[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

技術領域

本發明涉及電源管理技術領域，具體涉及到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。?

背景技術

低壓差線性穩壓器（簡稱LDO）具有結構簡單、成本低、輸出噪聲低等優點。LDO是電源管理模塊中一個非常重要的類型。隨著便攜式電子產品設備的廣泛應用，對LDO的性能也提出了新的要求：更低的功耗，更小的靜態電流，更好的瞬態響應，更優的補償電路，更大的輸出電流。?

LDO的瞬態響應包含負載瞬態響應和線性瞬態響應，其負載瞬態響應指當輸出電流突變時引起輸出電壓的變化情況，線性瞬態響應是指當輸入電壓突變時引起輸出電壓的變化情況。對于應用LDO較多的便攜式產品中，一般輸入電壓突變的情況很小，而負載電流突變的情況很普通，所以對LDO的負載瞬態響應的研究越來越受到重視。?

傳統的LDO如圖1所示的電路結構，需在輸出端額外增加一個大的輸出電容，其電容的值達到μF。這種結構雖然穩定，而且負載瞬態響應好，但是增加的外圍輸出電容使得芯片的使用更加復雜，LDO的零極點不容易控制。片外無電容的LDO結構是現在研究的熱點。現在也已經提出了很多瞬態增強電路來提高無片外電容的LDO的瞬態響應。但是這些傳統的LDO瞬態響應增強電路結構十分復雜，功耗比較大，容易對電路的穩定性造成影響。?

發明內容

為了克服已有技術的缺陷與不足，本發明首先提出了一種低功耗瞬態響應增強低壓差線性穩壓器。?

本發明的技術方案為：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，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。?

更進一步的，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。?

更進一步的，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。?

瞬態感應電路中有兩條對稱的支路，從V_DD端到地端依次串聯：一條是M12、M14、M16、M18；另一條是M13、M15、M17、M18，另一條支路包括M30、M31、M33，?M31是二極管連接，還有一條支路，包括M34、M35、M36，?M35是二極管接法。?