[发明专利]一种无片外电容的LDO稳压器电路

说明书

本发明公开了一种无片外电容的LDO稳压器电路，应用于片上系统，当输出模块的输出电压上冲或下冲时，通过充电模块和放电模块可以对功率调整管的栅极进行充放电以增强瞬态响应；且当输出电压下冲时，如果输出电压未下冲至基准模块输出的基准电压，则可以令开关电容电路处于导通状态以增大功率调整管的栅极电容，起到降低输出电压的跳变速度，减小输出电压的进一步下冲的作用，而在输出电压下冲至基准电压之后，则又可以令开关电容断路关断以增强功率调整管的栅电压摆率，起到缩短瞬态响应后的建立时间，加快系统恢复到稳态的作用。可见，应用本LDO稳压器电路，能够消除抑制输出电压跳变和缩短瞬态响应后的建立时间之间的制约关系。

技术领域

本发明涉及电路领域，特别涉及一种无片外电容的LDO稳压器电路。

背景技术

集成化是半导体行业的发展趋势之一，各种功能的电路模块均将越来越微型化和高频化，并最终集成到片上系统(SOC)。其中，LDO稳压器(低压线性稳压器)用于为SOC的各个电路模块提供高精度电压，其性能的好坏直接影响着SOC的性能。而由于无片外电容型的LDO稳压器具有体积小和外部接口少而便于集成的优点，所以，目前对于片上集成LDO稳压器的研究，多数均基于无片外电容型的LDO稳压器。

在现有技术中，为了提高无片外电容型的LDO稳压器的频率特性和瞬态响应特性，往往在误差放大器输出端增加缓冲器或增大功率调整管的栅漏电容以增强功率调整管的栅电压摆率。可是，在主干路上增加缓冲器的方案虽然能够提高瞬间动态响应特性，但是不仅会增加静态功耗，降低LDO稳压器效率，还会影响频率响应，当负载突变时，LDO稳压器的输出电压跳变严重，稳定性较差；而增大功率调整管的栅漏电容的方案虽然能够提升频率特性，但不仅会延长瞬态响应后的建立时间(从输出电压上冲到最高或下冲到最低起到输出电压恢复到稳态值的时间)，瞬间动态响应性能较差，还会增大版图面积，增加集成难度。可见，现有的提高LDO稳压器的瞬间动态响应特性的技术方案，很难抑制LDO稳压器输出电压的跳变，频率特性差；现有的提升LDO稳压器的频率特性的技术方案，延长了瞬态响应后的建立时间，瞬间动态响应特性差。也就是说，在现有的技术方案中，抑制LDO稳压器的输出电压跳变和缩短瞬态响应后的建立时间存在制约关系。

因此，如何消除抑制LDO稳压器的输出电压跳变和缩短瞬态响应后的建立时间之间的制约关系是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种无片外电容的LDO稳压器电路，能够消除抑制LDO稳压器的输出电压跳变和缩短瞬态响应后的建立时间之间的制约关系。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种无片外电容的LDO稳压器电路，应用于片上系统，包括带隙基准源和误差放大器、输出模块，还包括：

连接于功率调整管的栅极和所述输出模块的电压输出端之间，用于当所述输出模块的输出电压上冲时，对所述功率调整管的栅极进行充电的充电模块；

第一输入端与所述带隙基准源的基准电压输出端连接，第二输入端与所述电压输出端连接，输出端与所述功率调整管的栅极连接，用于当所述输出模块的输出电压下冲时，降低所述功率调整管的栅极电流的放电模块；

与所述电压输出端、所述放电模块和所述功率调整管的栅极连接，当自身导通时用于增大所述功率调整管的栅极电容和当自身关断时用于增强所述功率调整管的栅电压摆率的开关电容电路。

优选地，所述充电模块具体包括：

电流源；

与所述电压输出端和所述电流源连接的微分器；

与所述微分器、电源电压供电端和所述功率调整管的栅极连接的电流放大器。

优选地，所述微分器具体包括：

第一端与所述电压输出端连接的电容；