CN104391533A - 一种高电源抑制比ldo电路 - Google Patents
一种高电源抑制比ldo电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104391533A CN104391533A CN201410637701.6A CN201410637701A CN104391533A CN 104391533 A CN104391533 A CN 104391533A CN 201410637701 A CN201410637701 A CN 201410637701A CN 104391533 A CN104391533 A CN 104391533A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power supply
- ldo
- power
- component
- ripple
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高电源抑制比LDO电路，其特征在于采用电源噪声前馈通路结构和适用于该前馈通路结构的反向嵌套密勒补偿结构。本发明采用了前馈通路结构和反向嵌套密勒补偿结构，通过引入电源纹波分量，通过处理叠加到功率管栅端，实现较好的电源抑制比性能，且结构简单，成本相对较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源电路，特别涉及一种具有高电源抑制比的LDO电路。
背景技术
电源抑制比反映的是输入电源纹波经过功率管以及其它支路传递到达输出端后纹波的大小。LDO的输入和输出频率一般是相同的，相比于输入电源电压纹波，若输出电压纹波有较大幅度的抑制，则说明输入电源纹波对输出影响越小，即LDO的电源抑制比越高。
传统的LDO因具有大的片外输出电容，高频时LDO的输出电容相当于短路，LDO的电源抑制比直接取决于电容寄生电阻与LDO输出电阻的比值，因此传统的LDO电源抑制比性能较好。而且对于传统LDO，输出端作为环路的主极点，可以利用输出极点的低通特性有效抑制LDO输出电压的波动，在使用电源抑制结构后也不影响电路的稳定性，中低频下的电源抑制比较高。但对于全集成LDO，由于没有片外大电容且主极点不在输出端，在中高频时电源抑制比性能比传统LDO差。而且，全集成LDO因系统稳定要求不太适合使用电源抑制电路结构，中低频电源抑制比性能较差。现有的技术往往采用以下两种方式实现来提高全集成LDO的电源抑制比：
方法1,对于全集成LDO通过采用了增加单位增益通路结构以实现高电源抑制比。传统全集成LDO实现高电源抑制比的结构,该结构电源纹波传输到功率管栅端，使放大系数为1,电源纹波通过前馈通路引入到功率管的栅极后，可用来抵消功率管的源端的电源纹波，以此增加LDO的电源抑制比性能。但是，该LDO结构的电源抑制比性能不是特别理想，因为漏源电阻的值是有限的，也不是无穷大的，使传输增益略小于1；前馈作用使功率管栅极节点对电源的增益也略小于1。这两个因素使LDO的电源抑制比性能达不到理想状态，不能够最大限度的提高LDO的电源抑制比性能。
方法2,类似于传统片外电容LDO，通过前馈抵消电源纹波以提高电源抑制比。该方案利用电阻分压产生电源分量，通过引入一定量的电源分量作用在功率管栅端，可以使LDO的低频电源抑制比达到理论上的理想状态。但是，该结构的频率特性补偿困难，需要采用片外ESR电容进行补偿,增加了电路的成本和复杂度。
发明内容
针对以上缺陷，本发明目的在于如何在不需要采用大的片外ESR电容进行补偿的前提下，提高电源抑制比，提供一种较低成本的电源。
为了解决以上问题本发明提出了一种高电源抑制比LDO电路，其特征在于采用电源噪声前馈通路和适用于该前馈通路的反向嵌套密勒补偿结构。
所述的高电源抑制比LDO电路，其特征在于：通过前馈通路引入和处理电源纹波分量，通过叠加方式作用在功率管栅端，通过精确控制叠加在功率管栅端的电源纹波分量的大小，在功率管栅端进行线性叠加，大幅消除LDO输出电压中电源噪声引入的纹波。
所述的高电源抑制比LDO电路，其特征在于电源分量精确引入采用了通过电阻引入电源纹波分量的改进结构，电源分量的精确处理采用固定偏置尾电流差分电路并结合对共模噪声的失配感应控制，获得所需的电源感应分量，采用的晶体管工作点不随电源电压的变化，输出端是两个支路电源纹波分量的差值，可以精确控制。
本发明采用了前馈通路结构和反向嵌套密勒补偿结构，通过引入电源纹波分量，通过处理叠加到功率管栅端，实现较好的电源抑制比性能，且结构简单，成本相对较低。
附图说明
图1是高电源抑制LDO具体电路结构；
图2是前馈通路信号处理示意图；
图3是反向嵌套密勒补偿结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图2为前馈通路信号处理示意图，在电路结构中，跨导放大器Gm2提供电源纹波到达功率管栅结点的前向通路，通过分压电阻Rf1和Rf2将输出信号的电压纹波分量引入误差放大器，转化为电流信号，经过前向通路的电源纹波与经过误差放大器输出电源纹波以电流方式叠加。电源纹波主要通过功率管跨导放大和功率管漏源电阻分压两种方式影响输出端。在功率管跨导路径，前向跨导结构将电源纹波以电压的形式转化为电流的形式，经过误差放大器的输出阻抗转化为同向的电压变化，然后再经过一个Buffer将同向的电压变化传输到功率管的栅端。当输入端具有电源纹波时，若经过功率管的栅源电压Vsg路径的纹波与经过功率管漏源电阻Rdsp的纹波能够相互抵消，可以大幅消除输出电压中电源噪声引入的纹波。
前向通路模块需要能够精确控制电源纹波分量，且该电源纹波分量在一定范围内保持恒定。在引入电源分量与原信号进行叠加时，需要保持在较广的频率范围内都近似为定值，这样可以在较广的频率范围内LDO具有较高的电源抑制。如果引入电源分量以高阻的形式叠加到功率管栅极，叠加信号随频率变化较大，会造成电源抑制性能恶化。比较成熟的方法是通过线性运算放大器完成，好处是可以精确控制电源分量的比例，但也存在工作点不容易确定以及瞬态速度较慢等问题。本具体实施例采用的是将电源分量叠加到单位增益的Buffer上，这样可以保持两个信号叠加值在较广的频率范围内近似为定值。
