CN115494909A - 一种零点补偿电路、芯片和显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种零点补偿电路、芯片和显示设备，该零点补偿电路包括采样模块、电流补偿模块和零点补偿模块，采样模块对LDO电路的负载电流进行采样，得到采样电流；电流补偿模块对采样电流进行电流补偿，得到目标采样电流；零点补偿模块根据目标采样电流，对LDO电路的零点的频率进行调节，由于本发明通过采样模块和电流补偿模块的配合，对负载电流进行精确采样，得到目标采样电流，零点补偿模块根据目标采样电流对LDO电路的零点的频率进行调节，使得LDO电路在工作过程中，零点的频率可以与LDO电路的输出极点的频率进行精确匹配，从而增大相位裕度，优化LDO电路的稳定性，达到零点动态补偿的目的。

Description

一种零点补偿电路、芯片和显示设备

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种零点补偿电路、芯片和显示设备。

背景技术

随着集成电路行业的飞速发展，LDO(Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器)的市场需求量越来越大，频率稳定性是LDO电路中的重要参数，通常情况下，稳定性越好的LDO电路，其相位裕度越大，通常要求LDO电路的相位裕度大于45°为宜，此时系统可以进行稳定的瞬态输出。

然而，LDO电路的负载电流变化范围较大，使得其输出极点会在较大范围内进行移动，当负载电流减小时，LDO电路的输出极点向原点方向移动，使得相位裕度变差，进而恶化LDO电路的稳定性。

目前，相关技术中，常用密勒补偿的方式对LDO电路的输出极点进行补偿，密勒补偿的方式对固定的输出极点有较好的补偿效果，但是，对移动的输出极点补偿效果较差，此外，密勒补偿的方式通常会产生一个RHP(Right Half Plane，右半平面)零点，会大幅度降低相位裕度，进而降低LDO电路的稳定性。

发明内容

本发明提供一种零点补偿电路、芯片和显示设备，用以解决现有技术中存在的由于无法较好的补偿移动的输出极点，进而导致相位裕度降低、降低LDO电路稳定性的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种零点补偿电路，应用于低压差线性稳压器LDO电路，包括采样模块、电流补偿模块和零点补偿模块，其中：

所述采样模块分别与所述LDO电路的输出端、所述LDO电路中的驱动管的控制端、偏置电压端、所述电流补偿模块和所述零点补偿模块电连接，所述电流补偿模块还与所述偏置电压端电连接，所述零点补偿模块还与所述LDO电路中的差分放大器的输出端电连接；

所述采样模块，用于对所述LDO电路的负载电流进行采样，得到采样电流；

所述电流补偿模块，用于对所述采样电流进行电流补偿，得到目标采样电流；

所述零点补偿模块，用于根据所述目标采样电流，对所述LDO电路的零点的频率进行调节。

本发明实施例提供的一种零点补偿电路，包括采样模块、电流补偿模块和零点补偿模块，采样模块通过对LDO电路的负载电流进行采样，得到采样电流；电流补偿模块对采样电流进行电流补偿，得到目标采样电流；零点补偿模块根据目标采样电流，对LDO电路的零点的频率进行调节。上述零点补偿电路通过采样模块和电流补偿模块的配合，对负载电流进行精确采样，得到目标采样电流，零点补偿模块根据目标采样电流对LDO电路的零点的频率进行调节，使得LDO电路在工作过程中，零点的频率可以与LDO电路的输出极点的频率进行精确匹配，从而增大相位裕度，优化LDO电路的稳定性，达到零点动态补偿的目的。

