CN114200993B - 一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器，包括误差放大器、输出功率管、第一反馈电阻、第二反馈电阻、输出电容、栅极控制电路和漏极充放电通路；所述栅极控制电路用于在所述负载输出端的电压变化时，改变所述输出功率管的栅极电压；所述漏极充放电通路用于在所述负载输出端的电压变化时，为所述输出功率管的漏极提供充电通路或放电通路，使所述负载输出端的电压稳定。本发明提供的线性稳压器具有快速瞬态响应，且负载变化范围宽，负载调整率低，电路稳定性较好。

Description

一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器。

背景技术

随着物联网时代的到来，智能出行、智能手机、智能穿戴产品等消费电子产品迅猛发展，渗透到人们生活的方方面面。智能功率集成电路即为这些新型电子产品的硬件核心部分，其中的供电部分即为电源管理类芯片。为了满足不同模块对电源电压的要求，电源管理类芯片分为线性稳压器、开关式电源稳压器、电荷泵式电源稳压器。而线性稳压器具有面积小、纹波小、高电源噪声抑制比、低功耗等特点，使其在高精度便携式消费电子产品中应用广泛。

集成在便携式设备中的线性稳压器，不仅要求它能提供高负载电流，也需要它的空载静态电流尽可能的达到最小以便使电流效率达到最高。良好的负载应具有小的输出电压变化，包括小的瞬态响应过冲和下冲，防止开关在至关重要的时候意外关闭。因此，针对性的提出一种具有输出瞬态响应速度快，负载调整率低的线性稳压器将显得尤为重要。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器。

本发明提供了一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器，包括误差放大器、输出功率管、第一反馈电阻、第二反馈电阻、输出电容、栅极控制电路和漏极充放电通路；

所述误差放大器的正向输入端连接参考电压，所述误差放大器的负向输入端连接反馈电压；所述输出功率管的栅极连接所述误差放大器的输出端，所述输出功率管的源极连接电源电压，所述输出功率管的漏极通过所述第一反馈电阻和所述第二反馈电阻的串联结构后接地，且在所述输出功率管的漏极与地端之间提供有一负载输出端；所述第一反馈电阻和所述第二反馈电阻的串联点输出所述反馈电压，所述输出电容的一端连接所述输出功率管的漏极，所述输出电容的另一端接地；

所述栅极控制电路用于在所述负载输出端的电压变化时，改变所述输出功率管的栅极电压；所述漏极充放电通路用于在所述负载输出端的电压变化时，为所述输出功率管的漏极提供充电通路或放电通路，使所述负载输出端的电压稳定。

可选的，所述栅极控制电路包括第一控制电路和第二控制电路；

所述第一控制电路，用于在所述负载输出端的电压升高时，控制所述输出功率管的栅极电压升高；

所述第二控制电路，用于在所述负载输出端的电压降低时，控制所述输出功率管的栅极电压降低。

可选的，所述线性稳压器包括由第一运算放大器和第一开关管构成的所述第一控制电路；

所述第一运算放大器的正向输入端连接参考电压，所述第一运算放大器的负向输入端连接反馈电压；

所述第一开关管的栅极连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一开关管的源极连接所述电源电压，所述第一开关管的漏极连接所述输出功率管的栅极。

可选的，所述线性稳压器包括由第二运算放大器和第三开关管构成的所述第二控制电路；

所述第二运算放大器的正向输入端连接参考电压，所述第二运算放大器的负向输入端连接反馈电压；

所述第三开关管的栅极连接所述第二运算放大器的输出端，所述第三开关管的源极接地，所述第三开关管的漏极连接所述输出功率管的栅极。

可选的，所述漏极充放电通路用于：

在所述负载输出端的电压升高时，为所述输出功率管的漏极提供放电通路，使所述负载输出端的电压降低；

在所述负载输出端的电压降低时，为所述输出功率管的漏极提供充电通路，使所述负载输出端的电压升高。

可选的，所述线性稳压器包括由第一运算放大器、第一反相器和第四开关管构成的放电通路；

所述第一运算放大器的正向输入端连接参考电压，所述第一运算放大器的负向输入端连接反馈电压；

所述第一反相器的输入端连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一反相器的输出端与所述第四开关管的栅极连接，所述第四开关管的源极接地，所述第四开关管的漏极连接所述负载输出端。

