[發(fā)明專利]動(dòng)態(tài)偏置LDO電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610795173.6
• 申請(qǐng)日: 2016-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106249794B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南文理學(xué)院
• 主分類號(hào): G05F1/56
• 分類號(hào): G05F1/56
• 代理公司: 北京酷愛(ài)智慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11514
• 代理人: 李向英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及芯片電源管理的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)態(tài)偏置LDO電路。

背景技術(shù)

隨著集成電路的快速發(fā)展，電源管理模塊廣泛應(yīng)用于多電壓域的SoC芯片中。LDO(Low-dropout Regulator)作為電源管理模塊的重要電路，可用于穩(wěn)壓輸出，向多個(gè)電路模塊供電。典型LDO通過(guò)調(diào)節(jié)主次極點(diǎn)、零點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)快速負(fù)載變化響應(yīng)。提高LDO瞬態(tài)響應(yīng)能力通常采用增加環(huán)路帶寬的方法，該方法能夠在低-中頻域下提高LDO小信號(hào)性能。在大信號(hào)分析下，典型方法是采用片外大耦合電容，以此降低輸出超調(diào)量，或者增加偏置電流進(jìn)而獲得高輸出變化率。

采樣固定偏置電流在獲得較大電路輸出變化率的同時(shí)，需要較大的靜態(tài)電流；采用推挽偏置方法僅在輸出電流變化時(shí)產(chǎn)生較大的偏置電流，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)功率管柵電容的充放電。但是該方法是基于差分放大器，當(dāng)輸出電壓變化速度大于放大器的帶寬時(shí)，則無(wú)法做出響應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

基于對(duì)已有LDO電路的分析，本發(fā)明的目的是提供一種動(dòng)態(tài)偏置LDO電路，旨在解決現(xiàn)有LDO電路瞬態(tài)響應(yīng)能力不夠高的問(wèn)題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種動(dòng)態(tài)偏置LDO電路，包括固定偏置電路、動(dòng)態(tài)偏置電路、功率管柵端控制電路，其中：

固定偏置電路包括：參考電壓(Vref)，放大器(OP1)，晶體管(M1)～(M4)，電阻(Rs)，用于產(chǎn)生固定偏置電壓(Vb1)和(Vb2)；

動(dòng)態(tài)偏置電路包括：電阻(R1)、(R2)，電容(C1)、(C2)，放大器(OP2)、(OP3)，用于產(chǎn)生動(dòng)態(tài)偏置和固定偏置的疊加信號(hào)(Vb3)和(Vb4)；(Vb3)控制晶體管(M6)、(M7)的柵壓，(Vb4)控制晶體管(M5)和(M8)的柵壓；

功率管柵端控制電路包括：晶體管(M5)～(M8)，功率管(Mp)，功率管柵端和漏端寄生電容(C_int)和(C_out)；

其連接關(guān)系為：參考電壓(Vref)連接放大器(OP1)的正輸入端，(OP1)負(fù)輸入端與輸出相連構(gòu)成單位增益輸出，(OP1)輸出與晶體管(M2)的柵端相連，(M2)的源端連接電阻(Rs)，電阻(Rs)另一端連接地，晶體管(M2)的漏端與晶體管(M1)的漏端和柵端相連，構(gòu)成固定偏置電壓(Vb1)，晶體管(M1)的源端與電源(VDD)相連，晶體管(M3)柵端為(Vb1)，(M3)源端連接(VDD)，(M3)漏端與晶體管(M4)的漏端和源端相連，構(gòu)成固定偏置電壓(Vb2)，(Vb1)連接放大器(OP2)的正輸入端和電阻(R1)，(R1)的另一端連接(OP2)的負(fù)輸入端和電容(C1)，(C1)的另一端連接輸出電壓(Vout)，(OP2)的輸出端為(Vb4)連接晶體管(M5)和(M8)的柵端，固定偏置電壓(Vb2)連接放大器(OP3)的正輸入端和電阻(R2)，電阻(R2)的另一端連接(OP3)的負(fù)輸入端和電容(C2)，電容(C2)的另一端連接(Vout)，(OP3)的輸出電壓為(Vb3)連接晶體管(M6)和(M7)的柵端，晶體管(M5)的源端接(VDD)，(M5)漏端連接功率管(Mp)的柵端和晶體管(M6)的漏端，晶體管(M6)的源端連接晶體管(M7)的漏端和晶體管(M8)的漏端，晶體管(M7)的源端接地，晶體管(M8)的源端連接(Vout)，功率管(Mp)的源端接(VDD)，(Mp)的漏端為(Vout)；電容(C_int)和(C_out)分別是功率管(Mp)柵端和漏端處寄生的電容。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，所述晶體管(M1)～(M8)為MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

在上述任意實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，所述功率管(Mp)為MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供了一種動(dòng)態(tài)偏置LDO電路，采用電容耦合采樣輸出電壓瞬態(tài)變化，通過(guò)與固定偏置電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生兩個(gè)動(dòng)態(tài)偏置信號(hào)，動(dòng)態(tài)偏置信號(hào)根據(jù)輸出電壓的變化情況來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉對(duì)功率管柵端寄生電容的充放電環(huán)路，進(jìn)而調(diào)節(jié)功率管柵端電壓，穩(wěn)定輸出電壓，因此本電路具有良好的瞬態(tài)響應(yīng)能力。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種動(dòng)態(tài)偏置LDO電路的電路示意圖；

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種動(dòng)態(tài)偏置LDO電路的仿真結(jié)果。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。