[發(fā)明專利]低功耗快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差電壓調(diào)整器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710295591.3
• 申請(qǐng)日: 2017-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN107102671B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮浪;岑遠(yuǎn)軍;李大剛;馬迎;張克林;林亞立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都華微電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G05F1/56
• 分類號(hào): G05F1/56
• 代理公司: 成都惠迪專利事務(wù)所(普通合伙) 51215
• 代理人: 劉勛

低功耗快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差電壓調(diào)整器，涉及模擬集成電路領(lǐng)域，本發(fā)明包括與輸入偏置電流源連接的誤差放大器、輸入端接高電平輸入端的輸出功率管、反饋比例電阻組，輸出功率管和反饋比例電阻組的連接點(diǎn)作為最終輸出端，其特征在于，在誤差放大器和輸出功率管之間設(shè)置有第一放大模塊、瞬態(tài)響應(yīng)放電通路模塊和驅(qū)動(dòng)器模塊。本發(fā)明有效減小負(fù)載由大到小瞬態(tài)變化過程中輸出電壓的恢復(fù)時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模擬集成電路領(lǐng)域，特別涉及到具有快速瞬態(tài)響應(yīng)的低壓差電壓調(diào)整器。

背景技術(shù)

低壓差電壓調(diào)整器是電源管理電路中一個(gè)重要的組成部分，通常用在DC-DC開關(guān)轉(zhuǎn)換電路的后級(jí)，用作負(fù)載點(diǎn)電源，為負(fù)載點(diǎn)提供穩(wěn)定可靠的電源電壓，由于其壓降小、PSRR高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在便攜式電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。

在便攜式應(yīng)用領(lǐng)域，為延長電池供電時(shí)間：系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，通過引入使能關(guān)斷功能，在特定的工作模式下，只有部分模塊工作，部分模塊處于關(guān)斷狀態(tài)，因此在不同工作模式切換過程中，負(fù)載電流會(huì)瞬間跳變，從幾毫安跳變到幾安培，為了減小負(fù)載電流瞬間變化對(duì)輸出電壓的影響，這就對(duì)低壓差電壓調(diào)整器的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)速度提出了更高的要求。

此外，低壓差電壓調(diào)整器自身的轉(zhuǎn)換效率提高也很重要，影響低壓差電壓調(diào)整器轉(zhuǎn)換效率的兩個(gè)主要參數(shù)是低壓差電壓和靜態(tài)電流，低壓差要求增大功率管面積，會(huì)造成功率管的柵極電容過大，低靜態(tài)電流會(huì)影響柵極充放電的壓擺率，從而影響環(huán)路負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)速度。傳統(tǒng)的低壓差電壓調(diào)整器結(jié)構(gòu)如圖1所示，V_OUT在負(fù)載瞬態(tài)變化時(shí)產(chǎn)生尖峰，由于受運(yùn)放有限靜態(tài)電流限制，輸出功率管柵極V_G的充放電延時(shí)會(huì)很大，V_OUT重新恢復(fù)穩(wěn)定需要一定的時(shí)間，對(duì)于小功率低壓差電壓調(diào)整器常用的改善方法是增大運(yùn)放靜態(tài)電流，但是對(duì)于1A以上的大電流電壓調(diào)整器，功率管柵極電容很大，單純通過增加靜態(tài)電流提高瞬態(tài)響應(yīng)，會(huì)大幅增加整個(gè)LDO的靜態(tài)功耗，因此傳統(tǒng)低壓差電壓調(diào)整器無法同時(shí)兼顧低功耗和快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提出一種低壓差電壓調(diào)整器結(jié)構(gòu)，在不增加靜態(tài)電流條件下，能夠有效提高低壓差電壓調(diào)整器負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)速度。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，低功耗快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差電壓調(diào)整器，包括與輸入偏置電流源連接的誤差放大器、輸入端接高電平輸入端的輸出功率管、反饋比例電阻組，輸出功率管和反饋比例電阻組的連接點(diǎn)作為最終輸出端，其特征在于，在誤差放大器和輸出功率管之間設(shè)置有第一放大模塊、瞬態(tài)響應(yīng)放電通路模塊和驅(qū)動(dòng)器模塊。

所述第一放大模塊包括：

PNP型的第五晶體管Q5，其發(fā)射極連接最終輸出端，基極接誤差放大器的輸出端，集電極接第六晶體管的集電極，

NPN型的第六晶體管Q6，其集電極和基極連接，發(fā)射極接地，基極接驅(qū)動(dòng)器模塊的輸入端，基極還接瞬態(tài)響應(yīng)放電通路模塊的輸入端。

瞬態(tài)響應(yīng)放電通路模塊包括：

NPN型的第二晶體管Q2，其基極接瞬態(tài)響應(yīng)放電通路模塊的輸入端，其發(fā)射極接地，其集電極接第一偏置電流源；

PNP型的第三晶體管Q3，其發(fā)射極接高電平輸入端，基極接第二晶體管Q2的集電極，集電極通過第二偏置電流源接地；

NPN型的第四晶體管Q4，其集電極接最終輸出端，基極接第三晶體管Q3的集電極，發(fā)射極接地。

驅(qū)動(dòng)器模塊包括：

第一NMOS管MN1，其源極接地，漏極和柵極皆與輸入偏置電流源連接；

第四NMOS管MN4，其源極接地，柵極與第一NMOS管MN1的柵極連接，漏極接第六PMOS管MP6的漏極；