可选的，所述线性稳压器包括由第二运算放大器、第二反相器和第二开关管构成的充电通路；

所述第二运算放大器的正向输入端连接参考电压，所述第二运算放大器的负向输入端连接反馈电压；

所述第二反相器的输入端连接所述第二运算放大器的输出端，所述第二反相器的输出端与所述第二开关管的栅极连接，所述第二开关管的源极连接所述电源电压，所述第二开关管的漏极连接所述负载输出端。

可选的，所述线性稳压器还包括带隙基准电路，所述带隙基准电路用于提供所述参考电压。

可选的，所述线性稳压器还包括预调整电路，所述预调整电路用于将所述电源电压转换成电压输入至所述带隙基准电路。

可选的，所述电源电压为20V，所述预调整电路用于将20V的所述电源电压转换成5.2V的电压输出给所述带隙基准电路，所述带隙基准电路用于将5.2V的所述电压转换成3V的所述参考电压，所述负载输出端输出5V的恒定电压。

本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器，通过设置栅极控制电路和漏极充放电通路，可以使负载输出端的电压保持稳定。当负载输出端连接的负载在重载状态和轻载状态之间跳变，导致负载输出端的电压变化时，会产生过冲或下冲现象，使得输出功率管的漏极电压发生变化。此时，栅极控制电路可以通过改变输出功率管的栅极电压，从而改变输出功率管的漏极电压。同时漏极充放电通路还可以进一步为输出功率管的漏极提供充电通路或放电通路，使负载输出端的电压恢复稳定。该线性稳压器具有快速瞬态响应，且负载变化范围宽，负载调整率低，电路稳定性较好。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本公开实施例提供的一种线性稳压器的电路结构示意图；

图2是本公开实施例提供的线性稳压器整体电路示意图；

图3是本公开实施例提供的一种瞬态仿真结果图；

图4是本公开实施例提供的一种负载调整率仿真结果图；

图5和图6为本公开实施例提供的稳定性仿真结果图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。

在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。在本公开的上下文中，相似或者相同的部件可能会用相同或者相似的标号来表示。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本公开内容实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

图1是本公开实施例提供的一种线性稳压器的电路结构示意图，如图1所示，该线性稳压器100包括误差放大器OP1、输出功率管PM0、第一反馈电阻R1、第二反馈电阻R2、输出电容CL、栅极控制电路和漏极充放电通路。

误差放大器OP1的正向输入端连接参考电压Vref，误差放大器OP1的负向输入端连接反馈电压Vfb。输出功率管PM0的栅极连接误差放大器OP1的输出端，输出功率管PM0的源极连接电源电压VDDH，输出功率管PM0的漏极通过第一反馈电阻R1和第二反馈电阻R2的串联结构后接地，且在输出功率管PM0的漏极与地端之间提供有一负载输出端。第一反馈电阻R1和第二反馈电阻R2的串联点输出反馈电压Vfb。输出电容CL的一端连接输出功率管PM0的漏极，输出电容CL的另一端接地。

栅极控制电路用于在负载输出端的电压Vout变化时，改变输出功率管PM0的栅极电压。漏极充放电通路用于在负载输出端的电压Vout变化时，为输出功率管PM0的漏极提供充电通路或放电通路，使负载输出端的电压Vout稳定。

