[发明专利]无片外电容低功耗全范围稳定LDO线性稳压器

说明书

本发明涉及一种无片外电容低功耗全范围稳定LDO线性稳压器，包括：偏置模块、反馈模块、功率级选择模块和功率级模块，其中，偏置模块根据输入的外接电压产生偏置电压，用于为反馈模块和功率级选择模块提供偏置电压；反馈模块用于根据功率级模块的输出电压产生反馈信号；功率级选择模块用于根据反馈信号，检测LDO线性稳压器的工作模式，并根据检测结果产生控制信号；功率级模块用于根据反馈信号和控制信号调整其输出电压。本发明的LDO线性稳压器，在FVF结构基础上添加一个辅助功率管，通过设计，选择功率晶体管在二级和三级级联拓扑之间转换，保证无片外电容LDO在任意负载模式下稳定性和瞬态响应的要求。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种无片外电容低功耗全范围稳定LDO线性稳压器。

背景技术

传统的低压差线性稳压器LDO出于稳定性要求，需要在输出端挂接大电容，因此在设计时需要留出专门的管脚连接外部电容，不仅增加了产品复杂度，还增加了产品的体积和成本。同时随着SoC的不断发展，要求LDO能够完全集成于芯片上，因此需要除去片外电容，无片外电容型LDO可以减小面积和成本，成为当今研究热点。同时在电池供电的便携式设备系统中，要求线性稳压器具有极低的静态功耗，延长电池的寿命和电子系统的待机时间。低功耗高稳定性无片外电容LDO成为模拟集成电路领域研究的热点。

通常功率管尺寸都很大，在超低功耗设计中，空载工作模式下，功率管进入亚阈值区，只提供很小的电流，功率管跨导急剧减小，当密勒补偿电容比较大且功率管跨导较小时，零点便不能忽略，功率换跨导所决定的零点将进入低频段，造成空载工作模式时LDO不稳定。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种无片外电容低功耗全范围稳定LDO线性稳压器。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种无片外电容低功耗全范围稳定LDO线性稳压器，包括：偏置模块、反馈模块、功率级选择模块和功率级模块，其中，

所述偏置模块根据输入的外接电压产生偏置电压，用于为所述反馈模块和所述功率级选择模块提供偏置电压；所述反馈模块用于根据所述功率级模块的输出电压产生反馈信号；所述功率级选择模块用于根据所述反馈信号，检测LDO线性稳压器的工作模式，并根据检测结果产生控制信号；所述功率级模块用于根据所述反馈信号和所述控制信号调整其输出电压；

所述反馈模块、所述功率级选择模块和所述功率级模块形成环路，以对所述功率级模块的输出电压进行调整，当检测所述LDO线性稳压器在空载工作模式下，所述功率级选择模块作为电流比较器，以使环路工作在两级级联结构，当检测所述LDO线性稳压器在带载工作模式下，所述功率级选择模块作为同相放大器，以使环路工作在三级级联结构。

在本发明的一个实施例中，所述功率级模块的输出端与所述反馈模块的输出端之间设置有第一密勒补偿电容，所述第一密勒补偿电容用于在空载工作模式下对LDO线性稳压器电路进行密勒补偿。

在本发明的一个实施例中，所述功率级模块内设置有第二密勒补偿电容，所述第二密勒补偿电容用于在带载工作模式下对LDO线性稳压器电路进行密勒补偿。

在本发明的一个实施例中，所述偏置模块包括第一MOS管和第二MOS管，其中，

所述第一MOS管的栅极作为所述偏置模块的输入端输入所述外接电压，源极连接接地端，漏极连接所述第二MOS管的漏极；

所述第二MOS管的源极连接电源端，栅极连接其漏极，漏极作为所述偏置模块的输出端输出所述偏置电压。

在本发明的一个实施例中，所述反馈模块包括第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管和第六MOS管，其中，

所述第三MOS管的栅极输入所述外接电压，源极连接接地端，漏极分别连接所述第四MOS管的漏极和所述第五MOS管的源极；