考電壓VREF，PMOS管Mpa漏極接Mna的漏極和調整管Mpd的柵極，調整管Mpd的源極接電源電壓，其漏極接取樣電路（電阻R1、R2）和退耦電路（R3、C1）及負載（未示出）。由于其輸出極點（主極點）隨負載電流變化而變化，而誤差放大器的帶寬以及非主極點保持不變，其零極點調整困難，穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應難以做得更好。

發(fā)明內容

為克服上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種低壓差線性穩(wěn)壓器，其通過誤差放大器與調整管間增加一低阻抗緩沖電路，使得第一非主極點移到高頻，穩(wěn)壓器輸出端的主極點與非主極點間的距離加大，從而使LDO更加穩(wěn)定。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種低壓差線性穩(wěn)壓器，其通過將誤差放大器部分電流，調整管與緩沖電路形成鏡像關系，增加一隨負載電流變化的電流源，從而將輸出電流的變化傳遞到誤差放大器和緩沖電路從而使負載電流增大時，環(huán)路帶寬變大，主極點與非主極點距離進一步拉大，電路更穩(wěn)定瞬態(tài)響應更快。

為達上述目的，本發(fā)明提供一種低壓差線性穩(wěn)壓器，包括誤差放大器、調整管及取樣電路，其中，該低壓差線性穩(wěn)壓器還包括一低阻抗的緩沖電路，該緩沖電路接于該誤差放大器輸出與該調整管間，以使該穩(wěn)壓器的輸出端形成的主極點與非主極點的距離加大。

進一步地，該緩沖電路包括第一PMOS管及第一NMOS管，該第一PMOS管源極接電源電壓，柵極和漏極短接并與該調整管柵極互連于第二節(jié)點，該第一PMOS管漏極與該第一NMOS管的漏極相連，該第一NMOS管的柵極與該誤差放大器輸出端相連形成第一節(jié)點，該第一NMOS管源極接地。

進一步地，該誤差放大器的之一PMOS管漏極與該第一NMOS管的柵極相連，形成該第一節(jié)點。

進一步地，該低壓差線性穩(wěn)壓器還包括第二PMOS管，該第二PMOS管與誤差放大器的電流源并聯(lián)，以與該第一PMOS管及該調整管形成鏡像電流源。

進一步地，該第二PMOS管源極接電源電壓，漏極接誤差放大器的兩個差分輸入PMOS管的源極，柵極與該第一PMOS管、調整管Mpd的柵極以及該第一NMOS管漏極相接于該第二節(jié)點。

進一步地，當負載電流增加時，該第二PMOS管的電流也增加，從而使得誤差放大器的電流增加。

進一步地，該誤差放大器包括兩個PMOS管、兩個NMOS管及一電流源，該兩個PMOS管源極接電流源，漏極分別接該兩個NMOS管的漏極，一PMOS管柵極接參考電壓，另一PMOS管柵極接該取樣電路，一NMOS管柵漏互連后與另一NMOS管柵極相連。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明一種低壓差線性穩(wěn)壓器通過在誤差放大器與調整管間增加一低阻抗緩沖電路，第一非主極點移到高頻，穩(wěn)壓器輸出端的主極點與非主極點間的距離加大，從而使LDO更加穩(wěn)定，同時本發(fā)明還通過將誤差放大器部分電流，調整管與緩沖電路形成鏡像關系，從而將輸出電流的變化傳遞到誤差放大器和緩沖電路從而使負載電流增大時，環(huán)路帶寬變大，主極點與非主極點距離進一步拉大，電路更穩(wěn)定瞬態(tài)響應更快。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)的LDO的電路示意圖；

圖2為本發(fā)明一種低壓差線性穩(wěn)壓器之較佳實施例的電路示意圖；

圖3為本發(fā)明較佳實施例之仿真電路圖；

圖4為圖3電路的波特圖；

圖5及圖6為圖3電路的瞬態(tài)響應示意圖；

圖7現(xiàn)有技術的仿真電路圖；

圖8為圖6電路的波特圖；

圖9及圖10為圖6電路的瞬態(tài)響應示意圖。

具體實施方式