[发明专利]一种低成本低功耗的低压差线性稳压器

说明书

本发明公开了一种低成本低功耗的低压差线性稳压器，包括晶体管PM1、PM2、PM3、NM1、PM4、NM3、NM4以及NM6构成的环路，所述晶体管PM2的源极连接于晶体管PM1的源极并接到电源端VDD。没有采用带隙参考电路，使得电路的复杂度降低，减小了芯片面积。

技术领域

本发明涉及芯片电源管理设计技术领域，具体为一种低成本低功耗的低压差线性稳压器。

背景技术

近些年来，集成电路规模越来越大，更多的功能被一个集成芯片集成在一起，不同的功能模块可能会涉及到不同的电源电压域，因此在这些大规模集成电路中，需要很多LDO（Low Dropout Voltage Regulator ：低压差线性稳压器）来实现不同电压域之间的转换。那么，如何降低LDO本身的功耗以及较少其本身的面积成为了芯片设计中的重要课题。如果LDO模块在片内集成大电容，会大幅增加芯片面积 ；如果采用片外电容，则需要增加芯片的引脚。所以，无论从应用成本、复杂度还是LDO自身可靠性而言，需要设计一种无需电容就能实现自稳定的无电容型 LDO。并且因为在芯片使用中，很多情况下芯片会处于低功耗待机状态，此时也需要一个低功耗的LDO为芯片提供电压。

与传统的LDO相比，无电容型LDO因为没有补偿电容，因此在整个环路中只能有一个极点，其他极点都需要远远大于这个极点，而要使LDO本身的功耗又要求更低，这是现阶段LDO设计的难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本低功耗的低压差线性稳压器，不需要补偿电容并且低功耗，解决了上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低成本低功耗的低压差线性稳压器，包括晶体管PM1、PM2、PM3、NM1、PM4、NM3、NM4以及NM6构成的环路，所述晶体管PM2的源极连接于晶体管PM1的源极并接到电源端VDD；晶体管PM2的漏极连接于晶体管PM3的源极以及运算放大器OP1的负极，运算放大器OP1的输出端接到晶体管PM3的栅极；晶体管PM3的漏极连接于晶体管NM6的漏极；晶体管NM6的源极连接于运算放大器OP2的负极，运算放大器OP2的输出端连接于晶体管NM6的栅极；晶体管NM6的源极还连接于晶体管NM4的漏极，晶体管NM4的栅极连接于晶体管PM4和晶体管NM3的栅极；晶体管NM3的源极连接于晶体管NM4的源极；晶体管NM3的漏极连接于晶体管PM4的漏极；晶体管PM4的源极与晶体管NM1的源极连接，并联级接到晶体管NM7的栅极，晶体管NM7的漏极和源极并联接地；晶体管NM1的漏极接到电源端VDD；所述晶体管PM2的栅极连接晶体管PM1的栅极并串接于晶体管PM1的漏极；晶体管PM1的漏极还连接于晶体管NM5的漏极，晶体管NM5的源极接地，晶体管NM5的栅极连接于晶体管NM8的栅极，晶体管NM8的漏极串接于晶体管NM8的栅极，并输出偏置电流IB，晶体管NM8的源极接地。

优选的，所述晶体管PM2为电流源，晶体管NM5、晶体管NM6以及晶体管PM1为电流源提供偏置电压。

优选的，所述晶体管NM4为反馈电流源。

优选的，所述晶体管NM1为功率管，由Vpg偏置，为Vout所连接的负载提供稳定电压输出，同时给负载提供大的电流输出。

优选的，所述晶体管PM4和晶体管NM3均采用二极管连接方式，为Vout提供稳定的输出电压。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本低成本低功耗的低压差线性稳压器，晶体管NM1为NMOS功率管；两个cascade晶体管PM3和晶体管NM6；为提高输出电压精度而采用的两个作用在cascade管的一级辅助运算放大器OP1、OP2；晶体管PM2作为电流源以及晶体管NM4作为反馈电流源；两个采用二级管方式连接的晶体管PM4和晶体管NM3；电压保持电容的晶体管NM7，没有采用带隙参考电路，使得电路的复杂度降低，减小了芯片面积。