在一种可选的实施例中，所述采样模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和采样管，其中：

所述第一开关管的控制端分别与所述零点补偿模块、所述第二开关管的第二端和所述第一开关管的第二端电连接，作为所述采样模块的输出端，所述第一开关管的第一端接地；

所述第二开关管的控制端分别与所述第三开关管的第一端和所述第四开关管的第二端电连接，所述第二开关管的第一端与所述采样管的第二端电连接；

所述第三开关管的控制端与所述LDO电路的输出端电连接，作为所述采样模块的第一控制端，所述第三开关管的第二端与分别与所述采样管的第一端和输入电压端电连接；

所述第四开关管的控制端与所述偏置电压端电连接，作为所述采样模块的第二控制端，所述第四开关管的第一端接地；

所述采样管的控制端与所述LDO电路中的驱动管的控制端电连接，作为所述采样模块的采样端。

上述方案，采样模块在第一控制端和第二控制端的控制下，使得采样管和LDO电路中的驱动管组成电流镜结构，使得采样管复制LDO电路中的负载电流，以实现采样管对LDO电路的负载电流进行采样，得到采样电流，采样电流通过第二开关管，传输到第一开关管，第一开关管和零点补偿模块组成电流镜，使得零点补偿模块复制第一开关管流经的采样电流，以实现将采样电流传输至零点补偿模块。通过采样模块可以实现对负载电流的实时采样，并将采样得到的采样电流传输至零点补偿模块。

在一种可选的实施例中，所述电流补偿模块包括第五开关管，其中：

所述第五开关管的控制端与所述偏置电压端电连接，所述第五开关管的第一端与所述输入电压端电连接，所述第五开关管的第二端与所述采样管的第二端电连接。

上述方案，电流补偿模块通过在采样管上并联第五开关管，使得第五开关管对采样管采样到的采样电流进行补偿，得到目标采样电流，使得目标采样电流更接近LDO电路的负载电流，采样模块和电流补偿模块相配合，提高了采样的准确性。

在一种可选的实施例中，所述采样模块还包括第一电阻，其中：

所述第一电阻的一端与所述采样管的第一端电连接，所述第一电阻的另一端与所述输入电压端电连接。

上述方案，采样模块通过在采样管和输入电压端之间串联第一电阻，以提高采样模块的采样精确度。

在一种可选的实施例中，所述第一电阻为可调电阻。

上述方案，第一电阻设置为可调电阻，在采样模块进行采样的过程中，若采样结果不够精确，可对第一电阻的阻值进行调整，改变采样管第一端的电压，以提高采样管采样的准确度。

在一种可选的实施例中，所述零点补偿模块包括第六开关管和第一电容，其中：

所述第六开关管的控制端与所述采样模块电连接，作为所述零点补偿模块的输入端，所述第六开关管的第一端接地，所述第六开关管的第二端与所述第一电容的一端电连接；

所述第一电容的另一端与所述LDO电路中的差分放大器的输出端电连接，作为所述零点补偿模块的输出端。

上述方案，零点补偿模块中的第六开关管的控制端与采样模块中的第一开关管的控制端电连接，组成电流镜，使得第六开关管复制流经第一开关管的目标采样电流，第六开关管和第一电容根据目标采样电流，控制调节LDO电路的零点的频率，以使LDO电路的零点的频率和LDO电路输出极点的频率相匹配，正常补偿LDO电路的输出极点。

在一种可选的实施例中，所述第六开关管的等效电阻的阻值与所述LDO电路中的负载电阻的阻值相等。

上述方案，零点补偿电路中设置第六开关管的等效电阻的阻值和LDO电路中的负载电阻的阻值相等，使得通过第六开关管和第一电容调节的零点，可以正确补偿LDO电路的输出极点，进而增大相位裕度，提高LDO电路的稳定性。

在一种可选的实施例中，所述第一开关管、所述第三开关管、所述第四开关管和所述第六开关管均为NMOS管，所述第二开关管、所述采样管和所述第五开关管均为PMOS管。

第二方面，本发明实施例提供一种芯片，包括LDO电路和如第一方面任一所述的零点补偿电路。

第三方面，本发明实施例提供一种显示设备，包括如上述第二方面所述的芯片。

上述第二方面公开的芯片和第三方面公开的显示设备可能达到的技术效果请参照上述针对第一方面或第一方面中的各种可能方案可以达到的技术效果说明，这里不再重复赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术提供的一种LDO电路的电路结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种零点补偿电路的模块结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种采样模块的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种采样模块的电路结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电流补偿模块的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种电流补偿模块的电路结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种采样模块和电流补偿模块连接的电路结构示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种采样模块的电路结构示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种采样模块和电流补偿模块连接的电路结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种偏置电路的电路结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种零点补偿模块的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的一种零点补偿模块的电路结构示意图；

