[发明专利]一种低功耗无片外电容型低压差线性稳压器

摘要

一种低功耗无片外电容型低压差线性稳压器，属于电源管理技术领域。采用共栅极输入对和跨导增强的误差放大器电路通过对信号的两路放大，将跨导进行k1*k2倍的放大，没有引入低频的零级点，同步增大了增益和带宽，采用共栅极的输入对在保证低功耗的同时增强摆率，同时有利于将输出极点推到更高频，实现更高的带宽；高通检测网络提升瞬态响应，减小了瞬态变化时输出电压VOUT出现的下冲电压，进一步拓展带宽；瞬态增强电路提供一个更加快速的通路，在负载稳定的时候不工作，不影响主环路的调整，在瞬态的时候，用来提高更大的动态环路增益，增强低压差线性稳压器的瞬态响应速度。本发明具有瞬态响应速度快和低功耗的特点。

主权项

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、功率管(MP)、输出电容(C0)和负载电流源(Iload)，其特征在于，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(CC)和调零电阻(RZ)，所述高通检测网络包括串联的第四电阻(RA)和第二电容(CA)，其串联点接第四PMOS管(PM4)的栅极，第四电阻(RA)的另一端接第一偏置电压(VB1)，第二电容(CA)的另一端接输出电压(VOUT)；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(MP)的漏极，第二NMOS管(NM2)的栅极接第二偏置电压(VB2)，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(VB1)，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(VB2)，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，第八PMOS管(PM8)的栅漏短接并连接第九PMOS管(PM9)的栅极和第九NMOS管(NM9)的漏极，第十一NMOS管(NM11)的栅漏短接并连接第十二NMOS管(NM12)的栅极、第九PMOS管(PM9)和第十NMOS管(NM10)的漏极，第十NMOS管(NM10)的栅极接第二偏置电压(VB2)，第十一PMOS管(PM11)的栅漏短接并连接第十二PMOS管(PM12)的栅极、第十PMOS管(PM10)和第十二NMOS管(NM12)的漏极，第十PMOS管(PM10)的栅极接第一偏置电压(VB1)，第八NMOS管(NM8)和第十二PMOS管(PM12)的漏极相连并连接调整管(MP)的栅极，密勒电容(CC)的一端连接调整管(MP)的栅极，另一端通过调零电阻(RZ)后连接调整管(MP)的漏极，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)和调整管(MP)的源极接输入电压(VIN)，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)和第十二NMOS管(NM12)的源极接地；所述第八PMOS管(PM8)和第九PMOS管(PM9)构成一对电流镜，镜像比为1：k1，第十一NMOS管(NM11)和第十二NMOS管(NM12)构成一对电流镜，镜像比为1：k2，第十一PMOS管(PM11)和第十二PMOS管(PM12)构成一对电流镜，镜像比为1：1，第四NMOS管(NM4)和第五NMOS管(NM5)构成一对电流镜，镜像比为1：k1，第六PMOS管(PM6)和第七PMOS管(PM7)构成一对电流镜，镜像比为1：k2，第七NMOS管(NM7)和第八NMOS管(NM8)构成一对电流镜，镜像比为1：1；所述瞬态增强电路包括第十三NMOS管(NM13)、第十四NMOS管(NM14)、第十五NMOS管(NM15)、第十六NMOS管(NM16)、第十三PMOS管(PM13)、第十四PMOS管(PM14)、第十五PMOS管(PM15)、第十六PMOS管(PM16)、第二电阻(R2)和第三电阻(R3)，第十三NMOS管(NM13)的栅极连接所述误差放大器电路中第三NMOS管(NM3)的栅极，第十四NMOS管(NM14)的栅漏短接并连接第十五NMOS管(NM15)的栅极、第十三NMOS管(NM13)和第十三PMOS管(PM13)的漏极，第十四NMOS管(NM14)的源极通过第三电阻(R3)后接地，第十三PMOS管(PM13)与所述误差放大器电路中第四PMOS管(PM4)的栅极互连，其源极也互连，第十六NMOS管(NM16)的栅极连接所述误差放大器电路中第九NMOS管(NM9)的栅极，第十五PMOS管(PM15)的栅漏短接并连接第十六PMOS管(PM16)的栅极、第十六NMOS管(NM16)和第十四PMOS管(PM14)的漏极，第十四PMOS管(PM14)和第十六PMOS管(PM16)的源极接输入电压(VIN)，第十四PMOS管(PM14)的栅极接所述误差放大器电路中第四PMOS管(PM4)的栅极，第十五PMOS管(PM15)的源极通过第二电阻(R2)后接输入电压(VIN)，第十三NMOS管(NM13)、第十五NMOS管(NM15)和第十六NMOS管(NM16)的源极接地，第十五NMOS管(NM15)和第十六PMOS管(PM16)的漏极互连并连接调整管(MP)的栅极，调整管(MP)的漏极作为所述低压差线性稳压器的输出端并通过输出电容(C0)和负载电流源(Iload)的并联结构后接地；所述缓冲器电路的输入端接基准电压(VREF)，其输出端接所述误差放大器电路中第二PMOS管(PM2)的源极。