CN110221647B - 一种稳压器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种稳压器。其中，该稳压器包括：电压差侦测电路；功率晶体管；第一稳压调节电路和第二稳压调节电路，第一稳压调节电路的输入端，以及第二稳压调节电路的输入端均与电压差侦测电路的第三端电连接，第一稳压调节电路的输出端以及第二稳压调节电路的输出端均与功率晶体管的控制端电连接；电压差侦测电路用于侦测基准电压和稳压器的输出端之间的电压差，并输出侦测信号；第一稳压调节电路和第二稳压调节电路分别与功率晶体管形成控制回路，第一稳压调节电路和第二稳压调节电路用于根据侦测信号，共同控制功率晶体管的控制端的电压。本发明实施例提供一种稳压器，以实现稳压器的输出电压在上冲和下冲时，能够快速恢复到稳定值。
Description
技术领域
本发明涉及稳压器技术领域，尤其涉及一种稳压器。
背景技术
随着现在手机和电视等各类电子产品应用规格越来越高，内部应用电路的稳压电源的规格也随着相对提高，包括瞬时稳定速度以及抽载能力等。低压差线性稳压器(Low-Dropout regulator，LDO)凭借其压差低、效率高等优点应用最为广泛。然而，随着输出负载电流的突变，低压差线性稳压器的输出电压也随之出现突变，即输出电压出现下冲或过冲。较大的电压过冲或者电压下冲等电压波动，往往需要一定的时间才能恢复到稳定值，不仅影响了稳压器的瞬态响应，而且还会影响后级电路的正常工作。
发明内容
本发明实施例提供一种稳压器，以实现稳压器的输出电压在上冲和下冲时，能够快速恢复到稳定值。
本发明实施例提供了一种稳压器，包括：
电压差侦测电路，包括第一端、第二端和第三端，电压差侦测电路的第一端用于输入基准电压；
功率晶体管，功率晶体管的第一端与电压差侦测电路的第二端以及稳压器的输出端电连接，功率晶体管的第二端与第一电源线电连接；
第一稳压调节电路和第二稳压调节电路，第一稳压调节电路的输入端，以及第二稳压调节电路的输入端均与电压差侦测电路的第三端电连接，第一稳压调节电路的输出端以及第二稳压调节电路的输出端均与功率晶体管的控制端电连接；
电压差侦测电路用于侦测基准电压和稳压器的输出端之间的电压差，并输出侦测信号；
第一稳压调节电路和第二稳压调节电路分别与功率晶体管形成控制回路，第一稳压调节电路和第二稳压调节电路用于根据侦测信号，共同控制功率晶体管的控制端的电压。
进一步地，第一稳压调节电路用于根据侦测信号，生成第一调节信号；第二稳压调节电路用于根据侦测信号，生成第二调节信号；第一调节信号和第二调节信号的大小变化趋势不同，第一调节信号和第二调节信号相对于功率晶体管的控制端的输入或输出方向不同。
进一步地，电压差侦测电路包括：
第一晶体管，第一晶体管的第一端与电压差侦测电路的第一端电连接，第一晶体管的第二端与控制端电连接；
第二晶体管，第二晶体管的第一端与电压差侦测电路的第二端电连接，第二晶体管的控制端与第一晶体管的控制端电连接；
第一恒流模块，第一恒流模块的恒流端与第一晶体管的第二端电连接；
第二恒流模块，第二恒流模块的恒流端与第二晶体管的第二端电连接。
进一步地，第一恒流模块包括第三晶体管，第二恒流模块包括第四晶体管，
第三晶体管的第一端与第一恒流模块的恒流端电连接，第三晶体管的控制端，以及第四晶体管的控制端均与第一偏压源电连接，第三晶体管的第二端，以及第四晶体管的第一端与第二电源线电连接，第四晶体管的第二端与第二恒流模块的恒流端电连接。
进一步地，第二稳压调节电路包括第一受控电流源、第五晶体管和第六晶体管，
其中，第一受控电流源的输入端与第二稳压调节电路的输入端电连接，第一受控电流源的输出端与第五晶体管的第一端电连接，第一受控电流源用于根据侦测信号，控制其输出端的电流；
第五晶体管的第一端，以及第五晶体管的控制端均与第六晶体管的控制端电连接，第五晶体管的第二端与第六晶体管的第二端电连接，第六晶体管的第一端与第二稳压调节电路的输出端电连接，
第六晶体管的尺寸大于第五晶体管的尺寸。
进一步地，第一受控电流源包括第七晶体管，第七晶体管的控制端与第一受控电流源的输入端电连接，第七晶体管的第一端与第一受控电流源的输出端电连接，第七晶体管的第二端与第二电源线电连接。
