[实用新型]低压降稳压器

说明书

技术领域

本实用新型为一种稳压电路，特别是一种具有大输入电压范围的低压降稳压器。

背景技术

具低压降(low dropout；LDO)的稳压器被相当广泛地应用于如计算机、行动电话、交通工具或是其余电子产品之电源管理系统上。电源管理系统使用低压降稳压器作为区域性电源供应器。低压降稳压器必须具有纯净的输出与快速瞬时响应。同时，低压降稳压器更使电源管理系统可以有效提供小于一般供应电压等级的额外电压。举例来说，5伏特或是12伏特的电压管理系统使用低压降稳压器，将可供应部份的芯片组或是内存纯净的2.5伏特及3.3伏特的电压讯号。

尽管低压降稳压器并不能相当有效率地转换功率，但是他却具有体积小、成本不高的特点，且也仅有相当小的频率干扰(frequencyinterference)。此外它可提供区域电路纯净的电压，且不会因为电源系统的其它区域的电流波动(current fluctuations)而受影响。因此，在区域电路的功率消耗相对于整体电源供应系统的负载来说相当微小时，低压降稳压器被广泛地使用于区域电路的电源供应。

一理想低压降稳压器提供精准的直流电输出，同时于负载变化以及输入瞬时时具有快速响应。且因为低压降稳压器广泛地应用于量产的产品，如计算机与行动电话，故设计简单与低生产成本也是必要的。

传统的稳压器包含有耦接于传递组件的反馈控制回路，其可调变传递组件的栅极电压而能控制其阻抗(impedance)。根据栅极电压，传递组件可供应不同等级的电流至电源供应器的输出区。因此，不论负载的情况与输入的瞬时响应，因为栅极电压被调变，故都会提供稳定的直流电压输出。如图1所示，系为习知源极随耦稳压器(sourcefollow regulator)的电路图，其包含有N型传输晶体管10、反馈控制电路11以及分压器12，分压器12具有分压点FB以及两个电阻121、122。源极随耦稳压器接收未调整的直流输入电压V_IN，并输出调整后的直流输出电压V₀。反馈控制电路11包含有误差放大器15以及传输至误差放大器15的正输入端的参考讯号V_REF。误差放大器15的输出端连接至N型传输晶体管10之栅极端G，而直流输入电压V_IN传输至N型传输晶体管10的漏极端D，源极端S则可传递直流输出电压V₀。直流输出电压V₀系由反馈控制电路11透过分压器12来传递。电阻121、122串连于直流输出电压V₀与参考地端之间，分压点FB位于两电阻121、122之间，并连接回误差放大器15的负输入端。

这种源极随耦稳压器的优点在于良好的稳定性，N型传输晶体管10提供衰减至反馈回路，误差放大器15主要控制回路的增益(gain)，而可轻易达到足够的增益边限(Gain Margin)和相位边限(PhaseMargin)。另一个优点在于具有高电源拒斥比(Power SupplyRejection Ratio；PSRR)，N型传输晶体管10由漏极端D接收直流输入电压V_IN，因此可具有高的阻抗来抵抗由直流输入电压V_IN至直流输出电压V₀的噪声。然而，源极随耦稳压器缺点是此种稳压器具有高的压降电压，栅极至源极电压Vgs₁高于导通N型传输晶体管10之临界电压V_T。直流输入电压V_IN与直流输出电压V₀之间的电压差限制了直流输出电压V₀的上限。漏极至源极电压V_DS1乃是当N型传输晶体管10于截止状态时，位于漏极端D与源极端S的电压降。

请参阅图2，系为低压降稳压器的基本结构，低压降稳压器包含有P型传输晶体管20，反馈控制电路21与分压器22，分压器22包含有两个电阻221、222，反馈控制电路21包含有误差放大器211以及传输至误差放大器211之负输入端的参考讯号V_REF，而误差放大器211的输出端连接于P型传输晶体管20的栅极端G。