[发明专利]低压差稳压器

说明书

背景技术

低压差稳压器(LDO)使用将电流从源端传导到负载的传输晶体管。电流的数量以及，因此，输出电压由传输晶体管的栅电压控制。稳压器的输出电压被反馈给误差放大器，其将输出电压和基准电压比较。这两个电压之间的差用于产生传输晶体管的栅电压。因此，如果输出电压过低，误差放大器产生使得传输晶体管传导更多电流的栅电压，提高输出电压。类似地，如果输出电压过高，误差放大器产生使得传输晶体管传输更少电流的栅电压，降低输出电压。

低压差稳压器在一些射频电路中作为电压源。射频电路中的电压源通常在10-20kHz以上的频率要求低电压源噪声。较高的频率噪声会干扰射频电路的性能。为了节约电力，射频中的电路汲取非常小的电流，这增大了噪声。为了克服噪声，常规的用于射频电路的稳压器可具有连接至LDO输出端的大电容。然而，很多射频电路使用多个不同的电源域，其需要使用多个大电容。这些电容器通常位于射频电路的外部，且增加了射频电路的成本和尺寸。

另一个降低噪声的方法是通过误差放大器传递大电流。例如，可以使用0.5到2毫安范围的电流。在误差放大器的输入级，噪声和电流的平方成反比，因此电流越高导致噪声越小。然而，高电流具有许多缺点，尤其当射频电路为电池供电设备时。最显著的缺点是，较高的电流降低了电池供电射频的电池寿命。

发明内容

本文公开稳压器。稳压器的一个实施例包括MOS型传输晶体管，其中传输晶体管的沟道可连接至电压源，并且其中传输晶体管的第二沟道连接至稳压器的输出端。该稳压器还包括误差放大器，其具有基准输入端和输出端，该输出端连接至传输晶体管的栅极且该基准输入端连接至基准电压源。

附图说明

图1是低压差稳压器的一个实施例的示意图。

图2是低压差稳压器的另一个实施例的示意图。

图3是低压差稳压器的另一个实施例的示意图。

图4是低压差稳压器的另一个实施例的示意图。

具体实施方式

本文公开低压差稳压器以及调节电压的方法。该低压差稳压器有时被简称为LDO或稳压器。本文所公开的LDO使用非常慢的误差放大器，因此闭环LDO带宽低于预定频率。例如，闭环LDO带宽可低于10-20kHz，如下文所描述的，其能够通过在输入级使用非常小的偏置电流(10-20nA)来实现。闭环带宽频率外的输出噪音由传输晶体管的噪音限定，传输晶体管的噪音与负载电流的平方根成反比。因此，在目标频率处，越大的负载电流导致越小的噪声。

在常规应用中，LDO中的低闭环带宽在切换负载时造成输出电压的长建立时间(settling time)。本文公开的LDO通过在误差放大器中使用AB类输入级消除负载问题。在稳态时，当负载为恒量时，误差小且流过误差放大器的电流流量小。然而在负载瞬变过程中，电流流量会上升，其增加闭环带宽并确保非常快速地建立输出电压。

已简要描述了LDO，现将更详细的描述不同实施例。参考图1，其为LDO100的示意图，LDO 100有时在此被称为稳压器100。稳压器100具有输入端102，其接受输入电压V_IN，诸如DC电压。DC电压可具有由其生成而引起的一些纹波或噪声。稳压器100具有输出端104，其输出稳定的输出电压V_O。

稳压器100包括连接或耦合在输入端102和输出端104之间的传输晶体管Q_PASS，其可为场效应晶体管(FET)。传输晶体管Q_PASS可在集电极开路或漏极开路模式中运行，其使得传输晶体管能够在饱和模式或接近饱和模式中运行。一般地，漏极和源极可称为沟道。在饱和模式，输入端102和输出端104之间的传输晶体管Q_PASS两端的电压降非常小，其使得稳压器100能够有效运行。在一些实施例中，传输晶体管Q_PASS为双极结型晶体管。在其他实施例中，传输晶体管Q_PASS可为NMOS-型器件或PMOS-型器件。

分压器108提供输出电压V_O的反馈。在图1的实施例中，分压器108由两个串联连接的电阻器R1和R2组成。误差放大器110监测分压器108的输出并将其与基准电压V_R比较。使用串联电阻器的分压器108消耗来自稳压器100的输出端104的电流，其可能不益于低功率应用。为了克服该问题，误差放大器110的一些实施例直接监测输出电压V_O而不使用任何分压器。