[发明专利]具有宽频带高电源抑制比的低压差电压调整器

说明书

技术领域

本发明涉及模拟集成电路领域。

背景技术

低压差电压调整器是电源管理电路中一个重要的组成部分，通常用在DC‐DC开关转换电路的后级，用来降低纹波电压，为后级对纹波电压比较敏感的模拟电路和RF电路提供干净的电源电压。一方面随着电源管理系统集成度的不断提高，为了减小电容和电感的体积，前级DC‐DC的工作频率进一步提高，因此增加了DC‐DC输出纹波电压的频率，这对后级低压差电压调整器PSRR的频带范围提出了更高的要求，另一方面随着工艺特征尺寸的不断减小，由于输出功率管的有限跨导和直流增益的降低，以及受到环路带宽的限制，传统结构的低压差电压调整器PSRR特性在低频段有所衰减，特别在高频段，衰减非常严重。

目前常用的改善电源抑制比方法有：

在低频段，采用一个NMOS管或者PMOS管与输出PMOS功率管级联，尽量将输入到输出的大电流通路隔离，采用这种技术会造成较大的面积开销，同时会增加输入输出压差，降低转换效率。

在中频段，采用二极管连接型前馈技术，在输入电压V_in和输出PMOS功率管的栅极之间加入一个二极管连接方式的PMOS管，将输入纹波电压通过二极管连接的PMOS管馈通到输出功率管的栅端，但这种方法由于在功率管栅端的寄生电容比较大，使得前馈带宽比较低，仅对1MHz以下的纹波电压有较好抑制，对于几MHz的高频段，很难起到作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种低压差电压调整器结构，能够有效提高低压差电压调整器高频段的PSRR特性。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，具有宽频带高电源抑制比的低压差电压调整器，包括反馈放大电路和输出级电路，反馈放大电路包括输出功率管和误差放大器，还包括：

电源纹波采样电路，其输入端接电压输入端，输出端接纹波分量叠加电路的第一输入端，电源纹波采样电路用于采集电源纹波分量；

纹波分量叠加电路，其第二输入端接误差放大器的输出端，其输出端接输出功率管的控制端，纹波分量叠加电路用于将电源纹波分量叠加到输出功率管的控制端。

所述电源纹波采样电路包括：

前馈补偿放大器，其正性输入端接参考电压；

第一比例电阻，设置于电压输入端和前馈补偿放大器的负性输入端之间；

第一电容，设置于电压输入端和前馈补偿放大器的负性输入端之间；

第二比例电阻，设置于前馈补偿放大器的负性输入端和前馈补偿放大器的输出端之间；

所述纹波分量叠加电路包括：

加法放大器，其正性输入端接误差放大器的输出端，其负性输入端通过第三电阻接前馈补偿放大器的输出端，其负性输入端还通过第一电阻接输出功率管的控制端，其输出端接输出功率管的控制端，其负性输入端还通过第二电阻接地。

相关参数满足下式：

Vbias>VinRff2Rff1+Rff2]]>

其中，V_bias为参考电压，V_in为输入电压，R_ff1为第一比例电阻的电阻值，R_ff1为第二比例电阻的电阻值。