图13为本发明实施例提供的一种零点补偿电路的电路结构示意图；

图14为本发明实施例提供的一种零点补偿电路和LDO电路连接的电路结构示意图；

图15为本发明实施例提供的一种零点补偿电路和LDO电路连接的小信号等效电路结构示意图；

图16为相关技术提供的一种密勒补偿电路的波特图；

图17为本发明实施例提供的一种零点补偿电路的波特图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

LDO电路在集成电路中应用广泛，如图1所示，为LDO电路的电路结构示意图，LDO电路包括差分放大器A1、驱动管Md、输出电容Cout和负载电阻Rout，差分放大器A1的正相输入端与参考电压端VREF电连接，差分放大器A1的反相输入端与LDO电路的输出端电连接，差分放大器A1的输出端分别与驱动管Md的控制端电连接；驱动管Md的第一端与输入电压端VIN电连接，作为LDO电路的输入端，驱动管Md的第二端分别与输出电容Cout的一端、负载电阻Rout的一端电连接，作为LDO电路的输出端，用于输出LDO电路的输出电压Vout，输出电容Cout的另一端和负载电阻Rout的另一端电连接，并接地。

图1中，电阻Ra1为差分放大器A1的等效输出阻抗。

具体的，驱动管Md可以为PMOS管。

上述LDO电路中，流经驱动管Md的负载电流Iload的变换范围较大，当负载电流Iload变化时，LDO电路的输出极点也会相应的移动，尤其当负载电流Iload减小时，LDO电路的输出极点向原点方向移动，使得LDO电路的相位裕度变差，降低LDO电路的稳定性。相关技术中，通常采用密勒补偿的方式对LDO电路的输出极点进行补偿，然而，密勒补偿的方式产生的零点的频率是固定的，当负载电流Iload变化较大时，上述零点的频率无法跟随LDO电路的输出极点的频率，无法产生较好的补偿效果，导致LDO电路的稳定性下降。

基于此，本发明实施例提供一种零点补偿电路、芯片和显示设备，用以解决现有技术中存在的由于无法较好的补偿移动的输出极点，进而导致相位裕度降低、降低LDO电路稳定性的问题。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种零点补偿电路，如图2所示，应用于LDO电路，包括采样模块21、电流补偿模块22和零点补偿模块23，其中：

采样模块21分别与LDO电路的输出端、LDO电路中的驱动管Md的控制端、偏置电压端VBIAS、电流补偿模块22和零点补偿模块23电连接，电流补偿模块22还与偏置电压端VBIAS电连接，零点补偿模块23还与LDO电路中的差分放大器A1的输出端电连接；

采样模块21，用于对LDO电路的负载电流Iload进行采样，得到采样电流；

电流补偿模块22，用于对采样电流进行电流补偿，得到目标采样电流；

零点补偿模块23，用于根据目标采样电流，对LDO电路的零点的频率进行调节。

本发明实施例提供的一种零点补偿电路，包括采样模块21、电流补偿模块22和零点补偿模块23，采样模块21通过对LDO电路的负载电流Iload进行采样，得到采样电流，电流采样模块22对采样电流进行电流补偿，得到目标采样电流，零点补偿模块23根据目标采样电流，对LDO电路的零点的频率进行调节。上述零点补偿电路通过采样模块21和电流补偿模块22的配合，对负载电流Iload进行精确采样，得到目标采样电流，零点补偿模块23根据目标采样电流对LDO电路的零点的频率进行调节，使得LDO电路在工作过程中，零点的频率可以与LDO电路的输出极点的频率进行精确匹配，从而增大相位裕度，优化LDO电路的稳定性，达到零点动态补偿的目的。

