[发明专利]一种具有快速响应特性的低压差线性稳压器

说明书

技术领域

本发明属于模拟集成电路技术领域，具体涉及一种具有快速响应特性的低压差线性稳压器。

背景技术

低压差线性稳压器作为现代电源管理芯片的主要组成部分，其特点在于工作过程中没有开关动作，噪声比较低且整个单元设计简单，元件数目少，整个芯片面积小便于集成。

图1是一种具有双环结构的LDO的结构示意图。其中的功率开关器件通常由PMOS管实现，这是由于使用PMOS管作为开关管，输入电压V_IN仅需要比输出电压V_O高出一个饱和漏源电压或夹断时漏源电压V_SD(sat)就可以维持所需要的输出电流I_O，所以特别适用于低压差、高效率的设计要求。PMOS管的驱动能力较弱，版图占用较大面积，输出电阻一般较大，对突变的负载做出的响应较慢。并且该结构需要弥勒电容进行环路补偿，这就又加大了芯片的版图面积。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述传统电路存在的问题，提出一种具有快速响应特性的低压差线性稳压器，为加快响应速度采用NMOS管作为调整管，同时采用双环结构，不要弥勒电容就可以很好的进行环路补偿。

本发明的技术方案是，

一种具有快速响应特性的低压差线性稳压器，包括误差放大器g_m，运算放大器、开关功率管M5、第一反馈电阻R_FB1、第二反馈电阻R_FB2、负载电阻R_L和电容C_O，

所述误差放大器g_m的正向输入端输入基准电压V_REF，其输出端连接运算放大器的正向输入端，所述开关功率管M5的栅极连接运算放大器的输出端，其漏极连接输入电压V_IN，第一反馈电阻R_FB1和第二反馈电阻R_FB2串联，其串联点连接误差放大器g_m的负向输入端，第一反馈电阻R_FB1的另一端接开关功率管M5的源极并作为所述具有快速响应特性的低压差线性稳压器的输出端，第二反馈电阻R_FB2的另一端接地，所述负载电阻R_L和电容C_O的并联结构连接在开关功率管M5的源极和地之间；

所述开关功率管M5为NMOS管，开关功率管M5的源极连接运算放大器的负向输入端。

具体的，所述运算放大器包括第一三极管Q1、第一PMOS管M6、第二PMOS管M7、第四NMOS管M4和第一电阻R1，

第一三极管Q1的基极作为所述运算放大器的正向输入端，第四NMOS管M4的源极作为所述运算放大器的负向输入端，其栅极作为所述运算放大器的输出端，

第一PMOS管M6的栅漏短接并连接第二PMOS管M7的栅极和第一三极管Q1的集电极，第一PMOS管M6和第二PMOS管M7的源极接输入电压V_IN，第一三极管Q1的发射极通过第一电阻R1后接第四NMOS管M4的源极，第四NMOS管M4的栅漏短接并连接第二PMOS管M7的漏极。

具体的，所述具有快速响应特性的低压差线性稳压器还包括电流源I、第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3、第二三极管Q2、第二电阻R2、第三电阻R3和齐纳管Z1，

第一NMOS管M1的栅漏短接并连接电流源和第二NMOS管M2的栅极，第一NMOS管M1和第二NMOS管M2的源极接地，

第二三极管Q2的基极接固定电平V_B1，其集电极接第二NMOS管M2的漏极，其发射极接第三NMOS管M3的栅极并通过第三电阻R3后接所述开关功率管M5的栅极；

第三NMOS管M3的漏极连接所述运算放大器的正向输入端，其源极通过第二电阻R2后连接开关功率管M5的源极；

齐纳管Z1的阳极连接所述开关功率管M5的源极，其阴极连接所述开关功率管M5的栅极。

本发明的有益效果为：采用NMOS管即开关功率管M5作为功率开关器件，使功率管的输出电阻减小，可提高负载突变时的响应速度；同时采用双环结构，由于内环路的存在，可以在不加入弥勒电容的情况下，将系统的主极点定在误差放大器的输出端；而且内环路可以迅速对输出电压的变化做出反应，调节功率管的栅极电压，调节输出电流来保持输出电压的稳定；本发明尤其适用于要求负载变化调整速度快的低压差线性稳压器。

附图说明