[发明专利]一种集成摆率增强电路的低功耗无片外电容LDO

说明书

技术领域

本发明主要涉及电源管理技术技术领域，尤其涉及一种集成摆率增强电路的低功耗无片外电容LDO。

背景技术

随着手机、数码相机、PAD等便携式设备的广泛应用,高性能的电源管理系统己成为当前集成电路产业发展中越来越重要的设计挑战。在电源管理领域中,直流-直流转换模块(DC-DC)和低压差线性稳压器(LDO)是主导电源市场的两大产品。在各种稳压器结构中,低压差线性稳压器凭借着结构简单、低功耗、低输出噪声、占用芯片面积少以及低廉的价格等优点,在便携式电子产品中得到广泛的应用。相比于DC-DC变换器，LDO具有低纹波,低输出噪声等优点,使得在一些对输出电压精度和稳定性要求比较严格的场合,LDO具有不可比拟的优势,市场发展前景非常广阔。

传统的LDO电路如图1所示，为了使输出电压稳定，通常需要在输出端外接一个大负载电容,利用这个大电容和其等效串联电阻(ESR)产生一个左半平面零点对系统进行补偿,保证系统稳定。而且这个大电容可以在瞬态响应时充当一个充电电源，能有效减小负载跳变时输出电压产生的尖峰，达到改善瞬态响应的目的。但是大的输出负载电容,不仅占用大量的芯片面积,也增加了设计成本,同时还加大了应用的复杂度。因此，无片外电容LDO逐渐成为了研究的新热点。

环路带宽和摆率是影响LDO瞬态响应快慢的关键因素。低功耗LDO的低静态电流限制了带宽和摆率，因此我们无法在保证低功耗的前提下使得LDO具有很好的瞬态响应。而在无片外电容型的LDO中，负载跳变只能依靠功率调整管的快速响应，由于调整管的栅极寄生电容很大，瞬态响应与功率调整管的栅极电容大小成反比，所以无片外电容LDO的瞬态响应会变得很差。因此，需要设计一款摆率增强电路来改善低功耗无片外电容LDO的瞬态响应。

发明内容

本发明所要解决的是现有的低功耗无片外电容LDO的瞬态响应较差的问题，提出了一种集成摆率增强电路的低功耗无片外电容LDO；在LDO负载变化时，该摆率增强电路通过双充电和放电支路为LDO的调整管栅极电容提供大的充电电流或放电电流，进而显著地提高低功耗无片外电容LDO的瞬态响应特性。

本发明采用的技术方案是：

一种集成摆率增强电路的低功耗无片外电容LDO，其特征在于：包括基准电压模块、误差放大器、增益提升级、功率调整管和密勒补偿电路；其中，误差放大器的同相输入端接LDO的输出端，反相输入端与基准电压模块的输出端相接，增益提升级的输入端与误差放大器的输出端相连接，增益提升级的输出端接功率调整管的栅极，功率调整管的漏极作为LDO的输出端，密勒补偿电容的一端接误差放大器的输出端，另一端与LDO的输出端相连；还包括有摆率增强电路，摆率增强电路有两个输入端，分别与基准电压模块和LDO的输出端相连，摆率增强电路的输出端与功率调整管的栅极相连。

所述的集成摆率增强电路的低功耗无片外电容LDO，其特征在于：所述的摆率增强电路包括PMOS管M₃、M₄、M₅、M₆、M₇、M₈、M₁₁、M₁₂、M₁₃、M₁₄、M₁₉、M₂₀；NMOS管M₁、M₂、M₉、M₁₀、M₁₅、M₁₆、M₁₇、M₁₈，偏置电流源I₀；