具体的，如图2所示，采样模块21的第一控制端与LDO电路的输出端电连接，采样模块21的采样端与LDO电路中的功率管Md的控制端电连接，采样模块21的第二控制端与偏置电压端VBIAS电连接，采样模块21的电流补偿端与电流补偿模块22的输出端电连接，采样模块21的输出端与零点补偿模块23的输入端电连接；零点补偿模块23的输出端与LDO电路中的差分放大器A1的输出端电连接；电流补偿模块22的控制端与偏置电压端VBIAS电连接。

在具体实施时，采样模块21在LDO电路的输出电压Vout和偏置电压Vbias的控制下，通过功率管Md的控制端采样LDO电路的负载电流Iload，得到采样电流；电流补偿模块22在偏置电压Vbias的控制下，对采样电流进行电流补偿，得到目标采样电流，并通过采样模块21的输出端传输至零点补偿模块23，零点补偿模块23根据目标采样电流，对LDO电路的零点的频率进行调整，以使LDO电路在工作时，零点的频率可以跟随输出极点的频率，以对输出极点进行动态补偿，增大LDO电路的相位裕度，提升LDO电路的稳定性。

在一种可选的实施例中，如图3和图4所示，采样模块21包括第一开关管M1、第二开关管M2、第三开关管M3、第四开关管M4和采样管Ms，其中：

第一开关管M1的控制端分别与零点补偿模块23、第二开关管M2的第二端和第一开关管M1的第二端电连接，作为采样模块21的输出端，第一开关管M1的第一端接地；

第二开关管M2的控制端分别与第三开关管M3的第一端和第四开关管M4的第二端电连接，第二开关管M2的第一端与采样管Ms的第二端电连接；

第三开关管M3的控制端与LDO电路的输出端电连接，作为采样模块21的第一控制端，第三开关管M3的第二端与分别与采样管Ms的第一端和输入电压端VIN电连接；

第四开关管M4的控制端与偏置电压端VBIAS电连接，作为采样模块21的第二控制端，第四开关管M4的第一端接地；

采样管Ms的控制端与LDO电路中的驱动管Md的控制端电连接，作为采样模块21的采样端。

在具体实施时，设定第三开关管M3的导通电压为Vth1，第二开关管M2的导通电压为Vth2。偏置电压端VBIAS通过第四开关管M4为采样模块21提供偏置电压Vbias，使得第三开关管M3中有电流流过；第三开关管M3的控制端获取LDO电路的输出电压Vout，由于第三开关管M3的直流阻抗为无穷大，因此LDO电路的输出端与第三开关管M3的控制端电连接，不会改变LDO电路的输出阻抗；输出电压Vout通过第二开关管传输至采样管Ms的第二端，具体的，输出电压Vout通过第三开关管M3传输至第二开关管M2的控制端，由于第三开关管M3的导通条件为：Vgs1≥Vth1，因此第二开关管M2的控制端获得的电压为Vout-Vth1，电压Vout-Vth1通过第二开关管M2传输至采样管Ms的第二端，由于第二开关管M2的导通条件为：Vgs2≥Vth2，因此采样管Ms的第二端获得的电压为Vout-Vth1+Vth2，采样管Ms的第二端的电压Vout-Vth1+Vth2近似等于LDO电路中的驱动管Md的第二端的电压Vout，采样管Ms的第一端与驱动管Md的第一端均与输入电压端VIN电连接，采样管Ms的控制端与驱动管Md的控制端电连接，此结构使得采样管Ms和驱动管Md构成电流镜结构，采样管Ms可以复制流经驱动管Md的电流，以此实现采样功能。采样管Ms采样到的负载电流Iload经由第二开关管M2流向第一开关管M1，并由第一开关管M1的控制端输出得到的采样电流。

