[发明专利]压控零点补偿电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种压控零点补偿电路，特别是涉及一种用于实现LDO稳定性的压控零点补偿电路。

背景技术

一般来说，LDO(low dropout regulator，低压差线性稳压器)电路的频率稳定性取决于误差放大器和频率补偿网络。对于1uf～10uf的稳压电容，传统的LDO电路采用源跟随器作为中间级，利用源跟随器的低输出阻抗隔开高增益误差放大器和驱动管栅极寄生电容形成的低频极点，因此源跟随器具有需要消耗大量电流才能将驱动管栅极点推到高频的缺点，同时源跟随器作为中间级，存在NMOS源跟随器引起驱动管在小负载时无法完全关闭、PMOS源跟随器引起驱动管在大负载时无法完全打开的缺点。

所以对于大电容负载LDO电路，往往需要利用频率补偿技术来实现LDO的稳定性，目前采用最多的就是零点补偿技术，零点补偿技术主要通过在电路内部产生零点抵消极点的方法实现LDO稳定，现有技术最常采用的就是压控零点补偿技术。

图1为现有技术中一种具有压控零点补偿技术的LDO的电路原理图。Vout和Vfb分别为LDO的输出电压和反馈电压，R1和R2分别为LDO的反馈电阻，Rp和Cp分别为误差放大器101(跨导为gm)的输出寄生电阻和输出寄生电容，RL和CL分别为LDO的输出电阻和输出电容，压控零点补偿电路102连接LDO的输出电压Vout和反馈电压Vfb，其基本工作原理是利用LDO输出电压Vout和反馈电容C产生一股压控电流源i＝SCVout流入LDO反馈电阻，使补偿电容C和反馈电阻R2产生一个左半平面零点Z用于补偿误差放大器101的输出极点，以改善LDO频率稳定性，然而采用该压控零点补偿技术产生零点Z的同时，LDO环路中还增加了一个压控零点补偿电路内部极点P，这个内部极点P通常在LDO带内几百KHz处降低LDO的稳定性。

Z=1R2C]]>

p=gmxC]]>

图2为图1中的压控零点补偿电路的电路示意图。如图2所示，辅助放大器A将极点P推到高频降低对LDO主环路稳定性的影响。图2之压控零点补偿电路的基本工作原理是源跟随器Mx和辅助放大器形成反馈，将NMOS管源跟随器Mx的跨导gmx增大了A倍，将极点P推向高频，图中Rx和Cx分别为辅助放大器的输出寄生电阻电容，IB为补偿电路提供偏置电流，通过将偏置电流的镜像比例倍增m(mIB)，即：将流入LDO反馈电阻的压控电流增大到mSCVout，实现了零点频率降低m倍，换句话说，在得到相同零点情况下降低了补偿电容C取值，进一步提高了内部极点P。例如对于R2＝200K，C1＝5pf，得到补偿零点Z1＝200KHz小于GBW，寄生极点P1＝10MHz大于GBW，能够起到补偿作用。可见，采用图2之压控零点补偿技术后，零点被推向低频，极点被推向高频，优化了补偿效果，同时采用cascode结构偏置电流提高补偿电路的输出阻抗，使补偿电路输出阻抗与反馈电阻并联后，更多的电流流入反馈电阻，降低了压控零点补偿电路对主环路的影响。

然而，采用上述压控零点补偿技术却也存在如下不足：由于辅助放大器的静态工作点限制了LDO的输出电压范围，该压控零点补偿技术只适用于输出电压较高的LDO，同时该压控零点补偿技术没有考虑压控零点补偿电路对PSRR(Power Supply Rejection Ratio，电源抑制比)的影响以及电流镜镜像极点对电路稳定性的影响。

发明内容

为克服上述现有技术的上述缺点，本发明的主要目的在于提供一种压控零点频率补偿电路，其能够应用于各种输出电压范围的高性能大驱动能力LDO，并使得采用本发明后的中频段PSRR得到了提高。