[發明專利]低壓差線性穩壓器與增加其穩定性的方法及鎖相環

有效

• 申請號: 201510374098.1
• 申請日: 2015-06-30
• 公開（公告）號: CN104950974B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張津海;蔡飛;周盛華
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長明,許偉群

技術領域

本發明涉及半導體領域，尤其涉及低壓差線性穩壓器與增加其穩定性的方法及鎖相環。

背景技術

鎖相環(Phase Locked Loop，簡稱PLL)是指由鑒相器(Phase Detector)、環路濾波器(Loop Filter)和壓控振蕩器(Voltage Control Oscillator，簡稱VCO)等組成的自動控制閉環系統。由于PLL能夠完成兩個電信號相位同步，因此被廣泛應用于廣播通信、頻率合成、自動控制及時鐘同步等領域。由于電源噪聲和波動會影響PLL的穩定性，因此在實際使用中，通常需要使用低壓差線性穩壓器(Low Dropout Regulator，簡稱LDO)克服電源噪聲和波動對PLL的影響，保證PLL等噪聲敏感電路的特性。

如圖1所示，現有LDO可以由參考電壓源101、誤差放大器102、補償電路103、晶體管104、分壓電路105構成及負載106構成。其中，所述補償電路由調零電阻1031和米勒補償電容1032構成，所述分壓電路由第一分壓電阻1051及第二分壓電阻1052構成。由于補償電路的存在，現有LDO的噪聲分布如圖1所示其中，表征誤差放大器102的等效輸入噪聲，表征參考電壓源101輸出噪聲，表征電阻1051的熱噪聲，表征電阻1052的熱噪聲。從現有LDO的噪聲分布可知，在現有LDO中可以通過顯著的增加誤差放大器的跨導的方式提升LDO的噪聲性能。

但是由于調零電阻在版圖實現中存在最小值，該最小值通常為10歐姆量級；米勒補償電容的電容值在版圖實現中也會存在最大值，因此誤差放大器的增益帶寬積存在最大值下限。由于誤差放大器的增益帶寬積存在最大值下限，這就決定了誤差放大器的跨導上限較低，誤差放大器的跨導一旦超過該上限就會導致LDO系統穩定性下降。

由此可以看出，現有LDO由于誤差放大器的跨導上限較低，從而會導致噪聲性能較差。

發明內容

本發明實施例提供了低壓差線性穩壓器與增加其穩定性的方法及鎖相環，以克服現有低壓差線性穩壓器噪聲性能差的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種低壓差線性穩壓器，包括：參考電壓源，用于提供參考電壓；誤差放大器，與所述參考電壓源耦合，用于接收反饋電壓及所述參考電壓，比較所述反饋電壓及所述參考電壓，并根據所述反饋電壓及所述參考電壓的比較結果輸出控制電壓；調節電路，與所述誤差放大器耦合，用于接收所述控制電壓，并在所述控制電壓的控制下，輸出調節電流；負載，與所述調節電路及所述誤差放大器耦合，所述調節電流流經所述負載形成負載上的電壓，所述反饋電壓與所述負載上的電壓相關，第一補償電路，與所述調節電路耦合，用于調節所述低壓差線性穩壓器的主極點及次主極點以調節相位裕度；及第二補償電路，與所述第一補償電路耦合，用于在所述第一補償電路已調節所述低壓差線性穩壓器的主極點及次主極點的基礎上，調節減小所述低壓差線性穩壓器的主極點，并進一步增大次主極點，以調節相位裕度，并調節所述低壓差線性穩壓器的增益帶寬積。

結合第一方面，在第一方面第一種可能的實現方式中，所述調節電路包括晶體管。

結合第一方面第一種可能的實現方式，在第一方面第二種可能的實現方式中，所述第一補償電路包括調零電阻及米勒補償電容，所述米勒補償電容的一端與所述晶體管的漏極連接，另一端與所述調零電阻的一端連接；所述調零電阻的另一端與所述第二補償電路連接。

結合第一方面第二種可能的實現方式，在第一方面第三種可能的實現方式中，所述第二補償電路包括補償電阻，所述補償電阻的一端與所述誤差放大器的輸出端連接，另一端與所述調零電阻的一端及晶體管的柵極連接。

結合第一方面第三種可能的實現方式，在第一方面第四種可能的實現方式中，所述補償電阻的阻值不小于所述誤差放大器等效負載電阻的電阻值，并且小于等于R_B-MAX，其中，R_B-MAX是所述補償電阻所降低的噪聲等于補償電阻所引入的噪聲時，所述補償電阻的電阻值，所述補償電阻所降低的噪聲是指由所述低壓差線性穩壓器中其他組成部分所引入并被所述補償電阻所消除的噪聲。

結合第一方面或第一方面第一至四種可能的實現方式，在第一方面第五種可能的實現方式中，所述低壓差線性穩壓器還包括反饋電路，所述反饋電路，與所述誤差放大器及所述負載連接，用于接收所述負載上的電壓，并根據所述負載上的電壓生成所述反饋電壓。