CN107272808B - 一种应用于集成芯片的ldo电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及集成芯片技术领域，尤其涉及的是一种应用于集成芯片的LDO电路。本发明中的一种应用于集成芯片的LDO电路，包括基准电压产生电路和误差放大器电路，所述基准电压产生电路为误差放大器电路提供基准电压，所述误差放大器电路的输出端连接缓冲级电路、过温保护电路和过流保护电路，所述缓冲级电路的输出端连接功率管，所述功率管的输出端连接反馈电阻网络和负载，所述误差放大器电路接收反馈电阻网络的反馈电压。本发明在传统低压差线性稳压器的基础上进行改进，具有高稳定性和较低静态电流。
Description
技术领域
本发明涉及集成芯片技术领域，尤其涉及的是一种应用于集成芯片的LDO电路。
背景技术
消费类电子产品已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分，而电源管理芯片在电子设备中担负着重要职责，其性能的优劣对整个电路的能耗有直接的影响。而电源管理芯片的种类比较多，其中线性稳压器、开关稳压器(DC/DC)、驱动芯片以及电源管理单元占据了大半江山。而在这几个主要种类中，线性稳压器又占据了最大的市场份额。低压差线性稳压器，简称LDO(low dropout voltage)，由于其转换效率高、体积小、低噪声、外接元件少、价格低的特点，成为目前应用最为广泛的电源管理芯片。对于智能手机、PDA和笔记本电脑等便携式电子设备来说，续航能力是一个十分重要的指标，为了尽可能延长电子产品的续航能力，就需要使电路中的静态功耗尽量降低，即尽量降低电路中的静态电流。但是一味的降低静态电流，又会造成电路的瞬时响应变差，且影响系统的稳定性。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中LDO电路静态电流较高、在降低静态电流时瞬时响应变差的问题，提供了一种应用于集成芯片的LDO电路。
本发明提供了一种应用于集成芯片的LDO电路，包括基准电压产生电路和误差放大器电路，所述基准电压产生电路为误差放大器电路提供基准电压，所述误差放大器电路的输出端连接缓冲级电路、过温保护电路和过流保护电路，所述缓冲级电路的输出端连接功率管，所述功率管的输出端连接反馈电阻网络和负载，所述误差放大器电路接收反馈电阻网络的反馈电压。
一种应用于集成芯片的LDO电路，其中，Vref为基准电压产生电路提供的基准电压，第二MOS管的栅极连接基准电压Vref，源极连接第一MOS管的源极和启动MOS管的漏极，所述第一MOS管的栅极连接反馈电阻网络提供的反馈电压VFB；所述启动MOS管的栅极连接控制电压V3，源极连接电源电压；第一MOS管、第二MOS管的漏极分别连接第三MOS管源极和第五MOS管的漏极以及第四MOS管的源极、第六MOS管的漏极和弥勒电容的一端，第五MOS管和第六MOS管的栅极相连且源极均接地；第三MOS管和第四MOS管的栅极相连且漏极分别连接第七MOS管和第八MOS管的漏极；第七MOS管和第八MOS管的栅极相连并连接第七MOS管的漏极，两者的源极均连接电源电压；第九MOS管、第十三MOS管的栅极连接控制电压V3且源极均连接电源电压；第十MOS管、第十四MOS管的栅极相连并连接第十三MOS管的漏极、第十四MOS管的漏极、第十五MOS管的源极第十六MOS管的漏极和功率管的栅极，两者的源极均连接电源电压，第九MOS管的漏极连接第十MOS管的漏极、第十二MOS管的栅极以及第十一MOS管的栅极和漏极；第十一MOS管、第十二MOS管的源极均接地；第十五MOS管的栅极连接第八MOS管的漏极且其漏极连接第十二MOS管的漏极和第十六MOS管的栅极，第十六MOS管的源极接地；功率管源极连接电源电压，漏极为输出端Vout且连接电阻反馈网络的一端、弥勒电容的另一端和外接电容的一端；电阻反馈网络另一端接地，其包括两个串联电阻，两个电阻中间的电压为反馈电压VFB，外接电容的另一端接地。
