[实用新型]一种超低压差以及大驱动能力的线性稳压器

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及模拟集成电路，属于一种线性稳压器，尤其是一种超低压差及大驱动能力的线性稳压器。

背景技术

线性稳压器(Low Dropout Regulator)属于电源管理IC的一种，广泛应用于便携式设备中。相比于使用电感的DC-DC(直流-直流)转换器，它具有成本低、噪声低、和静态电流低等特点，同时由于没有电感，也没有EMI问题。

传统线性稳压器通常由PMOS输出管，驱动电路(Buffer)，电阻分压的反馈网络，误差放大器以及基准电路组成。基准电路通常采用带隙基准(Bandgap reference)，该模块产生一个几乎不随温度和电源等工作环境变化的参考电位。输出电压VOUT通过分压电阻R1、R2采样，并将该信号反馈至误差放大器的正向输入端。同时误差放大器的负向输入端接基准电压，误差放大器的输出接PMOS输出管的栅极。当外部负载条件或其他条件变化导致线性稳压器输出电压发生变化时，误差放大器的输出也会相应的发生变化，调整PMOS输出的导通状态(类似可变电阻)，进而保证输出电压回到稳定状态。负载电容CL用于辅助控制这样的一个闭环反馈系统在各种应用情况下保持稳定，RL为等效负载电阻。

线性稳压器的驱动能力由下式决定：

V_DS＞(V_GS-V_TH)，饱和区PMOS输出管的导通电流满足：

ID=12μPCOXWL(VSG-VTH)2]]>公式[1]

μ_p为空穴载流子的迁移率，C_OX为单位面积的栅氧化层电容，W/L为输出管的宽长比，V_SG为PMOS管的栅源电压差，V_TH为PMOS管阈值。

为了提高PMOS输出管的驱动能力，可以通过增加宽长比W/L，但是宽长比增加通常要增加芯片面积，这样会带来芯片成本的增加，同时更大的宽长比意味着更大的寄生电容，会影响线性稳压器的响应速度。

NMOS管饱和导通电流满足：(V_DS＞V_GS-V_TH条件下)

ID=12μnCOXWL(VGS-VTH)2]]>公式[2]

μ_n为电子载流子的迁移率，通常μ_n比μ_p大，那么在同样的宽长比情况下，采用NMOS管做驱动管可以比PMOS驱动管驱动能力显著提高。

现有的NMOS输出管的线性稳压器电路图2。

线性稳压器压降V_DROPOUT为：

线性稳压器输入电压V_IN下降到一定临界值时，系统失去对输出电压的调节能力，V_DROPOUT定义为临界点处输入电压和输出电压的差值。

不考虑内部静态电流损耗，线性稳压器的转化效率为：