[发明专利]低压差线性稳压电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种低压差线性稳压电路。

背景技术

低压差线形稳压电路（Low Dropout Regulator，LDO）是降压型直流线性稳压器，随着SOC技术的发展其在计算机、通讯、仪器仪表、消费类电子、摄像监控等行业应用无处不在。虽然与DC-DC开关电压转换器相比，LDO的效率低一些，但是它具有外围元件少、纹波小、噪声低、芯片面积小、电路结构简单等优点，所以LDO在电源管理类芯片中一直占有很大的比重。

随着集成度的提高，越来越多的LDO作为片上系统（System on Chip，SOC）芯片的子模块给某个关键的模块供电而集成到该SOC芯片中，而功能强大的SOC芯片中集成多个LDO模块给不同的模块供电已很普遍了。同时随着SOC系统的工作频率不断提高，其中的数字电路带来电源干扰也越来越严重，这就需要LDO有高速瞬态响应速度、高输出电压控制精度、高电源抑制比（Power Supply Rejection Ratio，PSRR）、低噪声等性能要求。

图1示出了现有的一种LDO电路示意图。参考图1，所述LDO稳压器电路是由误差放大器OP、中间buffer级、PMOS调整晶体管MP、分压反馈网络、输出电路、米勒补偿电路构成的单环负反馈系统。

具体地，所述分压反馈网络包括第一电阻Rf1和第二电阻Rf2。所述第一电阻Rf1和第二电阻Rf2组成分压单元，分压电压VFB被反馈至误差放大器OP的正相输入端。所述误差放大器OP的负相输入端接收基准电压vref。

所述输出电路由等效串联电阻ESR和输出电容C0组成。输出电路不仅可以减小由于负载突变时导致的输出电压纹波，而且还能为系统的负反馈环路提供一个高频零点。

所述米勒补偿电路包括米勒补偿电阻Rc和米勒补偿电容Cc，用于对误差放大器OP输出端的极点和PMOS调整晶体管MP漏极的极点进行补偿，使反馈环路在各种负载条件下都能稳定。

为了保证输出电压Vo的精度及在低频工作时的高PSRR，通常要求误差放大器OP具有较高增益，而高增益导致误差放大器OP的输出节点阻抗很大。这样将使得PSRR的主极点很低，超过该极点后PSRR以20dB/10倍频程快速滚降。

另外，为了让LDO有足够的驱动能力，PMOS调整晶体管的尺寸一般都很大，而大尺寸的调整晶体管本身会有较大的寄生电容（栅漏电容C_gd），这个寄生电容类似米勒电容，会把高频电源干扰传到LDO的输出端，严重恶化LDO电路的高频PSRR。

总之，图1所示的现有技术中的LDO电路的电源抑制比低，抗中高频电源干扰能力差，从而无法为当今一些高速高性能的SOC（如监控摄像头芯片中像素阵列）提供干净可靠的直流电源。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种具有高电源抑制比的低压差线性稳压电路，以有效地提高其抗电源干扰能力。

为解决上述问题，本发明提供一种低压差线性稳压电路，包括：误差放大器、缓冲电路、PMOS调整晶体管、补偿电路、分压反馈电路和输出电路；

所述误差放大器，用于将所述分压反馈电路输出的分压电压与基准电压进行比较，并将比较结果放大后输出至所述缓冲电路；

所述缓冲电路，用于进行阻抗匹配以隔离误差放大器的输出阻抗节点与PMOS调整晶体管的栅极寄生电容节点，并在为接收到的比较结果提供驱动后，将所述比较结果输出至PMOS调整晶体管的栅极；

所述PMOS调整晶体管的源极连接电源电压，漏极作为低压差线性稳压电路的输出端；

所述分压反馈电路，用于对所述PMOS调整晶体管漏极的电压进行分压，并将分压电压反馈至误差放大器；

所述输出电路连接所述PMOS调整晶体管的漏极，用于减小输出电压纹波；

所述补偿电路的一端连接电源电压，另一端连接所述误差放大器的输出端，用于对所述低压差线性稳压电路进行补偿以使其稳定；

其中，所述误差放大器包括：尾电流源及输入差分对、PMOS共源共栅电流镜和NMOS恒流源偏置及折叠管；

所述尾电流源及输入差分对包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管和第四PMOS管；所述PMOS共源共栅电流镜包括第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管和第八PMOS管；所述NMOS恒流源偏置及折叠管包括第九NMOS管、第十NMOS管、第十一NMOS管和第十二NMOS管；