进一步地，第一受控电流源包括第八晶体管、第九晶体管、第三恒流单元和第四恒流单元，
其中，第八晶体管的控制端与第一受控电流源的输入端电连接，第八晶体管的第一端与第二电源线电连接，第八晶体管的第二端，以及第九晶体管的控制端均与第三恒流单元的恒流端电连接；
第九晶体管的第一端与第一电源线电连接，第九晶体管的第二端，以及第四恒流单元的恒流端均与第一受控电流源的输出端电连接。
进一步地，第三恒流单元包括第十晶体管，第四恒流单元包括第十一晶体管，
第十晶体管的第一端与第三恒流单元的恒流端电连接，第十晶体管的第二端与第一电源线电连接，第十晶体管的控制端与第二偏压源电连接；
第十一晶体管的第一端与第四恒流单元的恒流端电连接，第十晶体管的第二端与第二电源线电连接，第十一晶体管的控制端与第一偏压源电连接。
进一步地，第一电源线的电压大于或小于第二电源线的电压。
进一步地，第一稳压调节电路包括：第十二晶体管，第十二晶体管的控制端与第一稳压调节电路的输入端电连接，第十二晶体管的第一端与第一稳压调节电路的输出端电连接，第十二晶体管的第二端与第一电源线电连接。
进一步地，第七晶体管为PMOS晶体管，第十二晶体管为NMOS晶体管；
或者，第七晶体管为NMOS晶体管，第十二晶体管为PMOS晶体管；
其中，第七晶体管的第一端为漏极，第七晶体管的第二端为源极，第七晶体管的控制端为栅极；第十二晶体管的第一端为源极，第十二晶体管的第二端为漏极，第十二晶体管的控制端为栅极。
进一步地，还包括初始值设定电路，初始值设定电路包括第十三晶体管，第十三晶体管的第一端与功率晶体管的控制端电连接，第十三晶体管的第二端与第一电源线电连接，第十三晶体管的控制端与第二偏压源电连接。
进一步地，还包括稳压电路，包括电容和电阻，电容和电阻串联，串联后的两端分别与稳压器的输出端和地电连接。
本发明实施例的技术方案中通过电压差侦测电路侦测基准电压和稳压器的输出端之间的电压差，并输出侦测信号；第一稳压调节电路和第二稳压调节电路分别与功率晶体管形成控制回路，第一稳压调节电路和第二稳压调节电路根据侦测信号，共同控制功率晶体管的控制端的电压，以使得稳压器的输出端的电压随负载变化而波动时，第一稳压调节电路根据侦测信号，调整其输出端的第一调节信号的同时，第二稳压调节电路根据侦测信号，调整其输出端的第二调节信号，以共同调节功率晶体管的控制端的电压，以快速调节流过功率晶体管的电流和稳压器的输出端的电流，以使稳压器的输出端的电压能够快速稳定。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种稳压器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的又一种稳压器的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种稳压器的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的又一种稳压器的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的又一种稳压器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明实施例提供一种稳压器。图1为本发明实施例提供的一种稳压器的结构示意图。该稳压器100包括：电压差侦测电路10、功率晶体管T0、第一稳压调节电路20和第二稳压调节电路30。
其中，电压差侦测电路10包括第一端N1、第二端N2和第三端N3，电压差侦测电路10的第一端N1用于输入基准电压Vin；功率晶体管T0的第一端与电压差侦测电路10的第二端N2以及稳压器100的输出端Out1电连接，功率晶体管T0的第二端与第一电源线V1电连接；第一稳压调节电路20的输入端In1，以及第二稳压调节电路30的输入端In2均与电压差侦测电路10的第三端N3电连接，第一稳压调节电路20的输出端Out2以及第二稳压调节电路30的输出端Out3均与功率晶体管T0的控制端电连接；电压差侦测电路10用于侦测基准电压Vin和稳压器100的输出端Out1之间的电压差，并输出侦测信号；第一稳压调节电路20和第二稳压调节电路30分别与功率晶体管T0形成控制回路，第一稳压调节电路20和第二稳压调节电路30用于根据侦测信号，共同控制功率晶体管T0的控制端的电压。
