[發(fā)明專利]一種超低功耗的低壓差線性穩(wěn)壓器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710515228.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN107066014B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許超群;易俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英麥科（廈門）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: 廈門市精誠新創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35218
• 代理人: 何家富

本發(fā)明涉及電源管理技術(shù)領(lǐng)域，特別地涉及一種超低功耗的低壓差線性穩(wěn)壓器。本發(fā)明公開了一種超低功耗的低壓差線性穩(wěn)壓器，包括主環(huán)路電路、輸出電壓檢測(cè)及第一動(dòng)態(tài)偏置電流產(chǎn)生電路和第一電流源，所述第一電流源為主環(huán)路電路的誤差放大器提供靜態(tài)偏置電流Ib0，所述輸出電壓檢測(cè)及第一動(dòng)態(tài)偏置電流源產(chǎn)生電路用于檢測(cè)主環(huán)路電路的輸出電壓的過壓和欠壓并把過壓和欠壓轉(zhuǎn)換成與其正相關(guān)的電流作為主環(huán)路電路的誤差放大器的第一動(dòng)態(tài)偏置電流Ib1。本發(fā)明具有超低功耗(低于300nA)同時(shí)響應(yīng)速度快，輸出電壓電流穩(wěn)定，且具有過溫過流保護(hù)功能，安全性和可靠性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電源管理技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種超低功耗的低壓差線性穩(wěn)壓器。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的發(fā)展以及便攜式電子設(shè)備的快速普及，使得集成電路設(shè)計(jì)趨向于低功耗、高安全性、高能效和高集成度等特點(diǎn)。

電源管理模塊是芯片的基本單元電路，低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO，LowDropOutRegulator)作為電源管理模塊在大規(guī)模集成電路系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用

LDO由于所需外部元器件較少而在低功耗的電源管理系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。受低功耗要求的影響，傳統(tǒng)LDO的結(jié)構(gòu)比較簡單，在電源電壓或者輸出負(fù)載條件變化時(shí)由于沒有足夠的電流來支撐LDO快速響應(yīng)導(dǎo)致LDO輸出表現(xiàn)出較大的過壓或欠壓現(xiàn)象，并且恢復(fù)到穩(wěn)定輸出值的時(shí)間也較長。此外，由于LDO中保護(hù)功能需要消耗一定的功耗，所以傳統(tǒng)的低功耗LDO中大都省略部分保護(hù)功能，包括過溫保護(hù)和過流保護(hù)功能，如公開專利：CN102789256B，這樣不利于芯片的工作安全，容易過溫或者過流從而導(dǎo)致芯片失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超低功耗的低壓差線性穩(wěn)壓器用以解決上述的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種超低功耗的低壓差線性穩(wěn)壓器，包括主環(huán)路電路、輸出電壓檢測(cè)及第一動(dòng)態(tài)偏置電流產(chǎn)生電路和第一電流源，所述第一電流源為主環(huán)路電路的誤差放大器提供靜態(tài)偏置電流Ib0，所述輸出電壓檢測(cè)及第一動(dòng)態(tài)偏置電流產(chǎn)生電路用于檢測(cè)主環(huán)路電路的輸出電壓的過壓和欠壓并把過壓和欠壓轉(zhuǎn)換成與其正相關(guān)的電流作為主環(huán)路電路的誤差放大器的第一動(dòng)態(tài)偏置電流Ib1。

進(jìn)一步的，所述靜態(tài)偏置電流Ib0小于10nA。

進(jìn)一步的，所述輸出電壓檢測(cè)及第一動(dòng)態(tài)偏置電流產(chǎn)生電路包括第一電流鏡、比較器A0、比較器A1、PMOS管M4-M5和NMOS管M6-M7，所述比較器A0的同相輸入端接主環(huán)路的電壓采樣電路的輸出端Vfb，所述比較器A0的反相輸入端接參考電壓Vref，所述比較器A0的輸出端接PMOS管M4的柵極，所述比較器A1的反相輸入端接主環(huán)路的電壓采樣電路的輸出端Vfb，所述比較器A1的同相輸入端接參考電壓Vref，所述比較器A1的輸出端接PMOS管M5的柵極，所述PMOS管M4和M5的漏極接地，所述PMOS管M4和M5的源極接第一電流鏡的輸入端，所述第一電流鏡的輸出端同時(shí)接NMOS管M6的柵極、NMOS管M7的柵極和NMOS管M7的漏極，所述NMOS管M6和M7的源極接地，所述NMOS管M6的漏極為主環(huán)路電路的誤差放大器提供第一動(dòng)態(tài)偏置電流Ib1。

更進(jìn)一步的，所述第一電流鏡為非線性電流鏡。

更進(jìn)一步的，所述第一電流鏡包括PMOS管M8-M10，所述PMOS管M8和M9的源極接電源VCC，所述PMOS管M8的漏極同時(shí)接NMOS管M6的柵極、NMOS管M7的柵極和NMOS管M7的漏極，所述PMOS管M9的漏極同時(shí)接PMOS管M4、M5和M10的源極，所述PMOS管M8-M10的柵極同時(shí)接偏置電壓Vbias，所述PMOS管M10的漏極接電流源Ib3。

進(jìn)一步的，還包括輸出電流檢測(cè)及第二動(dòng)態(tài)偏置電流產(chǎn)生電路，所述輸出電流檢測(cè)及第二動(dòng)態(tài)偏置電流產(chǎn)生電路用于檢測(cè)主環(huán)路電路的輸出電流并將主環(huán)路電路的輸出電流按一定比例轉(zhuǎn)換后作為主環(huán)路電路的誤差放大器的第二動(dòng)態(tài)偏置電流Ib2。