增強環路穩定性的低壓差線性穩壓器電路制造技術

本實用新型專利技術涉及一種增強環路穩定性的低壓差線性穩壓器電路，包括帶隙基準源、誤差放大器、緩沖器、功率驅動管、電阻反饋網絡，緩沖器包括第十一管、第十二管、第九管及第十四管，緩沖器還包括減小第十一管的輸出阻抗的反饋達林頓管組，反饋達林頓管組包括第一三極管和第二三極管，第一三極管的基極與第十一管的漏極相連接，集電極與第十一管的源極相連接，發射極與第十四管的漏極相連接，第二三極管的基極與第十四管的漏極相連接，集電極與第一三極管的集電極相連接，發射極與低壓差線性穩壓器電路的輸出端相連接。本實用新型專利技術可以在犧牲很小的功耗電流下，把功率管柵極處的極點推到高頻，從而增加系統穩定性。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種增強環路穩定性的低壓差線性穩壓器電路。
技術介紹
LDO (Low Dropout Voltage Regulator :低壓差線性穩壓器)是線性穩壓源的一種，它具有體積小、噪聲小、輸出波紋低，無電磁干擾且設計簡單、外圍原件少等優點。但LDO較高的輸出阻抗和較大的負載電容會在輸出產生一個低頻極點。該低頻極點會隨著LDO負載電流的變化而向高頻或低頻移動，若補償不當，會影響整個LDO環路的穩定性。單個極點由于頻率所引起的相移最大為90度，因此對于一個穩定的LDO系統，要控制在單位增益帶寬內只有一個極點，才能保證在環路增益降到零時，由于頻率所引起的相位漂移小于180度。但一般復雜的環路系統的極點個數都大于兩個，如果不進行適當的頻率補償，該系統將難以穩定地工作。傳統的ESR零點補償方法在不影響LDO輸出精度的前提下，能夠較好地實現LDO線性電源芯片穩定性補償。但是ESR零點補償存在以下局限性在ESR零點補償中，為了獲取合適的ESR電阻值，輸出電容一般選用具有高穩定性的鉭電容，這種電容的價格比較昂貴，增加了系統成本；如果選用價格低廉的電容，其輸出電容的寄生電阻(ESR)容易受溫度等因素的影響，使得零點與極點的抵消失效，穩定性變差。另一個方案是采用極點分離技術，來形成在任何負載電流下只有一個關鍵極點。這個密勒電容需要足夠大，把誤差放大器的輸出極點拉到低頻，使其在任何負載電流下成為主極點；同時，把LDO輸出端極點推到相對較高的頻率，即單位增益帶寬以外。但這種方法對LDO不是很適合，因為LDO的負載阻抗常常有極大的變化，輸出電容也很大，如此之大的密勒電容減小了環路帶寬和擺率，并且消耗了更多的功耗和更大的面積。目前較為流行的一種方法是輸出極點跟蹤法，即產生一個位置可變的左半平面零點，這個零點能夠跟蹤輸出端極點的位置變化，用來抵銷該極點。這樣，系統的主極點就可以被固定設置在誤差放大器的輸出端，從而可以得到足夠的相位裕度。但該零點是靠電容串聯電阻來實現的，無論是注入電阻，還是MO S管做電阻，其精度受到一定限制，使零點不能完全跟蹤輸出極點；而采用較高精度的濺射薄膜電阻工藝將無疑增加了制作成本。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種在犧牲很小的功耗電流下，把功率管柵極處的極點推到高頻而增加系統穩定性的低壓差線性穩壓器電路。為達到上述目的，本技術采用的技術方案是一種增強環路穩定性的低壓差線性穩壓器電路，包括帶隙基準源、誤差放大器、緩沖器、功率驅動管、電阻反饋網絡，所述的緩沖器包括第十一管、第十二管、第九管及第十四管，所述的第十一管的柵極與所述的誤差放大器相連接，所述的第十二管的柵極、所述的第九管的柵極、所述的第十四管的柵極分別于所述的誤差放大器相連接，所述的第十二管的源極與所述的低壓差線性穩壓器電路的輸入端相連接，所述的第十二管的漏極與所述的第十一管的源極相連接，所述的第九管的源極、所述的第十四管的源極與所述的低壓差線性穩壓器電路的輸出端相連接，所述的緩沖器還包括減小所述的第十一管的輸出阻抗的反饋達林頓管組，所述的反饋達林頓管組包括第一三極管和第二三極管，所述的第一三極管的基極與所述的第十一管的漏極相連接，所述的第一三極管的集電極與所述的第十一管的源極相連接，所述的第一三極管的發射極與所述的第十四管的漏極相連接，所述的第二三極管的基極與所述的第十四管的漏極相連接，所述的第二三極管的集電極與所述的第一三極管的集電極相連接，所述的第二三極管的發射極與所述的低壓差線性穩壓器電路的輸出端相連接。優選的，所述的緩沖器還包括減小所述的第十一管的輸出阻抗的采用二極管連接的第十五管，所述的第十五管的源極與所述的低壓差線性穩壓器電路的輸入端相連接，所述的第十五管的柵極與所述的功率驅動管的柵極相連接，所述的第十五管的漏極與所述的第十一管的源極相連接。