其中，功率晶体管T0可以是金属-氧化物-半导体(metal oxide semiconductor，MOS)晶体管或双极型(Bipolar Junction Transistor，BJT)晶体管，具体可以是PMOS晶体管、NMOS晶体管、NPN晶体管或PNP晶体管。通过第一稳压调节电路20和第二稳压调节电路30的调节作用，使得稳压器100的输出端Out1的输出电压稳定，接近基准电压Vin。稳压器100的输出端Out1可与负载电连接。需要说明的是，本发明实施例中各晶体管的控制端的电流极小，或是为零，故可以忽略，各晶体管的第一端的电流和第二端的电流相等或近似相等，本发明实施例中的晶体管的电流指的是流过晶体管的第一端至第二端的电流。
在负载恒定时，稳压器100达到稳态时，第一稳压调节电路20和第二稳压调节电路30控制功率晶体管T0的控制端的电压保持在一电压值，稳压器100的输出端Out1的输出电压等于基准电压Vin。
当负载增大时，导致稳压器100的输出端Out1的电压下降或下冲，低于基准电压Vin，使得电压差侦测电路10侦测到基准电压Vin和稳压器100的输出端Out1之间的电压差不等于0，即大于0，并输出侦测信号，第一稳压调节电路20根据侦测信号，调整其输出端Out2的第一调节信号，第二稳压调节电路30根据侦测信号，调整其输出端Out2的第二调节信号，以共同调节功率晶体管T0的控制端的电压，可以提高调节功率晶体管T0的控制端的电压的速度，通过调节功率晶体管T0的控制端的电压，以调节流过功率晶体管T0的电流，进而使得稳压器100的输出端Out1的电流I0增大，进而使得稳压器100的输出端Out1的电压上升，以恢复到接近基准电压Vin。
当负载减小时，导致稳压器100的输出端Out1的电压上升或上冲，高于基准电压Vin，使得电压差侦测电路10侦测到基准电压Vin和稳压器100的输出端Out1之间的电压差不等于0，即小于0，并输出侦测信号，第一稳压调节电路20根据侦测信号，调整其输出端Out2的第一调节信号，第二稳压调节电路30根据侦测信号，调整其输出端Out2的第二调节信号，以共同调节功率晶体管T0的控制端的电压，可以提高功率晶体管T0的控制端的电压的调节速度，通过调节功率晶体管T0的控制端的电压，以调节流过功率晶体管T0的电流，进而使得稳压器100的输出端Out1的电流I0减小，进而使得稳压器100的输出端Out1的电压下降，以恢复到接近基准电压Vin。
本实施例的技术方案中通过电压差侦测电路10侦测基准电压Vin和稳压器100的输出端Out1之间的电压差，并输出侦测信号；第一稳压调节电路20和第二稳压调节电路30分别与功率晶体管T0形成控制回路，第一稳压调节电路20和第二稳压调节电路30根据侦测信号，共同控制功率晶体管T0的控制端的电压，以使得稳压器的输出端Out1的电压随负载变化而波动时，第一稳压调节电路20根据侦测信号，调整其输出端Out2的第一调节信号的同时，第二稳压调节电路30根据侦测信号，调整其输出端Out2的第二调节信号，以共同调节功率晶体管T0的控制端的电压，以快速调节流过功率晶体管T0的电流和稳压器100的输出端Out1的电流，以使稳压器的输出端Out1的电压能够快速稳定。
可选的，第一稳压调节电路20用于根据侦测信号，生成第一调节信号；第二稳压调节电路30用于根据侦测信号，生成第二调节信号；第一调节信号和第二调节信号的大小变化趋势不同，第一调节信号和第二调节信号相对于功率晶体管T0的控制端的输入或输出方向不同。
其中，该第一调节信号和第二调节信号可为电流信号。若第一调节信号增大，则第二调节信号减小；若第一调节信号减小，则第二调节信号增大。与仅通过一个稳压调节电路调节的方式相比，通过第一稳压调节电路20的第一调节信号和第二稳压调节电路30第二调节信号共同调节，可以提高调节功率晶体管T0的控制端的电压的速度。
