[发明专利]一种低功耗无片外电容型低压差线性稳压器

说明书

技术领域

本发明属于电源管理技术领域，具体涉及一种无片外电容型低压差线性稳压器(CAPLESS-LDO)的设计。

背景技术

低压差线性稳压器(LDO)具有低功耗、低噪声、占用芯片面积小等特点，已经广泛应用于可移动电子设备。而无片外电容型的LDO(即Capless-LDO)因为其可集成的优点，更加广泛的使用于片上系统(SOC：system-on-chip)。

无片外电容型低压差线性稳压器Capless-LDO与典型的低压差线性稳压器LDO架构相同，具体包括：误差放大器EA(Error Amplifier)、调整管M_P、R_F1和R_F2构成的电阻分压反馈网络、负载电流源Iload和输出电容C_O。两种低压差线性稳压器LDO的最大差距在于输出电容C_O的大小，相比于带片外电容的低压差线性稳压器LDO一般使用微法(uF)级的陶瓷电容，无片外电容型低压差线性稳压器Capless-LDO的输出电容C_O一般由片上系统SOC内部各模块的电源总线的寄生电容构成，通常情况下小于100pF。由于小的输出电容在负载切换时不能提供足够的电流，无片外电容型低压差线性稳压器Capless-LDO要求更快的环路调整，避免过大的过冲电压和下冲电压。因此无片外电容型低压差线性稳压器Capless-LDO的发展需求除了低功耗外，还要求瞬态响应更快速。

发明内容

本发明提供一种无片外电容的低压差线性稳压器LDO电路，具有低功耗和快速瞬态响应的特点，尤其适用于片上系统SOC。

本发明的技术方案为：

一种低功耗无片外电容型低压差线性稳压器，包括瞬态增强电路、含高通检测网络的误差放大器电路、缓冲器电路、调整管M_P、输出电容C₀和负载电流源Iload，

所述误差放大器电路包括由第一PMOS管PM1和第二PMOS管PM2构成的共栅极输入对、第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2、第三NMOS管NM3、第四NMOS管NM4、第五NMOS管NM5、第六NMOS管NM6、第七NMOS管NM7、第八NMOS管NM8、第九NMOS管NM9、第十NMOS管NM10、第十一NMOS管NM11、第十二NMOS管NM12、第四PMOS管PM4、第五PMOS管PM5、第六PMOS管PM6、第七PMOS管PM7、第八PMOS管PM8、第九PMOS管PM9、第十PMOS管PM10、第十一PMOS管PM11、第十二PMOS管PM12、密勒电容C_C和调零电阻R_Z，

所述高通检测网络包括串联的第四电阻R_A和第二电容C_A，其串联点接第四PMOS管PM4的栅极，第四电阻R_A的另一端接第一偏置电压V_B1，第二电容C_A的另一端接输出电压V_OUT；

第一NMOS管NM1的栅漏短接并连接第一PMOS管PM1的漏极、第三NMOS管NM3和第九NMOS管NM9的栅极，第二PMOS管PM2的栅漏短接并连接第一PMOS管PM1的栅极和第二NMOS管NM2的漏极，第一PMOS管PM1的源极接调整管M_P的漏极，第二NMOS管NM2的栅极接第二偏置电压V_B2，

第四NMOS管NM4的栅漏短接并连接第五NMOS管NM5的栅极、第三NMOS管NM3和第四PMOS管PM4的漏极，第六PMOS管PM6的栅漏短接并连接第七PMOS管PM7的栅极、第五NMOS管NM5和第五PMOS管PM5的漏极，第五PMOS管PM5的栅极接第一偏置电压V_B1，第七NMOS管NM7的栅漏短接并连接第八NMOS管NM8的栅极、第六NMOS管NM6和第七PMOS管PM7的漏极，第六NMOS管NM6的栅极接第二偏置电压V_B2，第四PMOS管PM4的源极接第五PMOS管PM5、第六PMOS管PM6和第七PMOS管PM7的源极，