可选的，第一开关管M1、第三开关管M3和第四开关管均可以为NMOS管，第二开关管M2和采样管Ms均可以为PMOS管。

上述采样模块21，在第一控制端和第二控制端的控制下，通过采样管Ms和LDO电路中的驱动管Md组成的电流镜结构，使得采样管Ms复制LDO电路中的负载电流Iload，以实现采样管对LDO电路的负载电流Iload进行采样，得到采样电流，采样电流通过第二开关管M2，传输到第一开关管M1，第一开关管M1和零点补偿模块23组成电流镜，使得零点补偿模块23复制第一开关管M1流经的采样电流，以实现将采样电流传输至零点补偿模块23。通过采样模块21，可以实现对负载电流Iload的实时采样，并将采样得到的采样电流传输至零点补偿模块23。

在一种可选的实施例中，如图5和图6所示，电流补偿模块22包括第五开关管M5，其中：

第五开关管M5的控制端与偏置电压端VBIAS电连接，第五开关管M5的第一端与输入电压端VIN电连接，第五开关管M5的第二端与采样管Ms的第二端电连接。

在具体实施时，由于第三开关管M3为NMOS，第二开关管M2为PMOS管，因此，第三开关管M3的导通电压Vth1小于第二开关管M2的导通电压Vth2，使得采样管Ms的第二端获得的电压Vout-Vth1+Vth2不能准确等于驱动管Md的第二端的电压Vout，从而造成采样负载电流Iload不准确的问题。

具体的，如图7所示，为电流补偿模块22和采样模块21连接的电路结构示意图，采样管Ms的控制端采样流经驱动管Md的电流Is，并由采样管Ms的第二端输出，第五开关管M5在偏置电压Vbias的控制下，第五开关管M5的第二端输出一路偏置电流Ibias，使得第三开关管M3的第一端输入的电流为Is+Ibias，因此，第二开关管M2的控制端输出的目标采样电流也为Is+Ibias，此时，目标采样电流Is+Ibias更接近于真实的负载电流Iload，提高了采样的准确度。

可选的，第五开关管M5可以为PMOS管。

上述电流补偿模块22，通过在采样管Ms上并联第五开关管M5，使得第五开关管M5对采样管Ms采样到的采样电流进行补偿，得到目标采样电流，使得目标采样电流更接近LDO电路的负载电流Ilaod，采样模块21和电流补偿模块22相配合，提高了采样的准确性。

在一种可选的实施例中，如图8所示，采样模块21还可以包括第一电阻R1，其中：

第一电阻R1的一端与采样管Ms的第一端电连接，第一电阻R1的另一端与输入电压端VIN电连接。

在具体实施时，如图9所示，为采样模块21和电流补偿模块22连接的电路结构示意图，采样管Ms的第一端和输入电压端VIN之间串联接入第一电阻R1，以改变采样管Ms的第一端的电压，在采样管Ms和驱动管Md组成的电流镜结构中，使得采样管Ms采集到的采样电流更接近负载电流Iload，以提高采样模块21采样的精确度。

上述采样模块21，通过在采样管Ms和输入电压端VIN之间串联第一电阻R1，以提高采样模块21的采样精确度。

可选的，第一电阻R1为可调电阻。

在具体实施时，若在采样过程中观察到采样模块21的采样不够精确，由于第一电阻R1为可调电阻，可适当调整第一电阻R1的阻值，进而调整采样管Ms的第一端的电压，使得采样管Ms可以进行更为精确的采样。

本申请中第一电阻R1为可调电阻，在采样模块21进行采样的过程中，若采样结果不够精确，可对第一电阻R1的阻值进行调整，改变采样管Ms的第一端的电压，以提高采样管Ms采样的准确度。

