[发明专利]一种快速响应无外接电容型线性稳压器

说明书

本发明涉及电子电路技术，具体涉及一种快速响应无外接电容型线性稳压器。电路包括偏置电路、输出电流调整环路、功率级和输出电压确定环路。可应用于片内SOC系统，支持3.3VDC—1.2VDC转换，满足低功耗应用场景。采用双功率管结构，提高了功率级的跨导和电源抑制比，同时降低输出阻抗，抑制瞬态响应的过冲；具有双环路控制的FVF电路架构，将输出电压确定环路和输出电流调整环路分开，在保证低静态功耗和提高电路的瞬态响应特性的同时，提高输出电压的精度；输出电流调整环路具有含线性跨导环的共源共栅中间级和Class‑AB输出级，增大环路增益，在保证功率管管具有大范围栅极电压调节能力的同时提高了其栅极电容的充放电速率，改善了电路的稳定性和瞬态响应特性。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，具体涉及一种快速响应无外接电容型线性稳压器。

背景技术

线性稳压器(LDO)以其工作电压低、输出噪声低、体积小以及应用简单的特点，被广泛地应用到电子产品中。传统的LDO都需要在输出端外接大电容以保证LDO在电路系统中正常工作。随着片上系统(SOC)的发展，要求尽可能地减少外围电路，越来越多的模块被纳入芯片内部。对于SOC而言，系统中的LDO如果在片内集成电容，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，浪费整体SOC模块的封装面积。而且，一个SOC系统通常具有多个电源域的多种电路模块，且线宽低于40nm的小尺寸数字模块所需的供电电压不应太高。所以，无论从SOC的应用成本还是从LDO自身可靠性而言，设计一种无外接电容型(Capless)LDO电路已成为当今LDO设计领域的热点技术。但是传统的无外接电容型LDO面临着稳定性差、静态功耗大和瞬态特性不足等多重压力，严重影响电路系统性能。

发明内容

针对上述传统无外接电容型LDO在静态功耗和瞬态特性等方面存在的问题，本发明提出了一种应用于片内SOC系统的低功耗无外接电容型LDO电路。

本发明的技术方案为：

一种快速响应无外接电容型线性稳压器，包括偏置电路、输出电流调整环路、功率级和输出电压确定环路。

所述偏置电路包括第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4、第五NMOS管MN5、第六NMOS管MN6、第七NMOS管MN7、第八NMOS管MN8、第九NMOS管MN9、第十NMOS管MN10、第十一NMOS管MN11、第十二NMOS管MN12、第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、第七PMOS管MP7、第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10、第十一PMOS管MP11、第十二PMOS管MP12和第一偏置电流Iref；

第一偏置电流Iref流入端接电源(AVDD)，流出端接第一NMOS管MN1的漏极；

第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4、第九NMOS管MN9、第十NMOS管MN10、第十一NMOS管MN11、第十二NMOS管MN12构成共源共栅NMOS电流镜，第一NMOS管MN1、第三NMOS管MN3、第九NMOS管MN9、第十一NMOS管MN11栅极共同接到第一NMOS管MN1的漏极，第一NMOS管MN1的源极与第二NMOS管MN2的漏极相连，第三NMOS管MN3其源极与第四NMOS管MN4的漏极相连，其漏极与第二PMOS管MP2的漏极相连，第九NMOS管MN9其源极与第十NMOS管MN10的漏极相连，其漏极与第十PMOS管漏极相连，第十一NMOS管MN11其源极与第十二NMOS管MN12的漏极相连，其漏极与第十二PMOS管MP12的漏极相连，第二NMOS管MN2、第四NMOS管MN4、第十NMOS管MN10、第十二NMOS管MN12栅极共同接到第二NMOS管MN2的漏极，第二NMOS管MN2、第四NMOS管MN4、第十NMOS管MN10、第十二NMOS管MN12源极共同接地(AGND)；