一种线性稳压电路制造技术

本申请公开一种线性稳压电路，包括：电荷泵、误差放大单元、补偿网络、分压单元、功率管、输出调节电容和系统负载；通过增加电荷泵，电荷泵的输出端连接功率管的控制端，从而能够增加功率管控制端的电压范围；而所述误差放大单元能够对增加后的功率管控制端电压进行高压调制，从而扩展了线性稳压电路的输出范围；所述误差放大单元的加入使得本实用新型专利技术中的线性稳压电路具有两级增益，通过补偿网络产生中频零点补偿次极点，来保证控制环路的稳定性，而且由于功率管的栅极电压范围增加，可以在增大线性稳压电路的输出电压范围时，也能保证功率管工作在饱和区，从而使得线性稳压器具有高精度的输出特点。

【技术实现步骤摘要】
一种线性稳压电路
本技术涉及模拟电路
，尤其涉及一种线性稳压电路。
技术介绍
LDO(LowDropoutRegulator，低压差线性稳压器)具有电路结构简单、占用芯片面积小和噪声低等优点，已成为电源管理芯片中的重要组成部分。线性稳压器能够为模数转换电路和射频电路等噪声敏感电路提供高精度、低噪声的电源，而且由于结构相对简单，外围元器件少，因而被广泛应用于片上系统芯片中。图1为传统的N型功率MOS管的线性稳压电路。其中，VREF为参考电压，VFB为VOUT的分压采样电压，该线性稳压电路通过运算放大器OP01和功率管MN01的负反馈调节作用，使得VFB＝VREF，因此VOUT＝VFB*(R01+R02)/R02＝VREF*(R01+R02)/R02，即可得到不随负载电流变化的稳定输出电压VOUT。但是现有技术中的线性稳压电路的缺陷是输出端电压VOUT的输出范围会受到极大限制，而且精度较低。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种线性稳压电路，以解决现有技术中限定稳压电路的输出电压的输出范围受限且精度较低的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种线性稳压电路，包括：电荷泵、误差放大单元、补偿网络、分压单元、功率管、输出调节电容和系统负载；所述分压单元包括依次串接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻的公共端与所述误差放大单元的反相输入端相连，所述第一电阻远离所述第二电阻的一端与所述功率管的第一端相连，所述第二电阻远离所述第一电阻的一端接地；所述功率管的控制端与所述电荷泵的输出端以及所述误差放大单元的输出端相连；所述功率管的第二端用于接收电源电压的输入；所述功率管的第一端作为所述线性稳压电路的输出端，并连接所述输出调节电容一端以及所述系统负载的一端，所述输出调节电容的另一端以及所述系统负载的另一端均接地；所述电荷泵的输入端用于接收所述线性稳压电路的输出电压；所述误差放大单元的同相输入端接收参考电压的输入；所述误差放大单元的反相输入端通过补偿网络与所述功率管的第一端相连，所述补偿网络用于产生中频零点；所述误差放大单元的电源输入端接收所述线性稳压电路的输出电压。优选地，所述功率管为NMOS管。优选地，所述误差放大单元包括：电流转高压调制模块和运算放大器。优选地，所述运算放大器包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管和电流源；所述第一开关管的控制端接收参考电压的输入；所述第一开关管的第一端与所述第二开关管的第一端相连，并连接至所述第三开关管的第二端；所述第一开关管的第二端与所述第五开关管的第二端连接，并与所述电流转高压调制模块的输入端相连；所述第二开关管的控制端连接所述第一电阻和所述第二电阻的公共端；所述第二开关管的第二端连接所述第六开关管的第二端和控制端；所述第六开关管的第一端和所述第五开关管的第一端均接地；所述第三开关管的控制端与所述第四开关管的控制端和第二端相连；所述第三开关管的第一端与所述第四开关管的第一端相连，并接收所述线性稳压电路的输出端电压的输入；所述第四开关管的第二端通过所述电流源接地。优选地，所述电流转高压调制模块包括：第七开关管和第八开关管；所述第七开关管的控制端与所述第四开关管的控制端相连；所述第七开关管的第一端与所述第八开关管的第一端相连；所述第七开关管的第二端与所述电荷泵的输出端相连；所述第八开关管的控制端与所述第五开关管的第二端相连；所述第八开关管的第二端接地。优选地，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管和所述第八开关管均为PMOS管；所述第五开关管、所述第六开关管和所述第七开关管均为NMOS管。优选地，所述第一端为源极，所述第二端为漏极，所述控制端为栅极。优选地，所述补偿网络包括前馈电容，所述前馈电容的一端连接所述功率管的第一端；所述前馈电容的另一端连接所述误差放大单元的反相输入端。经由上述的技术方案可知，本技术提供的线性稳压电路，包括：电荷泵、误差放大单元、补偿网络、分压单元、功率管、输出调节电容和系统负载；通过增加电荷泵，电荷泵的输出端连接功率管的控制端，从而能够增加功率管控制端的电压范围；而所述误差放大单元能够对功率管控制端电压进行高压调制，从而扩展了线性稳压电路的输出范围；所述误差放大单元的加入使得本技术中的线性稳压电路具有两级增益，通过补偿网络产生中频零点补偿次极点，来保证控制环路的稳定性，而且由于功率管的栅极电压范围增加，可以在增大线性稳压电路的输出电压范围时，也能保证功率管工作在饱和区，从而使得线性稳压器具有高精度的输出特点。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术中传统的N型功率MOS管的线性稳压电路示意图；图2为本技术实施例提供的一种线性稳压电路结构示意图；图3为本技术另一实施例提供的一种线性稳压电路结构示意图；图4为本技术又一实施例提供的一种线性稳压电路结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
部分所述，现有技术中的输出端电压VOUT的输出范围会受到极大限制，且线性稳压电路的输出精度较低。专利技术人发现，出现上述现象的原因是，现有技术中，运算放大器OP01的电源供电方式为单电源供电方式，也即如图1中所示，由电源电压VIN供电，因此，运算放大器OP01的最大输出电压为VIN，若要使功率管MN01工作在饱和区，则线性稳压电路的输出电压VOUT的上限为：其中，VG01为MN01的栅极电压，VGSN01为MN01管的栅源电压，WN01为MN01管的沟道宽度，LN01为MN01管的沟道长度，un为MN01管中的N型掺杂载流子漂移率，Cox为栅氧电容，Vthn为MN01管的阈值电压，ILOAD为负载电流。由式(1)可得，当负载电流ILOAD比较大时，VOUT输出的上限值VOUT_MAX会比较小，因此对于传统的线性稳压电路来说，负载电流ILOAD越大，最大可输出稳定电压VOUT_MAX越小。由于当MN01管的工作在饱和区时，增益最大，使得输出精度较高，其工作在饱和区，而现有技术中VOUT＝VG01-VGSN01，由于运算放大器OP1的最大输出为VIN，也即VG01最大为VIN时,当需要增大VOUT的输出范围时，MN01管的栅源电压VGSN01需要减小，从而使得MN01管工作在非饱和区，其增益将减小，从而使得输出精度较低。基于此，本技术提供一种线性稳压电路，包括：电荷泵、误差放大单元、补偿网络、分压单元、功率管、输出调节电容和系统负载；所述分压单元包括依次串接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻的公共端与所述误差放大单元的反相输入端相连，所述第一电阻远离所述第二电阻的一端与所述功率管的第一端相连，所述第二电阻远离所述第一电阻的一端接地；所述功率管的控制端与所述电荷泵的输出端以及所述误差放大单元的输出端相连；所述功率管的第二端用于接收电源电压的输入；所述功率管的第一端作为所述线性稳压电路的输出端，并连接所述输出调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性稳压电路，其特征在于，包括：电荷泵、误差放大单元、补偿网络、分压单元、功率管、输出调节电容和系统负载；所述分压单元包括依次串接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻的公共端与所述误差放大单元的反相输入端相连，所述第一电阻远离所述第二电阻的一端与所述功率管的第一端相连，所述第二电阻远离所述第一电阻的一端接地；所述功率管的控制端与所述电荷泵的输出端以及所述误差放大单元的输出端相连；所述功率管的第二端用于接收电源电压的输入；所述功率管的第一端作为所述线性稳压电路的输出端，并连接所述输出调节电容一端以及所述系统负载的一端，所述输出调节电容的另一端以及所述系统负载的另一端均接地；所述电荷泵的输入端用于接收所述线性稳压电路的输出电压；所述误差放大单元的同相输入端接收参考电压的输入；所述误差放大单元的反相输入端通过补偿网络与所述功率管的第一端相连，所述补偿网络用于产生中频零点；所述误差放大单元的电源输入端接收所述线性稳压电路的输出电压。