由图1可知，第一反馈电阻R1、第二反馈电阻R2与误差放大器OP1组成负反馈环路，控制输出功率管PM0的栅极电压。线性稳压器的功能即是，当负载输出端电压Vout变化时，误差放大器OP1反馈控制输出功率管PM0的栅极电压，维持输出电压Vout不变。当负载输出端连接的负载由重载跳变为轻载时，由于输出功率管PM0的提供的电流远大于负载需求，多余电流还可以经输出电容CL充电，进而使得负载输出端电压Vout升高(此时输出端电位出现过冲现象)，Vfb点电压升高，误差放大器OP1的输出端控制输出功率管PM0的栅极电压升高，输出功率管PM0提供的电流降低到负载电流。反之，当负载由轻载跳变为重载时，由于输出功率管PM0的提供的电流不能满足负载需求，负载电流经输出电容CL放电流过，进而使得负载输出端电压Vout降低(此时输出端电位出现下冲现象)，Vfb点电压降低，误差放大器OP1的输出端控制输出功率管PM0的栅极电压降低，输出功率管PM0提供的电流增大到负载电流。

其中，线性稳压器的瞬态响应表征了负载输出端连接的负载突变时，输出电压Vout的脉冲大小和恢复时间。负载电流由轻载跳重载时，输出功率管PM0提供的电流不能满足负载需要，由输出电容CL向负载放电，输出电压迅速降低，下冲产生。反之，负载电流由重载跳变到轻载时，输出功率管PM0提供的电流超出负载需要，输出功率管PM0向输出电容CL充电，输出电压迅速升高，过冲产生。增强瞬态响应，即为采取电路技术，减小过冲和下冲电压。

负载调整率：该指标表征了负载电流变化时输出电压保持恒定的能力。低的负载调整率会使得输出电压变化量更小。

可选的，如图1所示，该线性稳压器100还包括第一密勒补偿电容C1、第二密勒补偿电容C2和第一稳压管D1。

其中，第一密勒补偿电容C1和第二密勒补偿电容C2串联，第一密勒补偿电容C1和第二密勒补偿电容C2的串联结构的一端连接输出功率管PM0的栅极，另一端连接第一反馈电阻R1和第二反馈电阻R2的串联点。第一稳压管D1的一端连接负载输出端，第一稳压管D1的另一端接地。

通过在输出功率管PM0的输入输出之间设置第一密勒补偿电容C1和第二密勒补偿电容C2，可以保证电路的稳定性。通过设置第一稳压管D1可以防止电路故障导致负载输出端电压Vout过大。

可选的，栅极控制电路包括第一控制电路和第二控制电路。第一控制电路，用于在负载输出端的电压Vout升高时，控制输出功率管PM0的栅极电压升高。第二控制电路，用于在负载输出端的电压Vout降低时，控制输出功率管PM0的栅极电压降低。

需要说明的是，在本公开实施例中，输出功率管PM0为P沟道型场效应管，当输出功率管PM0的栅极电压升高时，其漏极电压降低，当输出功率管PM0的栅极电压降低时，其漏极电压升高。

由于输出功率管PM0的漏极与负载输出端Vout连接，当负载输出端的电压Vout升高时，即输出功率管PM0的漏极电压升高，此时，第一控制电路控制输出功率管PM0的栅极电压升高，可以使得输出功率管PM0的漏极电压降低，从而可以使得负载输出端的电压Vout降低，恢复稳定。当负载输出端的电压Vout降低时，即输出功率管PM0的漏极电压降低，此时，第二控制电路控制输出功率管PM0的栅极电压降低，可以使得输出功率管PM0的漏极电压升高，从而可以使得负载输出端的电压Vout升高，恢复稳定。

可选的，线性稳压器100包括由第一运算放大器OP2和第一开关管PM1构成的第一控制电路。第一运算放大器OP2的正向输入端连接参考电压Vref，第一运算放大器OP2的负向输入端连接反馈电压Vfb。第一开关管PM1的栅极连接第一运算放大器OP2的输出端，第一开关管PM1的源极连接电源电压VDDH，第一开关管PM1的漏极连接输出功率管PM0的栅极。

当第一控制电路运作时，第一运算放大器OP2控制第一开关管PM1导通，从而可以进一步拉高输出功率管PM0的栅极电压。

可选的，线性稳压器100包括由第二运算放大器OP3和第三开关管NM1构成的第二控制电路。第二运算放大器OP3的正向输入端连接参考电压Vref，第二运算放大器OP3的负向输入端连接反馈电压Vfb。第三开关管NM1的栅极连接第二运算放大器OP3的输出端，第三开关管NM1的源极接地，第三开关管NM1的漏极连接输出功率管PM0的栅极。

