[發明專利]一種應用于LDO的快速瞬態響應電路

在審

• 申請號: 201811313150.2
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109116905A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 方建平;李紅艷;張適
• 申請（專利權）人: 西安拓爾微電子有限責任公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

1.一種應用于LDO的快速瞬態響應電路，其特征在于：

所述應用于LDO的快速瞬態響應電路，包括P溝道增強型MOS管MP1-MP9，N溝道增強型MOS管MN1-MN3，分壓電阻R1和R2，外部固定偏置電路模塊以及負載采樣電路模塊，還包括Vcc端口、VREF端口、Vb端口和Vout端口，所述Vcc端口與電源輸入端連接，所述VREF與基準電壓端連接，所述Vb端口與外接偏置連接，所述Vout端口為整體電路輸出端口；

所述P溝道增強型MOS管MP1源極端連接電源Vcc端，柵極漏極接外部固定電路模塊和P溝道增強型MOS管MP2的柵極；所述P溝道增強型MOS管MP2源極連接電源Vcc端，P溝道增強型MOS管MP2的柵極連接P溝道增強型MOS管MP1的柵極漏極和外部固定電路模塊，P溝道增強型MOS管MP2的漏極連接P溝道增強型MOS管MP3的漏極和P溝道增強型MOS管MP5、MP6的源極，P溝道增強型MOS管MP1和MP2共同構成一個電流鏡電路模塊，負責鏡像外部固定偏置電路提供的電流；

所述P溝道增強型MOS管MP3源極連接所述電源Vcc端，P溝道增強型MOS管MP3的柵極連接P溝道增強型MOS管MP4的柵極漏極和負載采樣電路模塊的輸出端，P溝道增強型MOS管MP3漏極連接P溝道增強型MOS管MP2的漏極和P溝道增強型MOS管MP5、MP6的源極；

所述P溝道增強型MOS管MP4源極連接電源Vcc端，P溝道增強型MOS管MP4的柵極漏極連接P溝道增強型MOS管MP3的柵極和負載采樣電路模塊的輸出端，所述P溝道增強型MOS管MP3和MP4共同構成另一個電流鏡電路模塊，負責鏡像負載采樣電路模塊提供的電流；

所述P溝道增強型MOS管MP5源極連接P溝道增強型MOS管MP2和MP3的漏極以及P溝道增強型MOS管MP6的源極，P溝道增強型MOS管MP5的柵極連接基準電壓VREF端口，P溝道增強型MOS管MP5的漏極連接N溝道增強型MOS管MN1的漏極柵極和MN2的柵極；

所述P溝道增強型MOS管MP6源極連接P溝道增強型MOS管MP2、MP3的漏極以及P溝道增強型MOS管MP5的源極，P溝道增強型MOS管MP6柵極連接在分壓電阻R1和R2之間，P溝道增強型MOS管MP6的漏極連接P溝道增強型MOS管MP7的柵極和N溝道增強型MOS管MN2的漏極；

所述N溝道增強型MOS管MN1的源極接地，N溝道增強型MOS管MN1柵極漏極連接P溝道增強型MOS管MP5的漏極和N溝道增強型MOS管NM2的柵極；所述N溝道增強型MOS管MN2源極接地，N溝道增強型MOS管MN2的柵極連接N溝道增強型MOS管MN1的柵極漏極和P溝道增強型MOS管MP5的漏極，N溝道增強型MOS管MN2漏極連接P溝道增強型MOS管MP6的漏極和P溝道增強型MOS管MP7的柵極；所述P溝道增強型MOS管MP5、MP6和N溝道增強型MOS管MN1、MN2共同構成誤差放大器，進行基準電壓VREF和來自輸出端分壓電阻R1和R2產生的比較電壓的的誤差放大；

所述P溝道增強型MOS管MP7源極連接所述電源Vcc端，P溝道增強型MOS管MP7的柵極連接P溝道增強型MOS管MP6的漏極和N溝道增強型MOS管MN2的漏極，P溝道增強型MOS管MP7的漏極連接N溝道增強型MOS管MN3的漏極和P溝道增強型MOS管MP8、MP9的柵極；

