[發(fā)明專(zhuān)利]一種無(wú)片外電容的LDO穩(wěn)壓器電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810311486.9
• 申請(qǐng)日: 2018-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108508951B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周盼;李思臻;余凱;章國(guó)豪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05F1/56
• 分類(lèi)號(hào): G05F1/56
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿(mǎn)

本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)片外電容的LDO穩(wěn)壓器電路，應(yīng)用于片上系統(tǒng)，當(dāng)輸出模塊的輸出電壓上沖或下沖時(shí)，通過(guò)充電模塊和放電模塊可以對(duì)功率調(diào)整管的柵極進(jìn)行充放電以增強(qiáng)瞬態(tài)響應(yīng)；且當(dāng)輸出電壓下沖時(shí)，如果輸出電壓未下沖至基準(zhǔn)模塊輸出的基準(zhǔn)電壓，則可以令開(kāi)關(guān)電容電路處于導(dǎo)通狀態(tài)以增大功率調(diào)整管的柵極電容，起到降低輸出電壓的跳變速度，減小輸出電壓的進(jìn)一步下沖的作用，而在輸出電壓下沖至基準(zhǔn)電壓之后，則又可以令開(kāi)關(guān)電容斷路關(guān)斷以增強(qiáng)功率調(diào)整管的柵電壓擺率，起到縮短瞬態(tài)響應(yīng)后的建立時(shí)間，加快系統(tǒng)恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)的作用。可見(jiàn)，應(yīng)用本LDO穩(wěn)壓器電路，能夠消除抑制輸出電壓跳變和縮短瞬態(tài)響應(yīng)后的建立時(shí)間之間的制約關(guān)系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)片外電容的LDO穩(wěn)壓器電路。

背景技術(shù)

集成化是半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)之一，各種功能的電路模塊均將越來(lái)越微型化和高頻化，并最終集成到片上系統(tǒng)(SOC)。其中，LDO穩(wěn)壓器(低壓線性穩(wěn)壓器)用于為SOC的各個(gè)電路模塊提供高精度電壓，其性能的好壞直接影響著SOC的性能。而由于無(wú)片外電容型的LDO穩(wěn)壓器具有體積小和外部接口少而便于集成的優(yōu)點(diǎn)，所以，目前對(duì)于片上集成LDO穩(wěn)壓器的研究，多數(shù)均基于無(wú)片外電容型的LDO穩(wěn)壓器。

在現(xiàn)有技術(shù)中，為了提高無(wú)片外電容型的LDO穩(wěn)壓器的頻率特性和瞬態(tài)響應(yīng)特性，往往在誤差放大器輸出端增加緩沖器或增大功率調(diào)整管的柵漏電容以增強(qiáng)功率調(diào)整管的柵電壓擺率。可是，在主干路上增加緩沖器的方案雖然能夠提高瞬間動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，但是不僅會(huì)增加靜態(tài)功耗，降低LDO穩(wěn)壓器效率，還會(huì)影響頻率響應(yīng)，當(dāng)負(fù)載突變時(shí)，LDO穩(wěn)壓器的輸出電壓跳變嚴(yán)重，穩(wěn)定性較差；而增大功率調(diào)整管的柵漏電容的方案雖然能夠提升頻率特性，但不僅會(huì)延長(zhǎng)瞬態(tài)響應(yīng)后的建立時(shí)間(從輸出電壓上沖到最高或下沖到最低起到輸出電壓恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間)，瞬間動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能較差，還會(huì)增大版圖面積，增加集成難度。可見(jiàn)，現(xiàn)有的提高LDO穩(wěn)壓器的瞬間動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的技術(shù)方案，很難抑制LDO穩(wěn)壓器輸出電壓的跳變，頻率特性差；現(xiàn)有的提升LDO穩(wěn)壓器的頻率特性的技術(shù)方案，延長(zhǎng)了瞬態(tài)響應(yīng)后的建立時(shí)間，瞬間動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性差。也就是說(shuō)，在現(xiàn)有的技術(shù)方案中，抑制LDO穩(wěn)壓器的輸出電壓跳變和縮短瞬態(tài)響應(yīng)后的建立時(shí)間存在制約關(guān)系。

因此，如何消除抑制LDO穩(wěn)壓器的輸出電壓跳變和縮短瞬態(tài)響應(yīng)后的建立時(shí)間之間的制約關(guān)系是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)片外電容的LDO穩(wěn)壓器電路，能夠消除抑制LDO穩(wěn)壓器的輸出電壓跳變和縮短瞬態(tài)響應(yīng)后的建立時(shí)間之間的制約關(guān)系。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種無(wú)片外電容的LDO穩(wěn)壓器電路，應(yīng)用于片上系統(tǒng)，包括帶隙基準(zhǔn)源和誤差放大器、輸出模塊，還包括：

連接于功率調(diào)整管的柵極和所述輸出模塊的電壓輸出端之間，用于當(dāng)所述輸出模塊的輸出電壓上沖時(shí)，對(duì)所述功率調(diào)整管的柵極進(jìn)行充電的充電模塊；

第一輸入端與所述帶隙基準(zhǔn)源的基準(zhǔn)電壓輸出端連接，第二輸入端與所述電壓輸出端連接，輸出端與所述功率調(diào)整管的柵極連接，用于當(dāng)所述輸出模塊的輸出電壓下沖時(shí)，降低所述功率調(diào)整管的柵極電流的放電模塊；

與所述電壓輸出端、所述放電模塊和所述功率調(diào)整管的柵極連接，當(dāng)自身導(dǎo)通時(shí)用于增大所述功率調(diào)整管的柵極電容和當(dāng)自身關(guān)斷時(shí)用于增強(qiáng)所述功率調(diào)整管的柵電壓擺率的開(kāi)關(guān)電容電路。

優(yōu)選地，所述充電模塊具體包括：

電流源；

與所述電壓輸出端和所述電流源連接的微分器；

與所述微分器、電源電壓供電端和所述功率調(diào)整管的柵極連接的電流放大器。

優(yōu)選地，所述微分器具體包括：

第一端與所述電壓輸出端連接的電容；