[发明专利]低压差线性稳压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种低压差线性稳压器以及调整多个低压差线性稳压器中的多个调整电阻支路的方法。

背景技术

电子电路中的稳压器用于提供维持在特定容差范围内的稳定电压，向特定部件供电以确保其正常运行。低压差线性稳压器(LDO，Low Dropout Regulator)在通过引用被并入本文的序列号为11/406,172、11/129,801的美国专利申请中被描述。

图1所示的是现有技术中的LDO的构造框图。现有技术中的LDO 100包括依次级联的差分放大器A0、第二反相放大器A2和第一反相放大器A1，其中差分放大器A0的正相输入端ref接有参考电压REF0，第二反相放大器A2的输出端接有末级反相放大器输出负载L1，第一反相放大器A1的输出端与差分放大器的反相输入端fb之间连接有反馈电路F，从而差分放大器A0、第一反相放大器A1、第二反相放大器A2、反馈电路F形成具有稳压效果的负反馈放大回路。第一反相放大器A1的输出端作为该LDO 100的输出端。LDO 100还包括正相放大器A3和末级反相放大器A4，正相放大器A3和末级反相放大器A4构成LDO中的限流回路。该正相放大器A3的输入端与所述第一反相放大器A1的输入端连接，正相放大器A3的输出端与末级反相放大器A4的输入端连接，末级反相放大器A4的输出端与第一反相放大器A1的输入端连接，并与第二反相放大器A2共用末级反相放大器输出负载L1。末级反相放大器A4输出的电压用于稳定第一反相放大器A1的输入端处的电压。在LDO的工作过程中，外部负荷的电流增大，则LDO的输出端的电流也随之增大。当外部负荷电流较小时，负反馈放大回路工作，对外输出设定的稳定电压V_set，如图2所示，LDO则处于稳压模式，当外部负载电流上升到一定程度，此时则会使得第二反相放大器A2关闭，末级反相放大器A4打开，限流回路开始工作，以稳定第一反相放大器A1的输入端处的电压并使得LDO对外输出设定的限流值I_lim，LDO则处于限流模式。

图3是如图1所示的LDO的具体线路图。其中第二反相放大器A2包括PMOS场效应管P0，P0的栅极作为第二反相放大器A2的输入端与差分放大器A0的输出端连接，P0的漏极作为第二反相放大器A2的输出端。本文所指的“连接”指的是两者直接的电连接。第一反相放大器A1包含PMOS场效应管P1，P1的栅极作为第一反相放大器A1的输入端与P0的漏极连接，P1的漏极作为第一反相放大器A1的输出端，亦即LDO的输出端。反馈电路F包括电阻R1和R2。末级反相放大器输出负载L1包括NMOS场效应管N4，N4的漏极与P0输出端连接，N4的源极接地，并且N4的栅极接有参考电压VREF1，保持栅极电流恒定。正相放大器A3的输入端与P1的栅极连接。正相放大器A3包含NMOS场效应管N2和N3、PMOS场效应管P2和调整电阻支路Rt。P2的栅极作为正相放大器A3的输入端。其中P2和P1的栅极互连，P2和P1的源极都接恒压源VDD，因此P2和P1形成电流镜电路。由于电流镜的特性，P2的源极和漏极之间流过的电流I_P2与P1的源极和漏极之间流过的电流I_P1成正比。NMOS场效应管N2的栅极和漏极连接P2的漏极，形成二极管联接，P2的源极和漏极之间流过的电流I_P2与N2的漏极和源极之间流过的电流I_N2相等。NMOS场效应管N2和N3的栅极互连，它们的源极都接地，因此N2和N3形成另一电流镜。电流I_N2和I_N3成正比。NMOS场效应管N3与调整电阻支路Rt的一端连接，正相放大器A3的输出端为NMOS场效应管N3与调整电阻支路Rt一端的连接点，并作为末级反相放大器A4的输入。在正相放大器A3中，P2和N2形成共源级反相放大器，输入P2的电压经该共源级反相放大器反相和放大输出至N3，N3和Rt构成另一共源级反相放大器，因此，电压经过再一次反相和放大。由于其中电压经过两次反相放大，因此放大器A3是正相放大器。

末级反相放大器A4包含PMOS场效应管P4，P4的栅极作为末级反相放大器A4的输入Vin1，P4的源极接恒压源VDD，P4的漏极与N4的漏极连接，并且P4的漏极作为末级反相放大器A4的输出端Vout1与P1的栅极连接、并且与P0的漏极连接。其中，PMOS场效应管P4和N4构成共源级反相放大器，Vin1作为该共源级反相放大器的输入，Vout1作为该共源级反相放大器的输出。