可选的，如图10所示，为本申请提供的偏置电路的电路结构示意图，偏置电路包括第七开关管M7、第八开关管M8、第九开关管M9、第十开关管M10和第二电阻R2，第七开关管M7的控制端分别与第八开关管M8的控制端、偏置电压Vbias的输出端、第七开关管M7的第一端和第十开关管M10的第一端电连接，第七开关管M7的第二端分别与第二电阻R2的一端和地电连接，第八开关管M8的第一端分别与第九开关管M9的第一端、第九开关管M9的控制端和第十开关管M10的控制端电连接，第八开关管M8的第二端与第二电阻R2的另一端电连接，第九开关管M9的第二端与输入电压Vin的输入端电连接，第十开关管M10的第二端与输入电压Vin的输入端电连接。

具体的，第七开关管M7和第八开关管M8构成第一电流源，第七开关管M7和第八开关管M8可以为PMOS管；第九开关管M9和第十开关管M10构成第二电流源，第九开关管M9和第十开关管M10可以为NMOS管。

在一种可选的实施例中，如图11和图12所示，零点补偿模块23可以包括第六开关管M6和第一电容C1，其中：

第六开关管M6的控制端与采样模块21电连接，作为零点补偿模块23的输入端，第六开关管M6的第一端接地，第六开关管M6的第二端与第一电容C1的一端电连接；

第一电容C1的另一端与LDO电路中的差分放大器A1的输出端电连接，作为零点补偿模块23的输出端。

在具体实施时，如图13所示，为零点补偿模块23、采样模块21和电流补偿模块22连接的电路结构示意图，采样模块21的输出端，即第一开关管M1的控制端输出目标采样电流，并将目标采样电流输出至第六开关管M6的控制端，在目标采样电流的控制下，第六开关管M6的工作区域发生变化，例如，当负载电流Iload减小，LDO电路的输出极点向原点方向移动，即输出极点的频率逐渐变小，此时，目标采样电流随负载电流Iload相应减小，第六开关管M6的控制端的输入电流减小，第六开关管M6进入亚阈值区，第六开关管M6的等效输出阻抗Rm6增大，等效输出阻抗Rm6和第一电容C1串联产生的零点的频率减小，即零点跟随输出极点向原点方向移动，实现了对输出极点的动态补偿，以增大相位裕度，提高LDO电路的稳定性；当负载电流Iload增大，LDO电路的输出极点向高频方向移动，即输出极点的频率逐渐增大，此时，目标采样电流随负载电流Iload相应增大，第六开关管M6的控制端的输入电流增大，第六开关管M6进入深线性区，第六开关管M6的等效输出阻抗Rm6减小，等效输出阻抗Rm6和第一电容C1串联产生的零点的频率增大，即零点跟随输出极点向高频方向移动。

可选的，第六开关管M6可以为NMOS管。

本申请中的零点补偿模块23，第六开关管M6的控制端与采样模块21中第一开关管M1的控制端电连接，组成电流镜，使得第六开关管M6复制流经第一开关管M1的目标采样电流，第六开关管M6和第一电容C1根据目标采样电流，控制调节LDO电路的零点的频率，以使LDO电路的零点的频率和LDO电路输出极点的频率相匹配，补偿LDO电路的输出极点。

在一种可选的实施例中，第六开关管M6的等效电阻的阻值可以与LDO电路中的负载电阻Rout的阻值相等，即第六开关管M6的等效输出阻抗Rm6的阻值和LDO电路中的负载电阻Rout的阻值相等。

上述零点补偿电路中，设置第六开关管M6的等效电阻和LDO电路中的负载电阻Rout的阻值相等，使得通过第六开关管M6和第一电容C1调节的零点，可以正确补偿LDO电路的输出极点，进而增大相位裕度，提高LDO电路的稳定性。