本具体实施例设计有前向通路模块，应用Buffer驱动功率管栅端，而且考虑LDO需要较高的环路增益和系统稳定性，在此条件下应用反向嵌套密勒补偿。图3是反向嵌套密勒补偿结构，反向嵌套密勒补偿是在三级放大器单电容密勒补偿基础上，在输出级增加密勒补偿电容Cm2，通过将第三增益级设计为同相增益级来保证内部的负反馈性质。Cm1为反向嵌套密勒补偿中第一级输出与第三级输出的反馈电容，主要用于分离第一级与输出级的极点，使第一级输出极点成为系统主极点；Cm2为第一级与第二级的反馈电容，该电容改变第一级与第二级极点的性质，以分离第一级与第二级的极点。
图1所示为高电源抑制LDO具体电路结构。在电路中，第一级增益级gm1由MOS管M0、M1和M10组成；第二级增益级gm2由MOS管Mb和Mb0组成；第三级增益级gm3由Buffer缓冲器和功率管MP组成，其中Buffer缓冲器由M4和M5组成。此外，电容Cm1和Cm2为LDO的反馈密勒补偿电容。
以上所揭露的仅为本发明一种实施例而已，当然不能以此来限定本之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。
Claims (3)
1.一种高电源抑制比LDO电路，其特征在于采用电源噪声前馈通路和适用于该前馈通路的反向嵌套密勒补偿结构。
2.根据权利要求1所述的高电源抑制比LDO电路，其特征在于：通过前馈通路引入和处理电源纹波分量，通过叠加方式作用在功率管栅端，通过精确控制叠加在功率管栅端的电源纹波分量的大小，在功率管栅端进行线性叠加，大幅消除LDO输出电压中电源噪声引入的纹波。
3.根据权利要求2所述的高电源抑制比LDO电路，其特征在于电源分量精确引入采用了通过电阻引入电源纹波分量的改进结构，电源分量的精确处理采用固定偏置尾电流差分电路并结合对共模噪声的失配感应控制，获得所需的电源感应分量，采用的晶体管工作点不随电源电压的变化，输出端是两个支路电源纹波分量的差值，可以精确控制。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410637701.6A CN104391533A (zh) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | 一种高电源抑制比ldo电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410637701.6A CN104391533A (zh) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | 一种高电源抑制比ldo电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104391533A true CN104391533A (zh) | 2015-03-04 |
Family
ID=52609450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410637701.6A Pending CN104391533A (zh) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | 一种高电源抑制比ldo电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104391533A (zh) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105183063A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-23 | 成都华微电子科技有限公司 | 具有宽频带高电源抑制比的低压差电压调整器 |
| CN105652945A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-06-08 | 电子科技大学 | 一种低压差线性稳压器 |
| CN105739585A (zh) * | 2016-02-19 | 2016-07-06 | 武汉市聚芯微电子有限责任公司 | 一种用于射频电路的低功耗ldo电路 |
| CN105955390A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-09-21 | 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 | 低压差线性稳压器模块、芯片及通信终端 |
| CN106020306A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-10-12 | 安凯(广州)微电子技术有限公司 | 一种阻抗衰减缓冲器及低压差线性稳压器 |
| CN106055012A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-10-26 | 上海璜域光电科技有限公司 | 一种提高电源抑制比的高速ldo电路 |
| WO2017124575A1 (zh) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | 中国电子科技集团公司第二十四研究所 | 一种频率补偿的跨导放大器 |
| TWI598718B (zh) * | 2016-08-26 | 2017-09-11 | 瑞昱半導體股份有限公司 | 具有消除雜訊的電壓穩壓電路 |
| CN107305399A (zh) * | 2016-04-21 | 2017-10-31 | 瑞昱半导体股份有限公司 | Pmos功率电晶体线性降压稳压电路 |