当第二控制电路运作时，第二运算放大器OP3控制第三开关管NM1导通，从而可以进一步降低输出功率管PM0的栅极电压。

可选的，漏极充放电通路用于：在负载输出端的电压Vout升高时，为输出功率管PM0的漏极提供放电通路，使负载输出端的电压Vout降低。在负载输出端的电压Vout降低时，为输出功率管PM0的漏极提供充电通路，使负载输出端的电压Vout升高。

当负载由重载跳变为轻载时，负载输出端的电压Vout升高，此时，为输出功率管PM0的漏极提供放电通路，可以提供额外泄放通路，将重载电流泄放为轻载电流，从而可以使得负载输出端的电压Vout降低，恢复稳定。反之，当负载由轻载跳变为重载时，负载输出端的电压Vout降低，此时，为输出功率管PM0的漏极提供充电通路，可以为负载提供所需电流，将轻载电流充电为重载电流，从而可以使得负载输出端的电压Vout升高，恢复稳定。

可选的，线性稳压器100包括由第一运算放大器OP2、第一反相器INV1和第四开关管NM2构成的放电通路。第一运算放大器OP2的正向输入端连接参考电压Vref，第一运算放大器OP2的负向输入端连接反馈电压Vfb。第一反相器INV1的输入端连接第一运算放大器OP2的输出端，第一反相器INV1的输出端与第四开关管NM2的栅极连接，第四开关管NM2的源极接地，第四开关管NM2的漏极连接负载输出端。

可选的，线性稳压器100包括由第二运算放大器OP3、第二反相器INV2和第二开关管PM2构成的充电通路。第二运算放大器OP3的正向输入端连接参考电压Vref，第二运算放大器OP3的负向输入端连接反馈电压Vfb。第二反相器INV2的输入端连接第二运算放大器OP3的输出端，第二反相器INV2的输出端与第二开关管PM2的栅极连接，第二开关管PM2的源极连接电源电压VDDH，第二开关管PM2的漏极连接负载输出端。

需要说明的是，上述第一控制电路中的第一运算放大器OP2与放电通路中的第一运算放大器OP2为同一运算放大器，第二控制电路中的第二运算放大器OP3与充电通路中的第二运算放大器OP3为同一运算放大器。第一控制电路、第二控制电路和漏极充放电通路在实际工作过程中互不影响。当第一控制电路和放电通路同时运作时，第二运算放大器OP3输出低电平，第三开关管NM1与第二开关管PM2关断。当第二控制电路和充电通路同时运作时，第一运算放大器OP2输出高电平，第四开关管NM2与第一开关管PM1关断。当负载未发生跳变时，负载输出端的电压Vout不变，此时，栅极控制电路和漏极充放电通路全关断：即第一运算放大器OP2输出高电平，第四开关管NM2与第一开关管PM1关断。同时，第二运算放大器OP3输出低电平，第三开关管NM1与第二开关管PM2关断。

在本发明实施例中，误差放大器OP1、第一运算放大器OP2和第二运算放大器OP3均为普通的五管运放。

可选的，如图1所示，线性稳压器100还包括带隙基准电路BandGap，带隙基准电路BandGap用于提供参考电压Vref。

可选的，线性稳压器100还包括预调整电路Pre-adjust，预调整电路Pre-adjust用于将电源电压VDDH转换成电压VDDL输入至带隙基准电路BandGap。

在本公开实施例的一种实现方式中，电源电压VDDH为20V，预调整电路用于将20V的电源电压VDDH转换成5.2V的电压VDDL输出给带隙基准电路，带隙基准电路用于将5.2V的电压VDDL转换成3V的参考电压Vref，负载输出端输出5V的恒定电压Vout。

图2是本公开实施例提供的线性稳压器整体电路示意图，如图2所示，预调整电路Pre-adjust包括电平切换模块Level Shift、第五开关管PM5、第六开关管PM6、第七开关管NM3、第二稳压管D2、第三稳压管D3、第一调整电容C4、第二调整电容C5和电阻R6。

