[發明專利]一種低噪聲高PSR的LDO電路

在審

• 申請號: 202310318702.3
• 申請日: 2023-03-28
• 公開（公告）號: CN116466785A
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 羅萍;吳乾鋒;王浩;吳泉澳;辛相文;龔正
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發明屬于集成電路技術領域，具體涉及一種低噪聲高PSR的LDO電路，包括基準模塊和LDO主環路模塊。其中基準模塊產生精確的基準電流和偏置電壓，該基準電流經過片外RC濾波網絡之后產生LDO主環路所需要的Vsubgt;REF/subgt;基準電壓，基準模塊產生的偏置電壓為LDO主環路模塊提供電壓偏置。LDO主環路模塊的誤差放大器采用BJT型的軌對軌誤差放大器，誤差放大器輸出為Vsubgt;EA_OUT/subgt;，后接緩沖級；緩沖級輸出為Vsubgt;buf_OUT/subgt;，后接自適應PSR增強模塊。整體架構采取單位增益負反饋的形式，消除了傳統LDO結構電阻分壓網絡的噪聲，片外RC濾波網絡濾除了基準模塊的噪聲和高頻電源紋波。本發明在軌對軌誤差放大器輸入對管采用了耗盡疊層管技術，實現低壓差的同時顯著提升了系統中低頻段的電源紋波抑制性能。

技術領域

本發明屬于集成電路技術領域，具體涉及一種低噪聲高PSR的LDO電路。

背景技術

LDO作為電源管理芯片種類之一，在一定負載范圍內，可以將直流電壓轉換為另一固定直流電壓輸出。相對于開關變換器而言，LDO在隔離噪聲和紋波抑制方面比較突出，且具備低成本、易集成、控制簡單、外圍元件少及輸出電壓穩定的特點，往往用于給片內噪聲敏感的模擬或射頻模塊供電，因此需要消除較大的電壓紋波，此外LDO電路自身的器件噪聲也要盡可能低才能輸出一個干凈的電壓。

傳統LDO噪聲來源主要是基準，誤差放大器以及用來設置輸出電壓的電阻分壓網絡，而基準和誤差放大器也會影響PSR性能。特別是，對于寬負載范圍的LDO來說，需要添加自適應偏置用做頻率補償，但這會導致功率管柵極阻抗變化范圍過大，因此使用傳統前饋紋波消除的辦法去提升中高頻的PSR效果不佳。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種低噪聲高PSR的LDO電路。其目的在于解決寬負載條件下LDO的PSR惡化問題以及實現電路整體的低噪聲。

本發明的技術方案為：

一種低噪聲高PSR的LDO電路，包括基準模塊和LDO主體電路模塊；

所述的基準模塊用于產生精確的基準電流，流經片外RC濾波網絡后輸出給LDO主環路模塊作為基準電壓V_REF。輸入為電源VIN，輸出為流經R_SET電阻產生的基準電壓V_REF，第一偏置V_B1，第二偏置V_B2，PMOS共柵管偏置V_BP，NMOS共柵管偏置V_BN以及開關管偏置V_SW；所述的基準模塊還產生偏置電壓，為LDO主環路模塊提供電壓偏置。

所述基準模塊包含基準電流偏置電壓產生模塊和RC濾波網絡。其中，所述基準電流偏置電壓產生模塊用于產生基準電流及偏置電壓V_B1，V_B2，V_BP，V_BN及V_SW。所述RC濾波網絡由R_SET電阻和C_SET電容構成，R_SET電阻確定輸出電壓V_REF，C_SET電容可以濾除高頻噪聲，并提高高頻電源抑制比。

所述的LDO主環路模塊用于輸出低噪聲高PSR的直流電壓VO。輸入為電源VIN、V_REF、V_B1、V_B2、V_BP、V_BN及V_SW，輸出為V_O。其中，V_REF連接到軌對軌誤差放大器模塊的反相端；V_B1為軌對軌誤差放大器和自適應PSR增強提供偏置；V_B2為緩沖級提供偏置；V_BP、V_BN為軌對軌誤差放大器提供偏置；V_SW控制開關管M₃。