| CN107544606A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-01-05 | 清华大学 | 一种高psrr低压差线性稳压器 |
| TWI612408B (zh) * | 2016-04-12 | 2018-01-21 | 瑞昱半導體股份有限公司 | Ｐｍｏｓ功率電晶體線性降壓穩壓電路 |
| CN108227801A (zh) * | 2016-12-10 | 2018-06-29 | 北京同方微电子有限公司 | 一种高电源抑制比的低压差线性稳压器 |
| CN111221373A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-02 | 东南大学 | 一种低压差电源纹波抑制线性稳压器 |
| CN115097893A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-09-23 | 深圳清华大学研究院 | 输出无外挂电容的ldo电路及mcu芯片 |
| CN117539318A (zh) * | 2024-01-09 | 2024-02-09 | 龙骧鑫睿(厦门)科技有限公司 | 一种高电源抑制比的无片外电容ldo电路 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040164789A1 (en) * | 2002-12-23 | 2004-08-26 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Low dropout regulator capable of on-chip implementation |
| CN101388650A (zh) * | 2008-10-14 | 2009-03-18 | 复旦大学 | 一种嵌套式密勒有源电容频率补偿电路 |
| CN101853040A (zh) * | 2010-07-05 | 2010-10-06 | 复旦大学 | 一种带前馈跨导的高电源抑制比低压差线性稳压器 |
| US20140266106A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Vidatronic, Inc. | Ldo and load switch supporting a wide range of load capacitance |
-
2014
- 2014-11-12 CN CN201410637701.6A patent/CN104391533A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040164789A1 (en) * | 2002-12-23 | 2004-08-26 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Low dropout regulator capable of on-chip implementation |
| CN101388650A (zh) * | 2008-10-14 | 2009-03-18 | 复旦大学 | 一种嵌套式密勒有源电容频率补偿电路 |
| CN101853040A (zh) * | 2010-07-05 | 2010-10-06 | 复旦大学 | 一种带前馈跨导的高电源抑制比低压差线性稳压器 |
| US20140266106A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Vidatronic, Inc. | Ldo and load switch supporting a wide range of load capacitance |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 黄圣专: "高电源抑制比低压差线性稳压器（LDO）设计", 《复旦大学硕士学位论文》 * |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105183063A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-23 | 成都华微电子科技有限公司 | 具有宽频带高电源抑制比的低压差电压调整器 |
| WO2017124575A1 (zh) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | 中国电子科技集团公司第二十四研究所 | 一种频率补偿的跨导放大器 |
| US10181821B2 (en) | 2016-01-21 | 2019-01-15 | China Electronic Technology Corporation 24Th Research Institute | Frequency-compensated transconductance amplifier |
| CN105739585A (zh) * | 2016-02-19 | 2016-07-06 | 武汉市聚芯微电子有限责任公司 | 一种用于射频电路的低功耗ldo电路 |
| CN105652945A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-06-08 | 电子科技大学 | 一种低压差线性稳压器 |
| TWI612408B (zh) * | 2016-04-12 | 2018-01-21 | 瑞昱半導體股份有限公司 | Ｐｍｏｓ功率電晶體線性降壓穩壓電路 |
| US10067521B2 (en) | 2016-04-12 | 2018-09-04 | Realtek Semiconductor Corp. | Low dropout regulator with PMOS power transistor |