所述启动MOS管、第一MOS管、第二MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管、第十MOS管、第十三MOS管、第十四MOS管、第十五MOS管为PMOS管，所述第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第十一MOS管、第十二MOS管、第十六MOS管为NMOS管。
本发明所提供的一种应用于集成芯片的LDO电路，有效地解决了现有技术中LDO电路静态电流较高、在降低静态电流时瞬时响应变差的问题，在传统低压差线性稳压器的基础上进行改进，具有高稳定性和较低静态电流。
附图说明
图1为本发明提供的一种应用于集成芯片的LDO电路总体结构示意图。
图2为采用本发明的一种应用于集成芯片的LDO电路的核心电路结构示意图。
图3为采用本发明的一种应用于集成芯片的LDO电路在不同负载下的静态电流变化曲线。
具体实施方式
本发明提供了一种应用于集成芯片的LDO电路，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
说明书附图1是本发明提供的一种应用于集成芯片的LDO电路总体结构示意图。如1图所示，一种应用于集成芯片的LDO电路，包括基准电压产生电路和误差放大器电路，所述基准电压产生电路为误差放大器电路提供基准电压，所述误差放大器电路的输出端连接缓冲级电路、过温保护电路和过流保护电路，所述缓冲级电路的输出端连接功率管，所述功率管的输出端连接反馈电阻网络和负载，所述误差放大器电路接收反馈电阻网络的反馈电压。
说明书附图2给出了本发明的一种应用于集成芯片的LDO电路的核心电路结构示意图(由于基准电压产生电路、过温保护电路和过流保护电路不是本发明的关键所在，且本领域技术人员可以从现有技术中获得，因此本实施例中不做为重点阐述)，其中，Vref为基准电压产生电路提供的基准电压，第二MOS管M2的栅极连接电压Vref，源极连接第一MOS管M1的源极和启动MOS管M0的漏极，所述第一MOS管M1的栅极连接反馈电阻网络提供的反馈电压VFB；所述启动MOS管M0的栅极连接控制电压V3，源极连接电源电压；第一MOS管M1、第二MOS管M2的漏极分别连接第三MOS管M3源极和第五MOS管M5的漏极以及第四MOS管M4的源极、第六MOS管M6的漏极和弥勒电容Cc的一端，第五MOS管M5和第六MOS管M6的栅极相连且源极均接地；第三MOS管M3和第四MOS管M4的栅极相连且漏极分别连接第七MOS管M7和第八MOS管M8的漏极；第七MOS管M7和第八MOS管M8的栅极相连并连接第七MOS管M7的漏极，两者的源极均连接电源电压；第九MOS管M9、第十三MOS管M13的栅极连接控制电压V3且源极均连接电源电压；第十MOS管M10、第十四MOS管M14的栅极相连并连接第十三MOS管M13的漏极、第十四MOS管M14的漏极、第十五MOS管M15的源极第十六MOS管M16的漏极和功率管的栅极，两者的源极均连接电源电压，第九MOS管M9的漏极连接第十MOS管M10的漏极、第十二MOS管M12的栅极以及第十一MOS管M11的栅极和漏极；第十一MOS管M11、第十二MOS管M12的源极均接地；第十五MOS管M15的栅极连接第八MOS管M8的漏极且其漏极连接第十二MOS管M12的漏极和第十六MOS管M16的栅极，第十六MOS管M16的源极接地；功率管源极连接电源电压，漏极为输出端Vout且连接电阻反馈网络的一端、弥勒电容Cc的另一端和外接电容Cl的一端；电阻反馈网络另一端接地，其包括两个串联电阻，两个电阻中间的电压为反馈电压VFB，外接电容Cl的另一端接地。
