[發明專利]一種低功耗瞬態響應增強低壓差線性穩壓器及其調節方法

有效

• 申請號: 201310498072.9
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN103744462A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 譚洪舟;曾衍瀚;許遠坤;黃毅榮;曾淼旺;李毓鰲
• 申請（專利權）人: 中山大學;廣州市花都區中山大學國光電子與通信研究院
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種低功耗瞬態響應增強低壓差線性穩壓器，所述的低功耗瞬態響應增強低壓差線性穩壓器包括運算放大器單元、瞬態增強電路單元、反饋單元、驅動管和補償電路單元，其特征在于：所述運算放大器單元包括第一級運算放大器和第二級運算放大器，第一級運算放大器的輸出端連接至第二級運算放大器的輸入端，第二級運算放大器的輸出端分別與驅動管的柵極和瞬態增強電路單元的輸出端連接，反饋單元包括第一電阻和第二電阻，驅動管的源極與第一電阻的第一端連接，第一電阻的第二端與第二電阻的第一端連接，且與第一級運算放大器的輸入端連接，第二電阻的第二端接地，第一電阻的第一端作為低壓差線性穩壓器電路輸出端與瞬態增強電路單元的輸入端連接，瞬態增強電路單元的輸出端連接至驅動管的柵極，低壓差線性穩壓器電路輸出端通過補償電路單元連接至第二級運算放大器的輸入端，驅動管的漏極接電源。

2.如權利要求1所述的低功耗瞬態響應增強低壓差線性穩壓器，其特征在于：所述的瞬態增強電路單元包括電壓檢測電路模塊、瞬態響應電路模塊和偏置電路模塊，電壓檢測電路模塊輸入端連接第一電阻的第一端，輸出端連接瞬態響應電路模塊的輸入端，瞬態響應電路模塊的輸出端連接第二級運算放大器的輸出端，偏置電路模塊為瞬態響應電路模塊提供偏置電壓。

3.如權利要求2所述的低功耗瞬態響應增強低壓差線性穩壓器，其特征在于：所述的瞬態響應電路模塊部分包括NMOS管M30、M36、M14、M15、M19?和M18，還包括PMOS管M31、M33、M34、M35、?M12、M13?、M17和?M16，M30的柵極接M18的漏極，M30的源極接地，M30的漏極接M31的源極，M31的柵極接M31的源極并與M33的柵極連接，M33的漏極接電源，M33的源極接驅動管的柵極，M34的柵極接M12管的源極，M34的漏極接電源，M34的源極接M35的漏極，M35的柵極接M35的漏極并與M36的柵極連接，M35的源極接地，M36的源極接地，M36的漏極接驅動管的柵極，M12的漏極和M13的漏極接電源，M12的柵極與M13的柵極相連，M13的柵極接M13的源極并與M15的漏極連接，M15的柵極接M14的柵極，M15的源極接M17的漏極，M17的柵極接M16的柵極，M17的源極和M17的柵極連接后再與M19的漏極連接，M19的漏極接M19的柵極，M19的源極接地，M12的源極接M14的漏極，M14的源極接M16的漏極，M16的源極接M18的漏極，M18的柵極接M19的柵極，M18的源極接地。

4.如權利要求3所述的低功耗瞬態響應增強低壓差線性穩壓器，其特征在于：所述瞬態響應電路模塊中的PMOS管M12、M13、M16、M17、M31、M33、M34和NMOS管M14、M15、M18、M19、M30、M35、M36工作在亞閾值狀態下，且電流由NMOS管M15和PMOS管M17的柵極電壓決定。

5.如權利要求2所述的低功耗瞬態響應增強低壓差線性穩壓器，其特征在于：所述的偏置電路單元包括PMOS管M20和M21，還包括NMOS管M22、M23和M24，M20的漏極接電源，其柵極接M21的柵極，并連接至瞬態響應電路模塊中M15的柵極，M20的源極接M22的漏極，M20的柵極接M15的柵極，M22的漏極接M22的柵極，M22的源極接M23的漏極，M23的柵極接所述瞬態響應電路模塊中的M19的柵極，M23的源極接地，M21的漏極接電源，M21的柵極接M21的源極且與M24的漏極連接，M24的源極接地，M24的柵極作為偏置電路部分的偏置電壓輸入端。

6.如權利要求5所述的低功耗瞬態響應增強低壓差線性穩壓器，其特征在于：所述的偏置電路模塊中的NMOS管M24工作在飽和狀態，?PMOS管M20、M21和NMOS管M22、M23都工作在亞閾值狀態下。

7.如權利要求2所述的低功耗瞬態響應增強低壓差線性穩壓器，其特征在于：所述的電壓檢測電路模塊包括電容Ct，電容Ct的第一端與第一電阻的第一端相連，電容Ct的第二端與PMOS管M16的漏極連接。

8.如權利要求1所述的低功耗瞬態響應增強低壓差線性穩壓器，其特征在于：補償電路單元采用了米勒補償方式，米勒電容Cm的一端與第一電阻的第一端連接，另一端與第一級運算放大器的輸出端連接。

9.如權利要求1所述的低功耗瞬態響應增強低壓差線性穩壓器，其特征在于：所述的驅動管是PMOS管M11。

10.一種權利要求1至9任一項所述的低功耗瞬態響應增強低壓差線性穩壓器的調節方法，其特征在于：?

當輸出電壓升高時，電容Ct兩端的電壓升高，?M16的柵源之間的電壓升高，帶動M30的柵源極之間的電壓升高，流過M30的電流隨之增大，M33和M31是電流鏡結構，流過M30的電流與M30的柵源極之間的電壓成指數關系，流過M33的電流與M18的漏源極之間的電壓也成指數關系，流過M33的電流也隨之增加，增大了對驅動管柵極的充電電流，當輸出電壓快速變大時，瞬態增強電路快速增大對驅動管柵極的充電電流，增強了低壓差線性穩壓器的瞬態響應；

當輸出電壓降低時，電容Ct兩端的電壓降低，M14的柵源極之間的電壓升高，M14的漏極的電壓降低，帶動M34的源柵極之間的電壓升高，流過M34之間的電流增大，M35和M36是電流鏡結構，流過M36的電流與M12的漏源極之間的電壓成指數關系，流過M36的電流隨之增加，增大了對驅動管柵極的放電電流，當輸出電壓快速降低時，瞬態增強電路能快速增大對驅動管柵極的放電電流，增強了低壓差線性穩壓器的瞬態響應。