如图14所述，为LDO电路和零点补偿电路连接的电路结构示意图，下面将以图14为例，对零点补偿电路进行详细说明：

在LDO电路工作时，采样模块21中，采样管Ms获取LDO电路中流经驱动管Md的电流，得到采样电流Is，并将其传输至第二开关管M2的第一端，电流补偿模块22中的第五开关管M5输出一路偏置电流Ibias至第二开关管M2的第一端，使得通过第二开关管M2流向第一开关管M1的电流为Is+Ibias，即目标采样电流为Is+Ibias，这样采样得到的目标采样电流Is+Ibias更精确的等于LDO电路中流经驱动管Md的负载电流Iload，第一开关管M1将目标采样电流Is+Ibias传输至零点补偿模块23的输入端，即第六开关管M6的控制端。

第六开关管M6在目标采样电流Is+Ibias的控制下，调节LDO电路的零点的频率，具体的，当负载电流Iload减小时，LDO电路的输出极点的频率随之变小，使得LDO电路的相位裕度减小，稳定性变差，此时，目标采样电流Is+Ibias随负载电流Iload相应减小，第六开关管M6的控制端的输入电流减小，第六开关管M6进入亚阈值区，第六开关管M6的等效输出阻抗Rm6增大，等效输出阻抗Rm6和第一电容C1串联产生的零点的频率减小，以实现零点对输出极点的动态补偿，增大相位裕度，提高LDO电路的稳定性；当负载电流Iload增大时，LDO电路的输出极点的频率随之增大，此时，目标采样电流Is+Ibias随负载电流Iload相应增大，第六开关管M6的控制端的输入电流增大，第六开关管M6进入深线性区，第六开关管M6的等效输出阻抗Rm6减小，等效输出阻抗Rm6和第一电容C1串联产生的零点的频率增大，即零点跟随输出极点向高频方向移动。

如图15所示，为LDO电路的小信号等效电路图，其中，gm1为差分放大器A1的等效输出跨导，-gmp为驱动管Md的等效输出跨导，忽略驱动管Md栅端的寄生电容。由于电阻和电容串联可以产生零点，电阻和电容并联可以产生极点，因此由图15可知，LDO小信号电路图中有两个极点与一个零点，为了得到零极点确定的位置，列出LDO小信号电路的传输函数，如式(1)所示。

通过式(1)可得出LDO小信号电路的零极点分布，式(2)-(4)所示：

其中，H(s)为LDO小信号电路的传输函数，gm1为差分放大器A1的等效输出跨导，Ra1为差分放大器A1的等效输出阻抗，-gmp为驱动管Md的等效输出跨导，Rout为LDO电路的负载电阻，Rm6为第六开关管M6的等效输出阻抗，C1为零点补偿模块23中的第一电容，Cout为LDO电路的输出电容，s为频域变量，P-3db为差分放大器A1的输出极点，P2为LDO电路的输出极点，Z1为零点补偿电路产生的零点。

上式中，P-3db为主极点，即差分放大器A1的输出极点，P2为次极点，即LDO电路的输出极点，Z1为零点补偿电路产生的动态零点。由式(2)-(4)可知，LDO小信号电路中所有的零极点均处于频域的左半平面。因此该零点补偿电路不会产生一个RHP零点，也就不会降低LDO电路的稳定性。

具体的，第一电容C1为一个大容值的电容。通常差分放大器A1的等效输出阻抗较大，即Ra1的阻值较大，当第一电容C1的容值较大时，其与差分放大器A1的等效输出阻抗Ra1并联产生的输出极点，即主极点P-3db的频率会很小，其距离原点较近，不会与次极点P2重合或过近，也就不会影响LDO电路的稳定性；且第一电容C1的容值较大时，其与第六开关管M6的等效输出阻抗Rm6串联产生的零点，即零点Z1的频率会较小，其可以对LDO电路的输出极点P2进行精确补偿。

