[发明专利]一种用于线性稳压器的电压缓冲电路

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路，具体涉及线性稳压器(linear voltageregulator)内部的电压缓冲电路。

背景技术

近年来，单片集成的线性稳压电源，以其低成本，无需电感元件，洁净的输出电压(低纹波、低噪声)等特点，广泛应用于以电池供电的电子系统，如移动电话、掌上电脑等消费类电子产品，以及医疗设备、测试仪器。

单片集成线性稳压器的基本组成如图1所示，包括了压差放大器(1)，电压缓冲器(2)，电压调整晶体管(3)(pass transistor)，反馈网络(4)。参考电压Vref(7)为内部产生，或来自芯片外的，不随温度、输入电压等变化的稳定电压信号，电容Cb及其等效串联电阻(5)和电阻RL(6)为集成线性稳压器输出端所连接的片外滤波电容和负载电阻。

线性稳压器的稳压原理为：当输入电压Vi(8)或线性稳压器的负载RL(6)发生变化，引起线性稳压器输出端(9)的电压变化时，反馈网络(4)将输出电压的变化反馈回压差放大器(1)的正向输入端，放大后的输出电压变化信号再经过电压缓冲电路，传播到电压调整晶体管的控制极(10)(对于场效应晶体管，栅极为控制极，对于双极晶体管为基极)，以控制电压调整晶体管(3)的输出电流，从而达到稳定输出电压的目的。

图1中，电压缓冲电路(2)的作用是将压差放大器的输出电阻与电压调整晶体管的输入电容隔离，避免产生低频极点。

从图1和以上线性稳压器的工作过程可以看到，线性稳压器是一个典型的负反馈系统，因而必须保证系统的频率稳定性，即保证在正常的工作条件下，不会发生由于信号路径对信号的相位移动，使负反馈成为正反馈而引起的自激振荡现象。

线性稳压器中反馈环路对信号的相移，主要与稳压器输出端(9)的极点P1和电压缓冲电路输出端(10)的极点P2相关。忽略系统中其他高频极点，则稳压器的环增益(loop gain)与频率的关系为：

$T\left(S\right)=\mathrm{\β}*\mathrm{Av}\left(S\right)$