本发明实施例提供又一种稳压器。图2为本发明实施例提供的又一种稳压器的结构示意图，在上述实施例的基础上，继续参见图2，电压差侦测电路10包括：第一晶体管T1、第二晶体管T2、第一恒流模块11、和第二恒流模块12。
其中，第一晶体管T1的第一端与电压差侦测电路10的第一端N1电连接，第一晶体管T1的第二端与控制端电连接；第二晶体管T2的第一端与电压差侦测电路10的第二端N2电连接，第二晶体管T2的控制端与第一晶体管T1的控制端电连接；第一恒流模块11的恒流端N4与第一晶体管T1的第二端电连接；第二恒流模块12的恒流端N5与第二晶体管T2的第二端电连接。
其中，第一恒流模块11的恒流端N4的电流等于第二恒流模块12的恒流端N5的电流。第一晶体管T1可以是MOS晶体管或双极型晶体管。第二晶体管T2可以是MOS晶体管或双极型晶体管。
其中，第一晶体管T1为二极管连接方式。第一晶体管T1和第二晶体管T2工作在饱和区。第一晶体管T1和第二晶体管T2的尺寸大小相同。第一晶体管T1的控制端的电压和第一端的电压不变。稳压器100达到稳态时，第一晶体管T1的控制端和第一端的跨压，与第二晶体管T2的控制端和第一端的跨压相同，输入与输出产生虚短路效果，使稳压后稳压器的输出端Out1的电压与基准电压Vin相等。
当负载增大或减小，导致稳压器100的输出端Out1的电压下冲或上冲时，第二晶体管T2的控制端和第一端的跨压将变化，第二晶体管T2的电流将变化，从而使得电压差侦测电路10的第三端N3上的电流和电压变化，即随基准电压Vin与稳压器100的输出端Out1的电压的电压差变化，可作为侦测信号。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图2，第一恒流模块11包括第三晶体管T3，第二恒流模块12包括第四晶体管T4。
其中，第三晶体管T3的第一端与第一恒流模块11的恒流端N4电连接，第三晶体管T3的控制端，以及第四晶体管T4的控制端均与第一偏压源40电连接，第三晶体管T3的第二端，以及第四晶体管T4的第一端与第二电源线V2电连接，第四晶体管T4的第二端与第二恒流模块12的恒流端N5电连接。
其中，第三晶体管T3可以MOS晶体管或双极型晶体管。第四晶体管T4可以是MOS晶体管或双极型晶体管。第一偏压源40的电压恒定。第二电源线V2的电压恒定。
其中，第三晶体管T3和第四晶体管T4的尺寸大小可以相同，且工作在饱和区，第三晶体管T3的控制端和第四晶体管T4控制端都接至相同的偏压电源，故第三晶体管T3的电流和第四晶体管T4的电流相同。第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4形成一组电流镜。
本发明实施例提供又一种稳压器。在上述实施例的基础上，继续参见图2，第一稳压调节电路20包括：第十二晶体管T12，第十二晶体管T12的控制端与第一稳压调节电路20的输入端电连接，第十二晶体管T12的第一端与第一稳压调节电路20的输出端电连接，第十二晶体管T12的第二端与第一电源线V1电连接。
其中，第十二晶体管T12可以是MOS晶体管或双极型晶体管。第十二晶体管T12的电流I1可作为第一调节信号。第十二晶体管T12的电流I1随第十二晶体管T12的控制端输入的侦测信号变化。
本发明实施例提供又一种稳压器。在上述实施例的基础上，继续参见图2，第二稳压调节电路30包括第一受控电流源31、第五晶体管T5和第六晶体管T6。
其中，第一受控电流源31的输入端In3与第二稳压调节电路30的输入端In2电连接，第一受控电流源31的输出端Out4与第五晶体管T5的第一端电连接，第一受控电流源31用于根据侦测信号，控制其输出端Out4的电流；第五晶体管T5的第一端，以及第五晶体管T5的控制端Ctr5均与第六晶体管T6的控制端电连接，第五晶体管T5的第二端与第六晶体管T6的第二端电连接，第六晶体管T6的第一端与第二稳压调节电路30的输出端Out3电连接，第六晶体管T6的尺寸大于第五晶体管T5的尺寸。
