[發(fā)明專利]一種低噪聲高電源抑制比的兩級(jí)低壓差線性穩(wěn)壓器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911257150.X
• 申請(qǐng)日: 2019-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110837268B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李巍;胡晗;葉驕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號(hào): G05F1/56
• 分類號(hào): G05F1/56
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發(fā)明屬于模擬CMOS集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種低噪聲高電源抑制比的兩級(jí)低壓差線性穩(wěn)壓器。本發(fā)明兩級(jí)低壓差線性穩(wěn)壓器由高電源抑制比的低壓差線性穩(wěn)壓器和低噪聲的低壓差線性穩(wěn)壓器級(jí)聯(lián)而成；前者包括高電源抑制比帶隙基準(zhǔn)電壓源和高電源抑制比低壓差線性穩(wěn)壓器主體電路；后者包括低噪聲帶隙基準(zhǔn)電壓源和低噪聲低壓差線性穩(wěn)壓器主體電路。在1.8V電源電壓VDD下，高電源抑制比的低壓差線性穩(wěn)壓器為低噪聲的低壓差線性穩(wěn)壓器提供1.4V的零溫度系數(shù)電源電壓VDD1；兩者級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)一個(gè)低噪聲高電源抑制比的兩級(jí)低壓差線性穩(wěn)壓器，并輸出一個(gè)600mV的零溫度系數(shù)電壓Vout。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于模擬CMOS集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低噪聲高電源抑制比的兩級(jí)低壓差線性穩(wěn)壓器，可用于為射頻收發(fā)機(jī)中電路模塊提供低噪聲的干凈電源。

背景技術(shù)

隨著CMOS技術(shù)迅速向深亞微米發(fā)展，模擬電路和射頻電路的電源電壓不斷降低。這給射頻和模擬電路的設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。其中一個(gè)主要的挑戰(zhàn)是電源電壓的急劇下降，極大地限制了電壓線性和動(dòng)態(tài)范圍，并增加了電路的電源紋波靈敏度。隨著射頻芯片供電電壓的降低，噪聲、紋波和電源上的交叉耦合開(kāi)始在SoC的噪聲預(yù)算中起主導(dǎo)作用。具體來(lái)說(shuō)，頻率綜合器的相位噪聲、溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的參考噪聲、低噪聲放大器和混頻器噪聲系數(shù)以及功放的相鄰信道要求受電源噪聲和激勵(lì)的影響較大，這些噪聲無(wú)法用簡(jiǎn)單的旁路電容濾除，因?yàn)榕月冯娙輹?huì)與邦定電感產(chǎn)生一個(gè)噪聲峰值，從而造成更嚴(yán)重的問(wèn)題。因此，一個(gè)低噪聲的電壓源對(duì)SoC電路的良好性能表現(xiàn)極為重要。

由于市場(chǎng)對(duì)于這種高性能低壓差線性穩(wěn)壓器的需求不斷增加，近年來(lái)很多研究提出了很多結(jié)構(gòu)和方法來(lái)改善穩(wěn)壓器的性能，但是真正做到全片內(nèi)集成、且能同時(shí)滿足射頻收發(fā)機(jī)中所需要的低噪聲、高電源抑制比的低壓差線性穩(wěn)壓器卻很少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有低輸出噪聲、高電源抑制比的低壓差線性穩(wěn)壓器。

本發(fā)明提供的低噪聲高電源抑制比低壓差線性穩(wěn)壓器，是以一個(gè)高電源抑制比的低壓差線性穩(wěn)壓器101和一個(gè)低噪聲低壓差線性穩(wěn)壓器201級(jí)聯(lián)而成的兩級(jí)低壓差線性穩(wěn)壓器；在1.8V電源電壓VDD下，高電源抑制比的低壓差線性穩(wěn)壓器101為低噪聲的低壓差線性穩(wěn)壓器201提供1.4V的零溫度系數(shù)電源電壓VDD1；兩者級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)一個(gè)低噪聲高電源抑制比的兩級(jí)低壓差線性穩(wěn)壓器，并輸出一個(gè)600mV的零溫度系數(shù)電壓Vout。

具體地，本發(fā)明提供的低噪聲高電源抑制比低壓差線性穩(wěn)壓器，所述高電源抑制比的低壓差線性穩(wěn)壓器101由一個(gè)高電源抑制比的帶隙基準(zhǔn)電壓源102和一個(gè)高電源抑制比低壓差線性穩(wěn)壓器主體電路103組成；低噪聲低壓差線性穩(wěn)壓器201由一個(gè)低噪聲帶隙基準(zhǔn)電壓源202和一個(gè)低噪聲低壓差線性穩(wěn)壓器主體電路203組成；其中，在1.8V電源電壓VDD下，高電源抑制比帶隙基準(zhǔn)電壓源102為低壓差線性穩(wěn)壓器主體電路103提供600mV的基準(zhǔn)電壓VREF1；低壓差線性穩(wěn)壓器101的1.4V輸出電壓VDD1作為下級(jí)低噪聲低壓差線性穩(wěn)壓器201的電源電壓，低噪聲帶隙基準(zhǔn)電壓源202為低噪聲低壓差線性穩(wěn)壓器主體電路203提供600mV的基準(zhǔn)電壓VREF2，最終兩級(jí)低壓差線性穩(wěn)壓器輸出600mV的零溫度系數(shù)電壓Vout。

本發(fā)明中，所述高電源抑制比帶隙基準(zhǔn)電壓源102采用Banba結(jié)構(gòu)，參見(jiàn)圖2所示。主要由啟動(dòng)電路、誤差放大器、偏置電路、核心電路及RC濾波網(wǎng)絡(luò)五部分組成。其中，所述核心電路采用Banba架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)600mV的輸出電壓VREF1；所述誤差放大器采用對(duì)稱性O(shè)TA結(jié)構(gòu)，利用運(yùn)放本身的低電源抑制比和較大增益來(lái)提高帶隙基準(zhǔn)電壓源的電源抑制比；所述偏置電路由一個(gè)NMOS電流鏡和五個(gè)級(jí)聯(lián)的晶體管PMOS構(gòu)成，其中五個(gè)PMOS柵極連在一起，電流鏡確定的源漏電流使得級(jí)聯(lián)PMOS管柵極電壓固定，以此作為偏置電壓；所述啟動(dòng)電路中通過(guò)兩個(gè)晶體管M_P1、M_P2、電容C₁與電源電壓的互動(dòng)來(lái)完成整個(gè)電路的開(kāi)啟，電路開(kāi)啟后啟動(dòng)電路不工作；所述RC濾波網(wǎng)絡(luò)接在帶隙基準(zhǔn)電壓源輸出端，以此濾去高頻噪聲，同時(shí)提高高頻處的電源抑制比。