所述启动MOS管M0、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第七MOS管M7、第八MOS管M8、第九MOS管M9、第十MOS管M10、第十三MOS管M13、第十四MOS管M14、第十五MOS管M15为PMOS管，所述第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5、第六MOS管M6、第十一MOS管M11、第十二MOS管M12、第十六MOS管M16为NMOS管。
在上述电路启动后，随着输入电压的升高，输出电压也随之升高，当输出即将达到规定值时，由分压反馈电路产生反馈电压也接近于基准电压，误差放大器将反馈电压与基准电压之间的误差进行放大，再经过功率管放大到输出端，从而形成负反馈，保证了输出电压稳定在设定值。本发明在传统的LDO电路的基础上，通过增加缓冲级电路，改变了输出极点，从而改善瞬时响应，并且不增加LDO电路的静态电流；采用弥勒电容Cc降低了输出极点频率，通过合理设定第九MOS管M9和第十三MOS管M13以及第十MOS管M10和第十四MOS管M14的宽长比，可保证第十五MOS管M15和第十六MOS管M16的电流比始终相同，从而在系统静态电流不增加的情况下，使系统保持较好的稳定性。
图3是本发明在不同负载状态下的静态电流曲线。对于CMOS电路来说，LDO大部分时间都工作在轻负载状态或者空载状态下，本发明提供的技术方案在静态电流指标上具有较好的优势。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (2)
1.一种应用于集成芯片的LDO电路，其特征在于，包括基准电压产生电路和误差放大器电路，所述基准电压产生电路为误差放大器电路提供基准电压，所述误差放大器电路的输出端连接缓冲级电路、过温保护电路和过流保护电路，所述缓冲级电路的输出端连接功率管，所述功率管的输出端连接反馈电阻网络和负载，所述误差放大器电路接收反馈电阻网络的反馈电压；其中，Vref为基准电压产生电路提供的基准电压，第二MOS管的栅极连接基准电压Vref，源极连接第一MOS管的源极和启动MOS管的漏极，所述第一MOS管的栅极连接反馈电阻网络提供的反馈电压VFB；所述启动MOS管的栅极连接控制电压V3，源极连接电源电压；第一MOS管、第二MOS管的漏极分别连接第三MOS管源极和第五MOS管的漏极以及第四MOS管的源极、第六MOS管的漏极和弥勒电容的一端，第五MOS管和第六MOS管的栅极相连且源极均接地；第三MOS管和第四MOS管的栅极相连且漏极分别连接第七MOS管和第八MOS管的漏极；第七MOS管和第八MOS管的栅极相连并连接第七MOS管的漏极，两者的源极均连接电源电压；第九MOS管、第十三MOS管的栅极连接控制电压V3且源极均连接电源电压；第十MOS管、第十四MOS管的栅极相连并连接第十三MOS管的漏极、第十四MOS管的漏极、第十五MOS管的源极、第十六MOS管的漏极和功率管的栅极，两者的源极均连接电源电压，第九MOS管的漏极连接第十MOS管的漏极、第十二MOS管的栅极以及第十一MOS管的栅极和漏极；第十一MOS管、第十二MOS管的源极均接地；第十五MOS管的栅极连接第八MOS管的漏极且其漏极连接第十二MOS管的漏极和第十六MOS管的栅极，第十六MOS管的源极接地；功率管源极连接电源电压，漏极为输出端Vout且连接电阻反馈网络的一端、弥勒电容的另一端和外接电容的一端；电阻反馈网络另一端接地，其包括两个串联电阻，两个电阻中间的电压为反馈电压VFB，外接电容的另一端接地。
2.如权利要求1所述的LDO电路，其特征在于，所述启动MOS管、第一MOS管、第二MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管、第十MOS管、第十三MOS管、第十四MOS管、第十五MOS管为PMOS管，所述第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第十一MOS管、第十二MOS管、第十六MOS管为NMOS管。
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