【技术特征摘要】
1.一种线性稳压电路，其特征在于，包括：电荷泵、误差放大单元、补偿网络、分压单元、功率管、输出调节电容和系统负载；所述分压单元包括依次串接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻的公共端与所述误差放大单元的反相输入端相连，所述第一电阻远离所述第二电阻的一端与所述功率管的第一端相连，所述第二电阻远离所述第一电阻的一端接地；所述功率管的控制端与所述电荷泵的输出端以及所述误差放大单元的输出端相连；所述功率管的第二端用于接收电源电压的输入；所述功率管的第一端作为所述线性稳压电路的输出端，并连接所述输出调节电容一端以及所述系统负载的一端，所述输出调节电容的另一端以及所述系统负载的另一端均接地；所述电荷泵的输入端用于接收所述线性稳压电路的输出电压；所述误差放大单元的同相输入端接收参考电压的输入；所述误差放大单元的反相输入端通过补偿网络与所述功率管的第一端相连，所述补偿网络用于产生中频零点；所述误差放大单元的电源输入端接收所述线性稳压电路的输出电压。2.根据权利要求1所述的线性稳压电路，其特征在于，所述功率管为NMOS管。3.根据权利要求1所述的线性稳压电路，其特征在于，所述误差放大单元包括：电流转高压调制模块和运算放大器。4.根据权利要求3所述的线性稳压电路，其特征在于，所述运算放大器包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管和电流源；所述第一开关管的控制端接收参考电压的输入；所述第一开关管的第一端与所述第二开关管的第一端相连，并连接至所述第三开...

【专利技术属性】
技术研发人员：董渊，王云松，黄建刚，吴传奎，程剑涛，
申请(专利权)人：上海艾为电子技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31