如图16和图17所示，图16为相关技术中密勒补偿的波特图，图17为零点补偿电路的波特图。假设两种方式对应的LDO电路的主次极点位置相同，通过对比图16中(a)和图17中(a)可知，因为零点补偿电路会在次级点，即LDO电路的输出极点，附近产生一个零点，因此，零点补偿电路对应的LDO电路的相位裕度曲线在该处的变化趋势近乎水平。由于图16中(b)中的D点与图17中(b)中的C点对应LDO电路环路增益为0的位置，已知环路增益降为0的位置即为环路的相位裕度，可得两种方式对应的LDO电路的相位裕度分别对应图16中(a)中的B点与图17中(a)中的A点，因此可以直观的观察出，零点补偿电路对应的LDO电路的相位裕度会优于密勒补偿对应的LDO电路的相位裕度。

基于相同的构思，本发明实施例还提供一种芯片，包括LDO电路和如上述任一实施例的零点补偿电路。

需要说明的是，本发明实施例中的芯片可以为电源管理芯片，也可以为显示芯片，本发明实施例对此不作任何限制。

本申请实施例中芯片解决问题的原理可以参考上述任一实施例中的零点补偿电路解决问题的原理，此处不再重复赘述。

基于相同的构思，本发明实施例还提供一种显示设备，包括如上述任一实施例所述的芯片。

本申请实施例中显示设备解决问题的原理可以参考上述任一实施例中的零点补偿电路解决问题的原理，此处不再重复赘述。

本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种零点补偿电路，其特征在于，应用于低压差线性稳压器LDO电路，包括采样模块、电流补偿模块和零点补偿模块，其中：

所述采样模块分别与所述LDO电路的输出端、所述LDO电路中的驱动管的控制端、偏置电压端、所述电流补偿模块和所述零点补偿模块电连接，所述电流补偿模块还与所述偏置电压端电连接，所述零点补偿模块还与所述LDO电路中的差分放大器的输出端电连接；

所述采样模块，用于对所述LDO电路的负载电流进行采样，得到采样电流；

所述电流补偿模块，用于对所述采样电流进行电流补偿，得到目标采样电流；

所述零点补偿模块，用于根据所述目标采样电流，对所述LDO电路的零点的频率进行调节。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述采样模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和采样管，其中：

所述第一开关管的控制端分别与所述零点补偿模块、所述第二开关管的第二端和所述第一开关管的第二端电连接，作为所述采样模块的输出端，所述第一开关管的第一端接地；

所述第二开关管的控制端分别与所述第三开关管的第一端和所述第四开关管的第二端电连接，所述第二开关管的第一端与所述采样管的第二端电连接；

所述第三开关管的控制端与所述LDO电路的输出端电连接，作为所述采样模块的第一控制端，所述第三开关管的第二端与分别与所述采样管的第一端和输入电压端电连接；

所述第四开关管的控制端与所述偏置电压端电连接，作为所述采样模块的第二控制端，所述第四开关管的第一端接地；

所述采样管的控制端与所述LDO电路中的驱动管的控制端电连接，作为所述采样模块的采样端。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电流补偿模块包括第五开关管，其中：

所述第五开关管的控制端与所述偏置电压端电连接，所述第五开关管的第一端与所述输入电压端电连接，所述第五开关管的第二端与所述采样管的第二端电连接。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述采样模块还包括第一电阻，其中：

所述第一电阻的一端与所述采样管的第一端电连接，所述第一电阻的另一端与所述输入电压端电连接。

5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一电阻为可调电阻。

6.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述零点补偿模块包括第六开关管和第一电容，其中：

所述第六开关管的控制端与所述采样模块电连接，作为所述零点补偿模块的输入端，所述第六开关管的第一端接地，所述第六开关管的第二端与所述第一电容的一端电连接；

所述第一电容的另一端与所述LDO电路中的差分放大器的输出端电连接，作为所述零点补偿模块的输出端。

7.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第六开关管的等效电阻的阻值与所述LDO电路中的负载电阻的阻值相等。

8.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第一开关管、所述第三开关管、所述第四开关管和所述第六开关管均为NMOS管，所述第二开关管、所述采样管和所述第五开关管均为PMOS管。

9.一种芯片，其特征在于，包括LDO电路和如权利要求1～8任一所述的零点补偿电路。

10.一种显示设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的芯片。

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