其中，第五晶体管T5可以是MOS晶体管或双极型晶体管。第六晶体管T6可以是MOS晶体管或双极型晶体管。若第六晶体管T6的尺寸为第五晶体管T5的尺寸的K倍，其中，K可为大于1的整数，则流过第六晶体管T6的电流I2为流过第五晶体管T5的电流的K倍，第六晶体管T6相当于K个第五晶体管T5并联。通过设置较大的K值，可以进一步加快对稳压器100的输出端Out1的电压的调节速度。第六晶体管T6的电流I2可作为第二调节信号。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图2，第一受控电流源31包括第七晶体管T7，第七晶体管T7的控制端与第一受控电流源31的输入端In3电连接，第七晶体管T7的第一端与第一受控电流源31的输出端Out4电连接，第七晶体管T7的第二端与第二电源线V2电连接。
其中，第七晶体管T7可以是MOS晶体管或双极型晶体管。第五晶体管T5的电流等于第七晶体管T7的电流，故第六晶体管T6的电流I2为第七晶体管T7的电流的K倍。第七晶体管T7的电流随第七晶体管T7的控制端输入的侦测信号变化，故第六晶体管T6的电流I2随第七晶体管T7的控制端输入的侦测信号变化。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图2，第七晶体管T7为PMOS晶体管，第十二晶体管T12为NMOS晶体管；其中，第七晶体管T7的第一端为漏极，第七晶体管T7的第二端为源极，第七晶体管T7的控制端为栅极；第十二晶体管T12的第一端为源极，第十二晶体管T12的第二端为漏极，第十二晶体管T12的控制端为栅极。
可选的，在上述实施例的基础上，该稳压器100还包括稳压电路70，其中，稳压电路70包括：电容C1和电阻R1，电容C1和电阻R1串联，串联后的两端分别与稳压器100的输出端Out1和地电连接。
可选的，第一电源线V1的电压小于第二电源线V2的电压。图2中的第一电源线V1可以是地电压。以图2为例，对稳压器100的工作原理进行说明，其中，以各晶体管均为MOS晶体管为例。当负载不变时，稳压器100达到稳态时，第一晶体管T1的电流、第二晶体管T2的电流、第三晶体管T3的电流和第四晶体管T4的电流均相等，第二晶体管T2的源极的电压与第一晶体管T1的源极输入的基准电压Vin相等，即稳压器100的输出端Out1的电压等于基准电压Vin。第二晶体管T2的栅极的电压被钳位，保持不变。
当负载增大时，导致稳压器100的输出端Out1的电压下降或下冲，低于基准电压Vin，使得第二晶体管T2的栅极和源极之间的电压增大，第二晶体管T2的电流增大，大于第四晶体管T4的电流，电压差侦测电路10的第三端N3的电压下降，第十二晶体管T12的栅极和源极之间的电压的绝对值减小，第七晶体管T7的栅极和源极之间的电压的绝对值增大，第十二晶体管T12的电流I1减小，第七晶体管T7的电流增大，第六晶体管T6的电流I2增大，使得功率晶体管T0的栅极电压快速下降，功率晶体管T0的电流减小，稳压器100的输出端Out1的电流I0增大，稳压器100的输出端Out1的电压增大，直至将稳压器100的输出端Out1的电压调整恢复到基准电压Vin。
当负载减小时，导致稳压器100的输出端Out1的电压上升或上冲，高于基准电压Vin，使得第二晶体管T2的栅极和源极之间的电压减小，第二晶体管T2的电流减小，小于第四晶体管T4的电流，电压差侦测电路10的第三端N3的电压上升，第十二晶体管T12的栅极和源极之间的电压的绝对值增大，第七晶体管T7的栅极和源极之间的电压的绝对值减小，第十二晶体管T12的电流I1增大，第七晶体管T7的电流减小，第六晶体管T6的电流I2减小，使得功率晶体管T0的栅极电压快速上升，功率晶体管T0的电流增大，稳压器100的输出端Out1的电流I0减小，稳压器100的输出端Out1的电压减小，直至将稳压器100的输出端Out1的电压调整恢复到基准电压Vin。
本发明实施例提供又一种稳压器。在上述实施例的基础上，继续参见图2，该稳压器还包括初始值设定电路60，初始值设定电路60包括第十三晶体管T13，第十三晶体管T13的第一端与功率晶体管T0的控制端电连接，第十三晶体管T13的第二端与第一电源线V1电连接，第十三晶体管T13的控制端与第二偏压源50电连接。