所述P溝道增強型MOS管MP8作為誤差放大器輸出端的功率管，P溝道增強型MOS管MP8的源極連接所述P溝道增強型MOS管MP9源極和Vcc輸入端口，P溝道增強型MOS管MP8的柵極連接N溝道增強型MOS管MN3的漏極、P溝道增強型MOS管MP7的漏極和MP9的柵極，P溝道增強型MOS管MP8漏極連接負載采樣電路模塊的輸入1端、電阻R1的一端和Vout輸出端口；

所述P溝道增強型MOS管MP9，做為負載電路的采樣管，P溝道增強型MOS管MP9源極連接P溝道增強型MOS管MP8源極和Vcc輸入端口，P溝道增強型MOS管MP9柵極連接N溝道增強型MOS管MN3的漏極、P溝道增強型MOS管MP7的漏極和MP8的柵極，P溝道增強型MOS管MP9的漏極連接所述負載采樣電路模塊的輸入2端；

所述分壓電阻R1一端連接P溝道增強型MOS管MP8的漏極、負載采樣電路模塊的1輸入端和Vout輸出端口，另一端連接P溝道增強型MOS管MP6的柵極和分壓電阻R2的一端；所述分壓電阻R2另一端接地，分壓電阻R1和R2為P溝道增強型MOS管MP5和P溝道增強型MOS管MP6的構成的誤差比較器提供比較電壓；

所述N溝道增強型MOS管MN3源極接地，N溝道增強型MOS管MN3的柵極連接外部偏置Vb端，N溝道增強型MOS管MN3的漏極連接P溝道增強型MOS管MP7的漏極和P溝道增強型MOS管MP8及P溝道增強型MOS管MP9的柵極；

所述固定偏置電路模塊連接P溝道增強型MOS管MP1的漏極柵極和MP2的柵極，提供外部固定的電流偏置；

所述負載采樣電路模塊輸入1端連接P溝道增強型MOS功率管MP8的漏極、分壓電阻R1的一端和Vout輸出端口，輸入2端連接P溝道增強型MOS采樣管MP9的漏極，負載采樣電路模塊的輸出端連接P溝道增強型MOS管MP4的漏極柵極和MP3的柵極，提供外部負載采樣的電流；

所述應用于LDO的快速瞬態響應電路的工作機制為：當電源Vcc供電時，所述P溝道增強型MOS管MP5、P溝道增強型MOS管MP6、N溝道增強型MOS管MN1和N溝道增強型MOS管MN2組成的誤差放大器，通過P溝道增強型MOS管MP2鏡像P溝道增強型MOS管MP1上來自外部固定偏置電路模塊的電流I1作為EA輸入級的尾電流，對分壓電阻R2的一端比較電壓和基準輸入電壓VREF之差進行放大；誤差放大器將級輸出也就是誤差放大器的輸出傳入到P溝道增強型MOS管MP7的柵極，P溝道增強型MOS管MP7和N溝道增強型MOS管MN3構成輸出級，其中Vb端給N溝道增強型MOS管MN3提供偏置；輸出級驅動P溝道增強型MOS功率管MP8和P溝道增強型MOS采樣管MP9的柵極，P溝道增強型MOS采樣管MP9依比例在負載采樣模塊電路中完成對P溝道增強型MOS采樣管MP8電流的采樣，通過負載采樣電路模塊的內部轉換，將電路輸出的采樣結果提供到P溝道增強型MOS管MP4的柵漏極，P溝道增強型MOS管MP3進行鏡像輸出的采樣電流，通過漏極結合P溝道增強型MOS采樣管MP2的鏡像電流一同作為誤差放大器的尾電流；其中假設所述功率管MP8和采樣管MP9的尺寸比為m:n，P溝道增強型MOS管MP3的尺寸為1，則有負載采樣電流模塊的輸出電流Iload與通過所述P溝道增強型MOS管MP3的電流I2之比為：

當負載電流發生變化時，所述負載采樣電路將電流變化值通過鏡像傳輸到誤差放大器的尾部，誤差放大器的響應速度同時根據負載電流的變化發生改變，從而使整個環路的帶寬增大，故環路的響應速度增加，負載瞬態的速度加快。