CN104536506B - 线性稳压器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电路设计领域，具体涉及一种快速瞬态响应的线性稳压器，包括：输入电路，具有一参考电压Vref，提供到一误差放大器的反向输入端；输出电路，包括一控制管(M5)，所述误差放大器的输出端连接到该控制管(M5)的控制端，该控制管(M5)的源极连接电源电压VDD，漏极接地端GND，在该控制管(M5)的漏极与地端GND之间提供一输出端(output)；其中，在输入电路和输出电路之间还具有一反馈电路，该反馈电路包括有第一电容(C1)，当输出端(output)电流突变时，第一电容(C1)感应电压变化并进行放大之后，来改变控制管(M5)的栅电压，从而保持输出端输出电压的稳定。本发明没有外接电容，同时可以达到较快的瞬态响应。
Description
技术领域
本发明涉及电路设计领域，具体涉及一种快速瞬态响应的线性稳压器。
背景技术
低压差线性稳压器(LowDropoutRegulator，LDO)作为现代电源管理芯片的主要组成部分，其特点在于工作过程中没有开关动作，噪声比较低且整个单元设计简单，元件数目少，整个芯片面积小便于集成。LDO的主要技术指标包括：压差，线性调整率，负载调整率，电源抑制比(PowerSupplyRejection，PSRR)，负载W态响应等。
目前，LDO稳压器一般包括有外接电容或者不外接电容两种模式：LDO外接电容有比较快的瞬态响应，但是外接电容增大PCB板的面积及需要ICpin脚；而如果LDO不外接电容的话，那么只包含一个电压环路，可节省PCB班面积，但是瞬态响应较慢。
发明内容
本发明设计了一种不外接电容的LDO稳压器，同时有较快的瞬态响应，为了实现该技术目的，采用了如下技术方案。
一种线性稳压器，包括：
输入电路，具有一参考电压Vref，提供到一误差放大器的反向输入端；
输出电路，包括一控制管(M5)，所述误差放大器的输出端连接到该控制管(M5)的控制端，该控制管(M5)的源极连接电源电压VDD，漏极接地端GND，在该控制管(M5)的漏极与地端GND之间提供一输出端(output)；
其中，在输入电路和输出电路之间还具有一反馈电路，该反馈电路包括有第一电容(C1)，当输出端(output)电流突变时，第一电容(C1)感应电压变化并进行放大之后，来改变控制管(M5)的栅电压，从而保持输出端输出电压的稳定。
上述的线性稳压器，其中，在控制管(M5)的漏极与地端GND之间串联有至少两个电阻(R1、R2)，其中两个电阻之间的节点连接到所述误差放大器的正向输入端。
上述的线性稳压器，其中，连接在地端GND一端的电阻(R2)还并联有一电容(C3)。
上述的线性稳压器，其中，所述反馈电路包括第一晶体管组和第二晶体管组，
其中，第一晶体管组包括串联在误差放大器的输出端与地端GND之间的第一晶体管(M1)和第三晶体管(M3)，第二晶体管组包括串联在电源电压VDD和底端GND之间的第二晶体管(M2)和第三四晶体管(M4)；
第一晶体管(M1)和第二晶体管(M2)的控制端相连，且第三晶体管(M3)的控制端连接到第二晶体管(M2)和第四晶体管(M4)之间的节点处；
所述第一电容(C1)设置在第四晶体管(M4)与输出端(output)之间。
上述的线性稳压器，其中，在所述电源电压VDD与所述第二晶体管(M2)的漏极之间还设置有一恒流源。
上述的线性稳压器，其中，所述第二晶体管(M2)的漏极和控制端相连。
上述的线性稳压器，其中，所述反馈电路还包括一第二电容(C2)，设置在第一晶体管(M1)的源极和第一电容(C1)之间。
上述的线性稳压器，其中，所述反馈电路还包括一电阻(R3)，设置在第四晶体管(M4)的控制端和漏极之间。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为本发明提供的一种线性稳压器的示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提供了一种快速瞬态响应的线性稳压器，参照图1所示，包括：
输入电路，具有一参考电压Vref，提供到一误差放大器(ErrorAmp)101的反向输入端；
输出电路，包括一控制管M5，上述的误差放大器101的输出端连接到该控制管M5的控制端，该控制管M5的源极连接电源电压VDD，漏极接地端GND；此外，在控制管M5的漏极与地端GND之间提供一输出端(output)，以进行电压的输出；
其中，在输入电路和输出电路之间还具有一反馈电路100，该反馈电路包括有第一电容C1，当输出端(output)电流产生突变时，第一电容C1感应电压变化并进行放大之后，来改变控制管M5的栅电压，从而保持输出端电压的稳定。
在本发明一可选但并不局限的实施例中，在控制管M5的漏极与地端GND之间串联有至少两个电阻R1和R2，其中两个电阻R1和R2之间的节点连接到误差放大器101的正向输入端。
在本发明一可选但并不局限的实施例中，连接在地端GND一端的电阻R2还并联有一电容C3。
在本发明一可选但并不局限的实施例中，上述的反馈电路100包括第一晶体管组和第二晶体管组，
其中，第一晶体管组包括串联在误差放大器101的输出端与地端GND之间的第一晶体管M1和第三晶体管M3，第二晶体管组包括串联在电源电压VDD和底端GND之间的第二晶体管M2和第三四晶体管M4；
第一晶体管M1和第二晶体管M2的控制端相连，以实现同步开启，且第三晶体管M3的控制端连接到第二晶体管M2和第四晶体管M4之间的节点处；
上述的第一电容C1设置在第四晶体管M4与输出端output之间。
在本发明一可选但并不局限的实施例中，在电源电压VDD与所述第二晶体管M2的漏极之间还设置有一恒流源。
在本发明一可选但并不局限的实施例中，上述的第二晶体管M2的漏极和控制端相连。
在本发明一可选但并不局限的实施例中，上述的反馈电路100还包括一第二电容C2，该第二电容C2设置在第一晶体管M1的源极和第一电容C1之间。
在本发明一可选但并不局限的实施例中，反馈电路100还包括一电阻R3，设置在第四晶体管M4的控制端和漏极之间。
在本发明中，上述的电容C1用于感应输出电压变化，而电容C2，C3用作补偿电容。
下面对本发明之机理进行描述。
首先，参考电压Vref输入到误差放大器101的反向输入端，籍由该误差放大器101产生一信号输送至控制管M5的开启。电源电压VDD通过开启的控制管M5进行输出，同时电源电压VDD会给反馈电路100的电容C1进行充电，当输出电流突变时，输出电压发生变化，C1感应电压变化，输入到晶体管M3的输入端，通过晶体管M3/M4的放大，进而改变控制端M5的栅电压，从而保持输出电压的稳定，达到快速瞬态响应。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种线性稳压器，其特征在于，包括：
输入电路，具有一参考电压Vref，提供到一误差放大器的反向输入端；
输出电路，包括一控制管(M5)，所述误差放大器的输出端连接到该控制管(M5)的控制端，该控制管(M5)的源极连接电源电压VDD，漏极接地端GND，在该控制管(M5)的漏极与地端GND之间提供一输出端(output)；以及
在输入电路和输出电路之间还具有一反馈电路，该反馈电路包括有第一电容(C1)、第一晶体管组和第二晶体管组，所述第一晶体管组包括串联在误差放大器的输出端与地端GND之间的第一晶体管(M1)和第三晶体管(M3)，所述第二晶体管组包括串联在电源电压VDD和地端GND之间的第二晶体管(M2)和第四晶体管(M4)；
第一晶体管(M1)和第二晶体管(M2)的控制端相连，且第三晶体管(M3)的控制端连接到第二晶体管(M2)和第四晶体管(M4)之间的节点处；
所述输出端(output)通过所述第一电容(C1)与所述第四晶体管(M4)的控制端连接；
其中，当输出端(output)电流突变时，第一电容(C1)感应电压变化并进行放大之后，来改变控制管(M5)的栅电压，从而保持输出端输出电压的稳定。
2.如权利要求1所述的线性稳压器，其特征在于，在控制管(M5)的漏极与地端GND之间串联有至少两个电阻(R1、R2)，其中两个电阻之间的节点连接到所述误差放大器的正向输入端。
3.如权利要求2所述的线性稳压器，其特征在于，连接在地端GND一端的电阻(R2)还并联有一电容(C3)。
4.如权利要求1所述的线性稳压器，其特征在于，在所述电源电压VDD与所述第二晶体管(M2)的漏极之间还设置有一恒流源。
5.如权利要求1所述的线性稳压器，其特征在于，所述第二晶体管(M2)的漏极和控制端相连。
6.如权利要求1所述的线性稳压器，其特征在于，所述反馈电路还包括一第二电容(C2)，设置在第一晶体管(M1)的源极和第一电容(C1)之间。
7.如权利要求1所述的线性稳压器，其特征在于，所述反馈电路还包括一电阻(R3)，设置在第四晶体管(M4)的控制端和漏极之间。
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