低壓差線性穩壓器及其極點調整方法技術

一種低壓差線性穩壓器及其極點調整方法，所述低壓差線性穩壓器的PMOS調整晶體管的源極連接第一電壓端，漏極連接所述第一電阻的第一端，柵極連接所述誤差放大器的輸出端；第一電流提供單元適于產生基準電流；第二電流提供單元適于產生調節電流，所述調節電流與所述低壓差線性穩壓器的輸出端的電流相關聯；誤差放大器的第一輸入端輸入參考電壓，第二輸入端連接所述第一電阻的第二端和第二電阻的第一端，偏置電流輸入端輸入所述基準電流和調節電流疊加產生的偏置電流；第一電阻的第一端為所述低壓差線性穩壓器的輸出端；第二電阻的第二端連接第二電壓端；第一電壓端的電壓值大于第二電壓端的電壓值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及集成電路
，特別涉及一種。
技術介紹
低壓差線形穩壓電路(Low Dropout Regulator, LD0)是降壓型直流線性穩壓器，隨著SOC技術的發展，其在計算機、通訊、儀器儀表、消費類電子、攝像監控等行業應用無處不在。雖然與DC-DC開關電壓轉換器相比，LDO的效率低一些，但是它具有外圍元件少、紋波小、噪聲低、芯片面積小、電路結構簡單等優點，所以LDO在電源管理類芯片中一直占有 很大的比重。 隨著集成度的提高，越來越多的LDO作為SOC (System on Chip，片上系統)芯片的子模塊給某個關鍵的模塊供電而集成到該SOC芯片中，而功能強大的SOC芯片中集成多個LDO模塊給不同的模塊供電已很普遍了。同時隨著SOC系統的工作頻率不斷提高，其中的數字電路帶來電源干擾也越來越嚴重，這就需要LDO有高速瞬態響應速度、高輸出電壓控制精度、高PSRR、低噪聲等性能要求。如圖I所示，現有LDO包括誤差放大器0P、電流源ILUPM0S調整晶體管MP和分壓反饋網絡等構成的負反饋系統。所述分壓反饋網絡包括第一電阻R1、第二電阻R2。所述第一電阻Rl和第二電阻R2組成分壓單元，分壓電壓被反饋至誤差放大器OP的正相輸入端。所述誤差放大器OP的負相輸入端接收基準電壓vref。所述電流源ILl提供誤差放大器OP的偏置電流。圖I所示的LDO —般有兩個極點一個是在PMOS調整晶體管MP柵極端的Pl極點，另一個是在LDO輸出端OUT的P2極點。為保證LDO的頻率穩定性和足夠的相位裕度，Pl極點與P2極點的間距應足夠大。目前LDO的需求者都希望LDO在待機情況下的功耗足夠低，電阻分壓采樣的電路功耗要非常小，這使得P2極點的頻率很小，Pl極點無法做到比P2極點的頻率小很多來滿足環路的相位穩定性，并且P2的電容遠大于Pl點的電容。所以，在LDO待機時低功耗的情況下，主極點只能是P2極點(兩個極點中頻率低的即為主極點)。當LDO輸出端電流增大時，Pl極點的頻率基本保持不變，而P2極點的頻率逐漸變大，Pl極點和P2極點之間的頻率差縮小，造成頻率穩定性變差。米勒補償方式在LDO待機低功耗的需求下變得很難有效，而輸出端外接大電容的方式可以獲得較好的效果。在LDO輸出端OUT外接一個大電容，減小了 Pl極點在LDO輸出端電流增大時的增大幅度，保證Pl極點與P2極點的頻率差足夠大，確保LDO的穩定性。但是，LDO的發展趨勢越來越傾向于取消LDO輸出端的引腳，若無LDO輸出端的引腳，則無法將上述方法中的大電容與LDO輸出端在片外連接，LDO頻率穩定性問題則會依然存在
技術實現思路
本專利技術解決的問題是如何解決低壓差線性穩壓器的頻率穩定性問題。為解決上述問題，本專利技術提供一種低壓差線性穩壓電路，包括誤差放大器、第一電流提供單元、第二電流提供單元、PMOS調整晶體管、第一電阻和第二電阻；所述PMOS調整晶體管的源極連接第一電壓端，漏極連接所述第一電阻的第一端，柵極連接所述誤差放大器的輸出端；所述第一電流提供單元適于產生基準電流；所述第二電流提供單元適于產生調節電流，所述調節電流與所述低壓差線性穩壓器的輸出端的電流相關聯；所述誤差放大器的第一輸入端輸入參考電壓，第二輸入端連接所述第一電阻的第二端和第二電阻的第一端，偏置電流輸入端輸入所述基準電流和調節電流疊加產生的偏置 電流；所述第一電阻的第一端為所述低壓差線性穩壓器的輸出端；所述第二電阻的第二端連接第二電壓端；所述第一電壓端的電壓值大于第二電壓端的電壓值。本專利技術還提供一種低壓差線性穩壓器的極點調整方法，包括提供基準電流和調節電流，所述調節電流與所述低壓差線性穩壓器的輸出端的電流相關聯；疊加所述基準電流和調節電流，以獲得偏置電流；提供所述偏置電流至所述低壓差線性穩壓器中的誤差放大器的偏置電流輸入端。與現有技術相比，本專利技術技術方案至少具有以下優點當負載變大時，低壓差線性穩壓器的輸出端電流變大，低壓差線性穩壓器輸出端的P2極點頻率變大，調節電流也相應變大，這樣使得誤差放大器的輸出阻抗變小，PMOS調整晶體管柵極的Pl極點頻率變大。由于Pl極點和P2極點的頻率均有所增加，所以兩者的頻率差值可以基本保持在足夠大的距離，確保了低壓差線性穩壓器的穩定性。在負載電流很小的時候調節電流也非常小，低壓差線性穩壓器整體的功耗很低。附圖說明圖I是現有技術中低壓差線性穩壓電路的電路示意圖；圖2是本專利技術實施例一的低壓差線性穩壓器示意圖；圖3是本專利技術實施例一的低壓差線性穩壓電路的一種具體實施例示意圖；圖4是本專利技術本專利技術實施例二的低壓差線性穩壓器示意圖；圖5是本專利技術實施例二的低壓差線性穩壓電路的一種具體實施例示意圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式做詳細的說明。在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本專利技術。根據下列說明，本專利技術的優點和特征將更清楚。如圖2所示，本專利技術實施例一提供一種低壓差線性穩壓器，包括誤差放大器0P，第一電流提供單元11、第二電流提供單元12、PMOS調整晶體管MPl、第一電阻Rl和第二電阻R2。所述PMOS調整晶體管MPl的源極連接第一電壓端VDD，漏極連接所述第一電阻Rl的第一端，柵極連接所述誤差放大器OP的輸出端OUTl ；所述第一電流提供單元11適于產生基準電流；所述第二電流提供單元12適于產生調節電流，所述調節電流與所述低壓差線性穩壓器的輸出端0UT2的電流相關聯；所述誤差放大器OPl的第一輸入端INl輸入參考電壓，第二輸入端IN2連接所述第一電阻Rl的第二端和第二電阻R2的第一端，偏置電流輸入端BIAS輸入所述基準電流和調節電流疊加產生的偏置電流；所述第一電阻Rl的第一端為所述低壓差線性穩壓器的輸出端0UT2 ；所述第二電阻R2的第二端連接第二電壓端GND ；所述第一電壓端VDD的電壓值大于第二電壓端GND的電壓值。所述第一電壓端VDD可以提供電源電壓，所述第二電壓端GND可以為提供地電壓。所述第二電流提供單元12提供的調節電流隨所述低壓線性穩壓器的輸出端的電流增大而增大。在實施例一中，第二電流提供單元12分別與所述誤差放大器OPl的偏置電流輸入端BIAS和誤差放大器OPl的輸出端OUTl相連接，適于通過所述誤差放大器OPl輸出端OUTl上的電壓來采集所述低壓差線性穩壓器的輸出端0UT2的電流，從而產生與所述低壓差線性穩壓器的輸出端0UT2的電流相關聯的調節電流。所述調節電流可以隨所述低壓差線性穩壓器的輸出端0UT2的電流增大而增大。圖3是本專利技術實施例一的一種具體實施例。如圖3所示，所述第二電流提供單元12可以包括第二 PMOS晶體管MP2和第一電流鏡單元ILl。所述第二 PMOS晶體管MP2的源極連接所述第一電壓端VDD，漏極連接所述第二電流鏡單元的輸入端，柵極連接所述PMOS調整晶體管MPl的柵極；所述第二電流鏡單元ILl的第一輸出端連接所述誤差放大器OP的偏置電流輸入端BIAS，第二輸出端連接所述第二電壓端GND。第一電阻Rl和第二電阻R2上流過的電流非常小，所以第一晶體管MPl的漏極電流與低壓差線性穩壓器的輸出端0UT2的電流大致相等。考慮低壓差線性穩壓器正常工作時晶體管都處在飽和區，柵源電壓差相等且襯底電壓一樣的晶體管漏極電流相等(忽略溝道長度本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低壓差線性穩壓器，其特征在于，包括：誤差放大器、第一電流提供單元、第二電流提供單元、PMOS調整晶體管、第一電阻和第二電阻；所述PMOS調整晶體管的源極連接第一電壓端，漏極連接所述第一電阻的第一端，柵極連接所述誤差放大器的輸出端；所述第一電流提供單元適于產生基準電流；所述第二電流提供單元適于產生調節電流，所述調節電流與所述低壓差線性穩壓器的輸出端的電流相關聯；所述誤差放大器的第一輸入端輸入參考電壓，第二輸入端連接所述第一電阻的第二端和第二電阻的第一端，偏置電流輸入端輸入所述基準電流和調節電流疊加產生的偏置電流；所述第一電阻的第一端為所述低壓差線性穩壓器的輸出端；所述第二電阻的第二端連接第二電壓端；所述第一電壓端的電壓值大于第二電壓端的電壓值。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張志軍，
申請(專利權)人：上海宏力半導體制造有限公司，
類型：發明
國別省市：