優選的，所述的帶隙基準源的輸入端連接至所述的低壓差線性穩壓器電路的輸入端，所述的帶隙基準源的輸出端連接至所述的誤差放大器的反相端，所述的緩沖器的輸入 端與所述的誤差放大器的輸出端相連接，所述的緩沖器的輸出端與所述的功率驅動管的柵極相連接，所述的功率驅動管的源極與所述的低壓差線性穩壓器電路的輸入端相連接，所述的電阻反饋網絡連接于所述的功率驅動管的漏極與所述的誤差放大器的同相端之間，所述的低壓差線性穩壓器電路的輸出端連接有負載。優選的，所述的誤差放大器采用PMOS輸入折疊共源共柵結構，其包括共源共柵模塊、與所述的緩沖器相連接的第五管，所述的第五管由采用二極管連接的第六管提供偏置；所述的誤差放大器中還連接有與所述的低壓差線性穩壓器電路的輸出端相連接的密勒電容。優選的，所述的緩沖器的前端連接有為其提供偏置的第十管、第十三管。由于上述技術方案運用，本技術與現有技術相比具有下列優點本技術可以在犧牲很小的功耗電流下，把功率管柵極處的極點推到高頻，從而增加系統穩定性。附圖說明附圖I為本技術的增強環路穩定性的低壓差線性穩壓器電路的系統結構框圖。附圖2為本技術的增強環路穩定性的低壓差線性穩壓器電路的電路原理圖。附圖3為本技術的增強環路穩定性的低壓差線性穩壓器電路在重載和輕載下的幅頻特性曲線。附圖4為本技術的增強環路穩定性的低壓差線性穩壓器電路的相位裕度隨負載電流的變化曲線。具體實施方式以下結合附圖所示的實施例對本技術作進一步描述。實施例一參見附圖I和附圖2所示。一種增強環路穩定性的低壓差線性穩壓器電路，包括帶隙基準源Voltagereference、誤差放大器Error amplifier、緩沖器buffer、功率驅動管MP、電阻反饋網絡。帶隙基準源Voltage reference的輸入端連接至低壓差線性穩壓器電路的輸入端,帶隙基準源Voltage reference的輸出端連接至誤差放大器Erroramplifier的反相端,緩沖器buffer的輸入端與誤差放大器Error amplifier的輸出端相連接,緩沖器buffer的輸出端與功率驅動管MP的柵極相連接，功率驅動管MP的源極與低壓差線性穩壓器電路的輸入端相連接，電阻反饋網絡連接于功率驅動管MP的漏極與誤差放大器Eiror amplifier的同相端之間，低壓差線性穩壓器電路的輸出端連接有由負載電阻RL和負載電容CL構成的負載。電阻反饋網絡由第一電阻Rl和第二電阻R2構成。LDO系統主要有3個低頻極點誤差放大器的輸出極點Pl (位于NI處)、功率驅動管MP柵處的極點(位于N2處)和輸出極點PO (位于輸出端)。pl=l/(rol*Cl)p2=l/(rob*Cp)pO=l/ (roeq*CL)其中，rol為誤差放大器的輸出阻抗，Cl為節點NI處的等效電容，它主要由緩沖器buffer的輸入電容構成，rob是緩沖器buffer的輸出阻抗，Cp是功率驅動管MP的輸入電容，roeq是LDO輸出端的等效輸出阻抗，CL是LDO的負載電容。輸出極點PO的大小是隨著負載電流的變化而變化，因為當負載電流變化時，功率驅動管MP的阻抗隨之變化，如輕載時，功率驅動管MP的阻抗變大，進而roeq的阻抗變大，導致PO向低頻移動；重載時，功率驅動管MP的阻抗減小，進而roeq的阻抗變小，導致PO向高頻移動。誤差放大器Eiro本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種增強環路穩定性的低壓差線性穩壓器電路，包括帶隙基準源、誤差放大器、緩沖器、功率驅動管、電阻反饋網絡，所述的緩沖器包括第十一管、第十二管、第九管及第十四管，所述的第十一管的柵極與所述的誤差放大器相連接，所述的第十二管的柵極、所述的第九管的柵極、所述的第十四管的柵極分別于所述的誤差放大器相連接，所述的第十二管的源極與所述的低壓差線性穩壓器電路的輸入端相連接，所述的第十二管的漏極與所述的第十一管的源極相連接，所述的第九管的源極、所述的第十四管的源極與所述的低壓差線性穩壓器電路的輸出端相連接，其特征在于：所述的緩沖器還包括減小所述的第十一管的輸出阻抗的反饋達林頓管組，所述的反饋達林頓管組包括第一三極管和第二三極管，所述的第一三極管的基極與所述的第十一管的漏極相連接，所述的第一三極管的集電極與所述的第十一管的源極相連接，所述的第一三極管的發射極與所述的第十四管的漏極相連接，所述的第二三極管的基極與所述的第十四管的漏極相連接，所述的第二三極管的集電極與所述的第一三極管的集電極相連接，所述的第二三極管的發射極與所述的低壓差線性穩壓器電路的輸出端相連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：白濤，
申請(專利權)人：中國兵器工業集團第二一四研究所蘇州研發中心，
類型：實用新型
國別省市：