电平切换模块Level Shift的输入端连接电压电源VDDH，电平切换模块LevelShift的输出端分别连接第五开关管PM5的栅极和第六开关管PM6的栅极。第五开关管PM5和第六开关管PM6的源极均连接电压电源VDDH。第五开关管PM5的漏极与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与第二稳压管D2的一端连接，第二稳压管D2的另一端接地。第七开关管NM3的栅极与电阻R6的另一端连接，第七开关管NM3的源极通过第三稳压管D3接地，第七开关管NM3的漏极与第六开关管PM6的漏极连接。第一调整电容C4的一端与第七开关管NM3的栅极连接，第一调整电容C4的另一端接地。第二调整电容C5的一端与第七开关管NM3的源极连接，第二调整电容C5的另一端接地。在第七开关管NM3的漏极与地端之间提供有一输出端输出电压VDDL。

在发明实施例中，带隙基准电路BandGap可以是现有的通用结构的带隙基准电路，通过带隙基准电路BandGap可以产生能够产生不随温度和电源电压变化的带隙基准电压。

示例性的，如图2所示，由启动电路Start-up circuit、电流镜CM1、CM2、CM3、第三运算放大器OP4、第四运算放大器OP5、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第三反馈电阻R3、第四反馈电阻R4和调整电阻R5组成输出可调的带隙基准电路BandGap。可以通过调节第三反馈电阻R3和第四反馈电阻R4的比值来调整输出的带隙基准电压，即参考电压Vref，以满足后续电路需要。

当然，带隙基准电路BandGap也可以是其他结构的产生基准电压的带隙基准电路，本发明在此不做限制。

本发明提供的线性稳压器的电阻可以为阱电阻、多晶电阻或无缘电阻。

下面为本采用本发明实施例提供的线性稳压器的cadence spectre仿真结果结果。

本发明的特点之一即为快速瞬态响应。仿真设置参数：100uA-100mA，跳变上升下降沿时间：1us，周期：10us。图3是本公开实施例提供的一种瞬态仿真结果图，图3中的曲线I为负载输出端的输出电压Vout，曲线II为负载输出端的电流曲线，横坐标表示时间t，单位为us，如图3所示，在t＝2us左右，出现下冲现象，即曲线I中的A区域，此时，可以看出下冲电压为33mV。在t＝8us左右，出现过冲现象，即曲线I中的B区域，此时，可以看出过冲电压为13mV。且下冲和过冲的最长恢复时间约为0.2us，极大地优化了快速瞬态响应。若不采用本申请提供的栅极控制电路和漏极充放电通路，过冲电压和下冲电压可高达240mV。

本发明的特点之二为负载调整率低。对全负载范围(100uA～100mA)进行直流扫描仿真，图4是本公开实施例提供的一种负载调整率仿真结果图，如图4所示，可以看出，输出端电压最高为5.00109V，最低为5.00089V，由此可以计算出负载调整率为：0.002(mV/mA)。

本发明的特点之三为电路稳定性好：对全负载范围进行稳定性仿真，负载最小时，稳定性最差，负载最大时，稳定性最好。图5和图6为本公开实施例提供的稳定性仿真结果图，图中曲线III为相位曲线，曲线IV为增益曲线，如图5和图6所示，当增益为0时，在100mA负载的情况下，相位裕度PM约为60.47deg。在100uA负载的情况下，相位裕度PM约为56.54deg。因此，电路在全负载范围均具有良好的稳定性。其中，相位裕度PM是衡量系统稳定度的一个重要指标。它是指频率特性的回路增益下降到0dB(单位增益)时，反馈信号总的相位偏移与-180的差。

本发明实施例提供的一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器，通过设置栅极控制电路和漏极充放电通路，可以使负载输出端的电压保持稳定。当负载输出端连接的负载在重载状态和轻载状态之间跳变，导致负载输出端的电压变化时，会产生过冲或下冲现象，使得输出功率管的漏极电压发生变化。此时，栅极控制电路可以通过改变输出功率管的栅极电压，从而改变输出功率管的漏极电压。同时漏极充放电通路还可以进一步为输出功率管的漏极提供充电通路或放电通路，使负载输出端的电压恢复稳定。该线性稳压器具有快速瞬态响应，且负载变化范围宽，负载调整率低，电路稳定性较好。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (4)

1.一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器，其特征在于，包括误差放大器、输出功率管、第一反馈电阻、第二反馈电阻、输出电容、栅极控制电路和漏极充放电通路；

所述误差放大器的正向输入端连接参考电压，所述误差放大器的负向输入端连接反馈电压；所述输出功率管的栅极连接所述误差放大器的输出端，所述输出功率管的源极连接电源电压，所述输出功率管的漏极通过所述第一反馈电阻和所述第二反馈电阻的串联结构后接地，且在所述输出功率管的漏极与地端之间提供有一负载输出端；所述第一反馈电阻和所述第二反馈电阻的串联点输出所述反馈电压，所述输出电容的一端连接所述输出功率管的漏极，所述输出电容的另一端接地；

所述栅极控制电路用于在所述负载输出端的电压变化时，改变所述输出功率管的栅极电压；所述漏极充放电通路用于在所述负载输出端的电压变化时，为所述输出功率管的漏极提供充电通路或放电通路，使所述负载输出端的电压稳定；

其中，所述栅极控制电路包括第一控制电路和第二控制电路，所述第一控制电路用于在所述负载输出端的电压升高时，控制所述输出功率管的栅极电压升高；所述第二控制电路用于在所述负载输出端的电压降低时，控制所述输出功率管的栅极电压降低；

所述第一控制电路由第一运算放大器和第一开关管构成，所述第一运算放大器的正向输入端连接参考电压，所述第一运算放大器的负向输入端连接反馈电压；所述第一开关管的栅极连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一开关管的源极连接所述电源电压，所述第一开关管的漏极连接所述输出功率管的栅极；

所述第二控制电路由第二运算放大器和第三开关管构成，所述第二运算放大器的正向输入端连接参考电压，所述第二运算放大器的负向输入端连接反馈电压；所述第三开关管的栅极连接所述第二运算放大器的输出端，所述第三开关管的源极接地，所述第三开关管的漏极连接所述输出功率管的栅极；

所述放电通路用于在所述负载输出端的电压升高时，为所述输出功率管的漏极提供放电通路，使所述负载输出端的电压降低；所述充电通路用于在所述负载输出端的电压降低时，为所述输出功率管的漏极提供充电通路，使所述负载输出端的电压升高；

所述放电通路由所述第一运算放大器、第一反相器和第四开关管构成，所述第一运算放大器的正向输入端连接参考电压，所述第一运算放大器的负向输入端连接反馈电压；所述第一反相器的输入端连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一反相器的输出端与所述第四开关管的栅极连接，所述第四开关管的源极接地，所述第四开关管的漏极连接所述负载输出端；

所述充电通路由所述第二运算放大器、第二反相器和第二开关管构成；所述第二运算放大器的正向输入端连接参考电压，所述第二运算放大器的负向输入端连接反馈电压；所述第二反相器的输入端连接所述第二运算放大器的输出端，所述第二反相器的输出端与所述第二开关管的栅极连接，所述第二开关管的源极连接所述电源电压，所述第二开关管的漏极连接所述负载输出端。

2.根据权利要求1所述的线性稳压器，其特征在于，所述线性稳压器还包括带隙基准电路，所述带隙基准电路用于提供所述参考电压。

3.根据权利要求2所述的线性稳压器，其特征在于，所述线性稳压器还包括预调整电路，所述预调整电路用于将所述电源电压转换成电压输入至所述带隙基准电路。

4.根据权利要求3所述的线性稳压器，其特征在于，所述电源电压为20V，所述预调整电路用于将20V的所述电源电压转换成5.2V的电压输出给所述带隙基准电路，所述带隙基准电路用于将5.2V的电压转换成3V的所述参考电压，所述负载输出端输出5V的恒定电压。

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