其中，初始值设定电路为在电路未抽载的状态下设定初始值。初始值设定电路可以为一恒流模块。第十三晶体管T13可以是MOS晶体管或双极型晶体管。第十三晶体管T13的控制端还可以接其他偏压源，可根据需要设置。在稳压器100未工作时，初始值设定电路可以将功率晶体管T0的控制端和第二端的电压限制到较低的压差。在稳压器刚开始运行时，可以将功率晶体管T0的控制端和第二端的电压拉低，以使稳压器100的输出端Out1的电压快速从零电压上升到基准电压值。
本发明实施例提供又一种稳压器。图3为本发明实施例提供的又一种稳压器的结构示意图。在上述实施例的基础上，第一受控电流源31包括第八晶体管T8、第九晶体管T9、第三恒流单元311和第四恒流单元312。
其中，第八晶体管T8的控制端与第一受控电流源31的输入端In3电连接，第八晶体管T8的第一端与第二电源线V2电连接，第八晶体管T8的第二端，以及第九晶体管T9的控制端均与第三恒流单元311的恒流端N6电连接；第九晶体管T9的第一端与第一电源线V1电连接，第九晶体管T9的第二端，以及第四恒流单元312的恒流端N7均与第一受控电流源31的输出端Out4电连接。
其中，第八晶体管T8可以是MOS晶体管或双极型晶体管。第九晶体管T9可以是MOS晶体管或双极型晶体管。稳压器100稳态时，第八晶体管T8的电流被限制为等于第三恒流单元311的恒流端N6的电流值，第五晶体管T5的电流和第九晶体管T9的电流的和被限制为等于第四恒流单元312的恒流端N7的电流值，则第六晶体管T6的电流也被限制。通过对各晶体管的电流进行限制，可以减小稳态时的静态电流，从而减小功率损耗。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图3，第三恒流单元311包括第十晶体管T10，第四恒流单元312包括第十一晶体管T11。
其中，第十晶体管T10的第一端与第三恒流单元311的恒流端N6电连接，第十晶体管T10的第二端与第一电源线V1电连接，第十晶体管T10的控制端与第二偏压源50电连接；第十一晶体管T11的第一端与第四恒流单元312的恒流端N7电连接，第十晶体管T10的第二端与第二电源线V2电连接，第十一晶体管V11的控制端与第一偏压源40电连接。
其中，第十晶体管T10可以是MOS晶体管或双极型晶体管。第十一晶体管V11可以是MOS晶体管或双极型晶体管。
本发明实施例提供又一种稳压器。图4为本发明实施例提供的又一种稳压器的结构示意图。在上述实施例的基础上，第一电源线V1的电压大于第二电源线V2的电压。第二电源线V2的电压可以是地电压。图4中各晶体管的类型与图2中的对应的晶体管的类型不同，例如，图4中的第一晶体管T1为NMOS管，图2中的第一晶体管T1为PMOS管。
其中，图2的技术方案与图4的技术方案的区别在于：图2中，当输出电压过冲时，可通过第一晶体管T1和第二晶体管T2的共栅极组态，使第十二晶体管T12与第七晶体管T7的栅极电压快速拉升，通过第二晶体管T2、第十二晶体管T12与功率晶体管T0形成控制回路一，使输出电压快速下拉。当输出电压下冲时，可通过第一晶体管T1和第二晶体管T2共栅极组态，使第十二晶体管T12与第七晶体管T7的栅极电压快速降低，通过第二晶体管T2、第七晶体管T7、第五晶体管T5、第六晶体管T6与功率晶体管T0形成控制回路二，使输出电压快速稳定。
在图4中，当输出电压下冲时，可通过第一晶体管T1和第二晶体管T2的共栅极组态，使第十二晶体管T12与第七晶体管T7的栅极电压快速降低，通过第二晶体管T2、第十二晶体管T12与功率晶体管T0形成控制回路一，使输出电压快速上拉。当输出电压过冲时，可通过第一晶体管T1和第二晶体管T2的共栅极组态，使第十二晶体管T12与第七晶体管T7的栅极电压快速上升，通过第二晶体管T2、第七晶体管T7、第五晶体管T5、第六晶体管T6与功率晶体管T0形成控制回路二，使输出电压快速稳定。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图4，第七晶体管T7为NMOS晶体管，第十二晶体管T12为PMOS晶体管。
本发明实施例提供又一种稳压器。图5为本发明实施例提供的又一种稳压器的结构示意图。在上述实施例的基础上，第一电源线V1的电压大于第二电源线V2的电压。第二电源线V2的电压可以是地电压。图5中各晶体管的类型与图3中的对应的晶体管的类型不同。
图5中技术方案的工作原理：当负载增大时，导致稳压器100的输出端Out1的电压下降或下冲，低于基准电压Vin，使得第二晶体管T2的栅极和源极之间的电压的绝对值减小，第二晶体管T2的电流减小，小于第四晶体管T4的电流，电压差侦测电路10的第三端N3的电压下降，第十二晶体管T12的栅极和源极之间的电压的绝对值增大，第八晶体管T8的栅极和源极之间的电压的绝对值增大，第十二晶体管T12的电流I1增大，第八晶体管T8的电流增大，第九晶体管T9的栅极的电压下降，第九晶体管T9的栅极和源极之间的电压的绝对值增大，第九晶体管T9的电流增大，第五晶体管的电流减小，第六晶体管T6的电流I2减小，使得功率晶体管T0的栅极电压快速下降，功率晶体管T0的栅极和源极之间的电压的绝对值增大，功率晶体管T0的电流增大，稳压器100的输出端Out1的电流I0增大，稳压器100的输出端Out1的电压增大，直至将稳压器100的输出端Out1的电压调整恢复到基准电压Vin。
当负载减小时，导致稳压器100的输出端Out1的电压上升或上冲，高于基准电压Vin，使得第二晶体管T2的栅极和源极之间的电压的绝对值增大，第二晶体管T2的电流增大，大于第四晶体管T4的电流，电压差侦测电路10的第三端N3的电压升高，第十二晶体管T12的栅极和源极之间的电压的绝对值减小，第八晶体管T8的栅极和源极之间的电压的绝对值减小，第十二晶体管T12的电流I1减小，第八晶体管T8的电流减小，第九晶体管T9的栅极的电压上升，第九晶体管T9的栅极和源极之间的电压的绝对值减小，第九晶体管T9的电流减小，第五晶体管的电流增大，第六晶体管T6的电流I2增大，使得功率晶体管T0的栅极电压快速升高，功率晶体管T0的栅极和源极之间的电压的绝对值减小，功率晶体管T0的电流减小，稳压器100的输出端Out1的电流I0减小，稳压器100的输出端Out1的电压减小，直至将稳压器100的输出端Out1的电压调整恢复到基准电压Vin。
本发明实施例提供的稳压器为高增益而且高带宽的稳压电路，在高速抽载的应用下，能够在非常短的时间内从瞬时回复到稳态。第一晶体管T1与第二晶体管T2采用共栅极组态，作为电压输入比较，相较于传统的低压差稳压器采用共源极组态输入，作为电压输入比较，能有效提升带宽。
此外，第十二晶体管T12的共漏极组态与第七晶体管T7的共源极组态，双回路控制功率晶体管T0，同时搭配第六晶体管T6的尺寸大小设计为第五晶体管T5的K倍，此方法可提升带宽并实现高速瞬态响应，能够把传统的低压差稳压器的频率响应的一个极点往高频区移动成为新的极点，进而增加带宽，而且不降低增益，提高稳定速度。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (12)
1.一种稳压器，其特征在于，包括：
电压差侦测电路，包括第一端、第二端和第三端，所述电压差侦测电路的第一端用于输入基准电压；
功率晶体管，所述功率晶体管的第一端与所述电压差侦测电路的第二端以及稳压器的输出端电连接，所述功率晶体管的第二端与第一电源线电连接；
第一稳压调节电路和第二稳压调节电路，所述第一稳压调节电路的输入端，以及所述第二稳压调节电路的输入端均与所述电压差侦测电路的第三端电连接，所述第一稳压调节电路的输出端以及所述第二稳压调节电路的输出端均与所述功率晶体管的控制端电连接；
所述电压差侦测电路用于侦测所述基准电压和所述稳压器的输出端之间的电压差，并输出侦测信号；
所述第一稳压调节电路和所述第二稳压调节电路分别与所述功率晶体管形成控制回路，所述第一稳压调节电路和所述第二稳压调节电路用于根据所述侦测信号，共同控制所述功率晶体管的控制端的电压；
所述第一稳压调节电路用于根据所述侦测信号，生成第一调节信号；所述第二稳压调节电路用于根据所述侦测信号，生成第二调节信号；所述第一调节信号和所述第二调节信号的大小变化趋势不同，所述第一调节信号和所述第二调节信号相对于所述功率晶体管的控制端的输入或输出方向不同。
2.根据权利要求1所述的稳压器，其特征在于，所述电压差侦测电路包括：
第一晶体管，所述第一晶体管的第一端与所述电压差侦测电路的第一端电连接，所述第一晶体管的第二端与控制端电连接；
第二晶体管，所述第二晶体管的第一端与所述电压差侦测电路的第二端电连接，所述第二晶体管的控制端与所述第一晶体管的控制端电连接；
第一恒流模块，所述第一恒流模块的恒流端与所述第一晶体管的第二端电连接；
第二恒流模块，所述第二恒流模块的恒流端与所述第二晶体管的第二端电连接。
3.根据权利要求2所述的稳压器，其特征在于，所述第一恒流模块包括第三晶体管，所述第二恒流模块包括第四晶体管，
所述第三晶体管的第一端与所述第一恒流模块的恒流端电连接，所述第三晶体管的控制端，以及所述第四晶体管的控制端均与第一偏压源电连接，所述第三晶体管的第二端，以及所述第四晶体管的第一端与第二电源线电连接，所述第四晶体管的第二端与所述第二恒流模块的恒流端电连接。
4.根据权利要求1所述的稳压器，其特征在于，所述第二稳压调节电路包括第一受控电流源、第五晶体管和第六晶体管，
其中，所述第一受控电流源的输入端与所述第二稳压调节电路的输入端电连接，所述第一受控电流源的输出端与所述第五晶体管的第一端电连接，所述第一受控电流源用于根据所述侦测信号，控制其输出端的电流；
所述第五晶体管的第一端，以及所述第五晶体管的控制端均与所述第六晶体管的控制端电连接，所述第五晶体管的第二端与所述第六晶体管的第二端电连接，所述第六晶体管的第一端与所述第二稳压调节电路的输出端电连接，
所述第六晶体管的尺寸大于所述第五晶体管的尺寸。
5.根据权利要求4所述的稳压器，其特征在于，所述第一受控电流源包括第七晶体管，所述第七晶体管的控制端与所述第一受控电流源的输入端电连接，所述第七晶体管的第一端与所述第一受控电流源的输出端电连接，所述第七晶体管的第二端与第二电源线电连接。
6.根据权利要求4所述的稳压器，其特征在于，所述第一受控电流源包括第八晶体管、第九晶体管、第三恒流单元和第四恒流单元，
其中，所述第八晶体管的控制端与所述第一受控电流源的输入端电连接，所述第八晶体管的第一端与第二电源线电连接，所述第八晶体管的第二端，以及第九晶体管的控制端均与所述第三恒流单元的恒流端电连接；
所述第九晶体管的第一端与第一电源线电连接，所述第九晶体管的第二端，以及所述第四恒流单元的恒流端均与所述第一受控电流源的输出端电连接。
7.根据权利要求6所述的稳压器，其特征在于，所述第三恒流单元包括第十晶体管，所述第四恒流单元包括第十一晶体管，
所述第十晶体管的第一端与所述第三恒流单元的恒流端电连接，所述第十晶体管的第二端与第一电源线电连接，所述第十晶体管的控制端与第二偏压源电连接；
所述第十一晶体管的第一端与所述第四恒流单元的恒流端电连接，所述第十晶体管的第二端与第二电源线电连接，所述第十一晶体管的控制端与第一偏压源电连接。
8.根据权利要求7所述的稳压器，其特征在于，所述第一电源线的电压大于或小于所述第二电源线的电压。
9.根据权利要求5所述的稳压器，其特征在于，所述第一稳压调节电路包括：第十二晶体管，所述第十二晶体管的控制端与所述第一稳压调节电路的输入端电连接，所述第十二晶体管的第一端与所述第一稳压调节电路的输出端电连接，所述第十二晶体管的第二端与第一电源线电连接。
10.根据权利要求9所述的稳压器，其特征在于，所述第七晶体管为PMOS晶体管，所述第十二晶体管为NMOS晶体管；
或者，所述第七晶体管为NMOS晶体管，所述第十二晶体管为PMOS晶体管；
其中，所述第七晶体管的第一端为漏极，所述第七晶体管的第二端为源极，所述第七晶体管的控制端为栅极；所述第十二晶体管的第一端为源极，所述第十二晶体管的第二端为漏极，所述第十二晶体管的控制端为栅极。
11.根据权利要求1所述的稳压器，其特征在于，还包括初始值设定电路，所述初始值设定电路包括第十三晶体管，所述第十三晶体管的第一端与所述功率晶体管的控制端电连接，所述第十三晶体管的第二端与第一电源线电连接，所述第十三晶体管的控制端与第二偏压源电连接。
12.根据权利要求1所述的稳压器，其特征在于，还包括稳压电路，包括电容和电阻，所述电容和所述电阻串联，串联后的两端分别与稳压器的输出端和地电连接。
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