[實用新型]低壓差線性穩壓器

有效

• 申請號: 201520192724.0
• 申請日: 2015-04-01
• 公開（公告）號: CN204480102U
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 吳成林;王崔州;楊曉東;吳洋
• 申請（專利權）人: 成都西蒙電子技術有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 熊曉果;韓洋

技術領域

本實用新型涉及低壓差線性穩壓領域，特別涉及一種低壓差線性穩壓器。

背景技術

低壓差線性穩壓器LDO?(Low?Dropout?Linear?Regulator)通過檢測輸出電壓的變化經反饋控制從而保持輸出電壓不變，達到穩定輸出直流電壓的目的。由于LDO輸出噪聲低、紋波小、低電磁干擾，在射頻和通信領域應用非常廣泛。

現有的LDO即低壓差線性穩壓器基本原理圖如圖1?所示，主要包括基準電壓源VRef、誤差放大器EA（Error?Amplifier）、PMOS調整管（Pass?Element）和電阻分壓器采樣網絡（R1、R2串聯構成）。其中誤差放大器的一個輸入端接基準電壓源，一個輸入端接電阻分壓器采樣網絡，從該電阻分壓器采樣網絡得到從輸出端檢測到的一個與輸出電壓成比例的電壓值，誤差放大器的輸出端接PMOS調整管。由圖1可知，?LDO?穩定輸出的電壓為：（1+R1/R2）V_REF。而當輸入電壓和負載變化時，LDO通過反饋保持輸出電壓不變。以PMOS調整管LDO為例，當負載變化導致輸出電壓發生變化時，如當負載變化導致輸出電壓突然降低，誤差放大器的輸入壓差降低，使PMOS調整管的柵源電壓V_GS降低，從而流過PMOS調整管和負載RL的電流變大，從而使輸出電壓升高，穩定在（1+R1/R2）V_REF，達到穩壓的效果。

圖2所示為圖1所示LDO的噪聲模型。由運放U1的“虛短”原理，在其正向輸入端和反向輸入端的噪聲電壓應該相等。

?????????(1)

因此：

????????(2)

式（1）、（2）中，Vn_out是穩壓源的輸出噪聲。Vn_fet是MOS管和輸入電壓噪聲的等效噪聲。Vn_ref是參考源的噪聲。Vn_opamp是運放U1的噪聲。H（f）是由Rs和Cs組成的低通濾波器函數。（R2/R1+R2）為環路增益，在僅采用電阻分壓網絡中，環路增益是小于1的。當噪聲電壓頻率高于低通濾波器的拐點頻率時，參考源的噪聲由于低通濾波器的濾波作用，幾乎可以忽略，此時LDO的輸出噪聲就是運放的噪聲與閉環環路增益倒數的乘積，所以Vn_fet噪聲被抑制，達到濾波的作用。即使在低通濾波器通帶頻率內，LDO的輸出紋波和噪聲同樣也會被抑制。

現有LDO的電源紋波和噪聲依然不夠小，尤其在對電源噪聲有嚴格要求的電路，如高相噪頻率綜合器、高相噪晶振等電路中，現有LDO依然無法滿足要求。

從上述噪聲分析公式（2）來看，增加環路增益，是可以進一步減小輸出噪聲的。但是如果僅增加環路增益，但不對直流電壓和交流噪聲分別處理的話，其弊端就是會導致參考電壓提高，甚至會高于輸入電壓，該電路將無法實現。

綜上所述，目前亟需一種能夠進一步降低現有LDO的電源噪聲，同時又能在理論上實現LDO的電路技術方案。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種低壓差線性穩壓器，其可以對直流電壓和交流噪聲分別處理，在實現低壓差線性穩壓器電路的同時獲得非常低的電源噪聲，從而應用于對電源噪聲有嚴格要求的電路。

為了實現上述發明目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種低壓差線性穩壓器，包括誤差放大器和PMOS功率管；

所述誤差放大器的一個輸入端接基準電壓源，輸出端接所述PMOS功率管的柵極；

所述PMOS功率管的源級作為該低壓差線性穩壓器的輸入端，漏極作為該低壓差線性穩壓器的輸出端，且所述輸出端連接電阻分壓器采樣網絡；

所述誤差放大器的另一個輸入端通過頻分反饋放大電路連接所述電阻分壓器采樣網絡，所述電阻分壓器采樣網絡和所述頻分反饋放大電路構成該低壓差線性穩壓器的反饋支路，所述頻分反饋放大電路對所述反饋支路上的交流噪聲信號和直流信號分別處理使其具有不同的放大增益。

優選的，所述基準電壓源與所述誤差放大器之間連接有低通濾波器。

進一步的，所述低通濾波器為ＲＣ低通濾波器。

優選的，所述電阻分壓器采樣網絡包括第一電阻和第二電阻，所述第一電阻一端連接所述輸出端，另一端連接所述第二電阻一端，所述第二電阻另一端接地；所述頻分反饋放大電路一端連接于所述第一電阻和第二電阻之間，另一端連接所述誤差放大器的所述另一個輸入端。

優選的，所述頻分反饋放大電路包括：

第一支路，其一端連接所述誤差放大器的所述另一個輸入端，另一端連接于所述第一電阻和第二電阻之間；