| CN107305399A (zh) * | 2016-04-21 | 2017-10-31 | 瑞昱半导体股份有限公司 | Pmos功率电晶体线性降压稳压电路 |
| CN106020306A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-10-12 | 安凯(广州)微电子技术有限公司 | 一种阻抗衰减缓冲器及低压差线性稳压器 |
| CN105955390A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-09-21 | 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 | 低压差线性稳压器模块、芯片及通信终端 |
| CN106055012A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-10-26 | 上海璜域光电科技有限公司 | 一种提高电源抑制比的高速ldo电路 |
| US10146239B2 (en) | 2016-08-26 | 2018-12-04 | Realtek Semiconductor Corp. | Voltage regulator with noise cancellation function |
| TWI598718B (zh) * | 2016-08-26 | 2017-09-11 | 瑞昱半導體股份有限公司 | 具有消除雜訊的電壓穩壓電路 |
| CN108227801A (zh) * | 2016-12-10 | 2018-06-29 | 北京同方微电子有限公司 | 一种高电源抑制比的低压差线性稳压器 |
| CN107544606A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-01-05 | 清华大学 | 一种高psrr低压差线性稳压器 |
| CN111221373A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-02 | 东南大学 | 一种低压差电源纹波抑制线性稳压器 |
| CN111221373B (zh) * | 2020-01-16 | 2022-03-11 | 东南大学 | 一种低压差电源纹波抑制线性稳压器 |
| CN115097893A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-09-23 | 深圳清华大学研究院 | 输出无外挂电容的ldo电路及mcu芯片 |
| CN115097893B (zh) * | 2022-08-15 | 2023-08-18 | 深圳清华大学研究院 | 输出无外挂电容的ldo电路及mcu芯片 |
| CN117539318A (zh) * | 2024-01-09 | 2024-02-09 | 龙骧鑫睿(厦门)科技有限公司 | 一种高电源抑制比的无片外电容ldo电路 |
| CN117539318B (zh) * | 2024-01-09 | 2024-03-26 | 龙骧鑫睿(厦门)科技有限公司 | 一种高电源抑制比的无片外电容ldo电路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104391533A (zh) | 一种高电源抑制比ldo电路 | |
| CN104679088B (zh) | 一种低压差线性稳压器及其频率补偿电路 | |
| CN100492244C (zh) | 一种低压差的电压调节器 | |
| CN108345341B (zh) | 一种自适应增强电源抑制的线性稳压器 | |
| CN101078943A (zh) | 一种压控电流源及带有压控电流源的低压差稳压电源 | |
| US9785164B2 (en) | Power supply rejection for voltage regulators using a passive feed-forward network | |
| CN102611400B (zh) | 高增益单级跨导运算放大器 | |
| CN202720534U (zh) | 增强环路稳定性的低压差线性稳压器电路 | |
| CN101853040A (zh) | 一种带前馈跨导的高电源抑制比低压差线性稳压器 | |
| CN105739585B (zh) | 一种用于射频电路的低功耗ldo电路 | |
| CN104950970A (zh) | 稳压器 | |
| CN106886243A (zh) | 一种具有快速响应特性的低压差线性稳压器 | |
| CN106656883A (zh) | 一种低频增益分段可调的线性均衡器 | |
| CN109388170A (zh) | 电压调节器 | |
| CN103176494A (zh) | 压控零点补偿电路 | |
| CN103905003B (zh) | 一种内嵌直流失调消除的低电源电压可编程增益放大器 | |
| CN109194326B (zh) | 一种提高线性稳压电源电源抑制比的电路 | |
| CN116243749A (zh) | 一种低压差线性稳压器及电子设备 | |
| CN204667241U (zh) | 一种低压差线性稳压器 | |
| CN206259962U (zh) | 一种低频增益分段可调的线性均衡器 | |
| CN102394584B (zh) | 前置均衡放大电路及系统 | |
| US8723604B2 (en) | Compensation technique for feedback amplifiers | |
| CN204928758U (zh) | 一种增益提升的运算跨导放大器 | |
| CN105867504B (zh) | 一种高电源抑制比基准电压源 | |
| CN113839633B (zh) | 一种可调增益放大器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |