[发明专利]一种线性电压调节器

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种线性电压调节器。

背景技术

线性电压调节器广泛用于便携式电子设备的电源供给，常规的线性电压调节器结构请参阅图1所示，其核心电路由误差放大器、输出放大电路和频率补偿电路组成，其中频率补偿电路由片外补偿电容Cp和串联电阻R_ESR组成。图1所示的线性电压调节器的工作原理是：如果负载RL发生变化使输出电压Vout降低，则输出电压Vout经过电阻R1和R2分压后反馈到误差放大器正端的电压也降低，由于参考电压Vref保持不变，因此误差放大器的输出电压降低，于是通过功率P沟道金属氧化物半导体管(P-Channel Metal Oxide Semiconductor，PMOS)MP的电流增加，从而使Vout升高，电路恢复平衡，输出电压稳定；反之，如果输出电压Vout升高，则反馈到误差放大器正端的电压升高，误差放大器的输出电压升高，于是通过功率PMOS管MP的电流减小，从而使Vout降低，电路恢复平衡。

图1所示的线性电压调节器，频率补偿电容Cp和串联电阻R_ESR产生一个零点，其频率如下：

fp=12πRESRCp---(1)]]>

该零点用于抵消电路的极点，为电压调节器提供足够的相位裕度，使电路保持稳定。

图2所示的电路为误差放大器通常采用的两级放大器结构，如果采用该结构，则线性电压调节器为三级放大器结构，这样为了保持电路的稳定性，需要补偿电容数目通常要多于三个，补偿电路比较复杂。另外，补偿电容Cp的数值通常为μF级，不能片上集成。

随着片上系统(system on chip，SoC)规模的不断增加以及便携式设备的迅猛发展，可以全芯片集成的线性电压调节器受到人们越来越多的关注。但常规的线性电压调节器由于上述缺点不能全芯片集成，因此不能适应片上系统规模的增加以及便携式设备的发展。

发明内容

为了解决现有的线性电压调节器中的误差放大器结构复杂以及线性电压调节器无法全芯片集成的技术问题，本发明提供了一种无需片外补偿电容的线性电压调节器，其目的在于，在不降低电路性能的情况下，简化线性电压调节器的结构，从而简化补偿电路，减少补偿电容的数目，降低补偿电容的数值，使线性电压调节器适合全芯片集成。

本发明提供了一种线性电压调节器，包括：

误差放大器，其由一级折叠共源共栅放大器构成，用于比较参考电压Vref和结点NETF的反馈电压，并产生第一输出电压；

输出放大电路，其包括功率PMOS管和分压电阻，所述功率PMOS管在所述第一输出电压的作用下产生第二输出电压Vout，所述分压电阻根据所述第二输出电压Vout产生所述结点NETF的反馈电压；

频率补偿电路，其包括压控电流源和补偿电容，用于接收所述结点NETF的反馈电压和所述第二输出电压Vout，并产生与所述输出放大电路的极点相匹配的零点。

所述误差放大器包括：

第一PMOS管Mp1，其栅极与第一偏置电压Vb1相连接，源极与电源电压VDD相连接；

第二PMOS管Mp2，其源极与所述第一PMOS管Mp1的漏极相连接，其栅极与所述结点NETF连接；

第三PMOS管Mp3，其源极与所述第一PMOS管Mp1的漏极相连接，其栅极与参考电压Vref相连接；

第四PMOS管Mp4，其源极与所述电源电压VDD相连接；

第五PMOS管Mp5，其源极与所述电源电压VDD相连接；

第六PMOS管Mp6，其源极与所述第四PMOS管Mp4的漏极相连接，其栅极与第四偏置电压Vb4相连接，其漏极分别与所述第四PMOS管Mp4的栅极和所述第五PMOS管Mp5的栅极相连接；