一种低压差线性稳压器制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种低压差线性稳压器。该低压差线性稳压器中第一功率管的输出端与第二功率管的输入端连接；第二功率管的控制端与中值电压稳压器的输出端连接；中值电压稳压器的输入端与输入电源连接；输入电源的输入电压值范围大于0，小于等于2倍第一功率管或第二功率管的最大工作电压；中值电压稳压器的输出端的电压值为输入电源的输入电压值与第一功率管或第二功率管的最大工作电压的差值。本实施例提供的技术方案，通过增加第二功率管和中值电压稳压器，在仅仅使用低阈值电压的功率管的情况下，有效提高了低压差线性稳压器的工作电压的范围，使低压差线性稳压器更容易与其他电路集成到同一块芯片上，大大降低了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及电子
，尤其涉及一种低压差线性稳压器。
技术介绍
随着各种便携式电子产品的普及，电源管理IC(IntegratedCircuit，集成电路)面临众多挑战，而直流稳压芯片发挥着至关重要的作用。低压差线性稳压器(LowDropOutLinearVoltageRegulator，LDO)因其功耗低，体积小，且有稳定的输出电压、较小的电压纹波，成为目前最流行的直流稳压芯片。图1为现有技术中的低压差稳压器的电路图。如图1所示，现有技术中的低压差线性稳压器包括误差放大器A，功率管MP0，反馈电阻r1和反馈电阻r2。低压差线性稳压器的工作原理如下：低压差线性稳压器的电源VDD上电后，向误差放大器A的反相输入端输入参考电压Vref。低压差线性稳压器通过误差放大器A、反馈电阻r1、反馈电阻r2及功率管MP0构成的反馈网络，将采样电压Vfb反馈到误差放大器A的同相输入端。采样电压Vfb与误差放大器反相输入端的参考电压Vref做比较，两者的差值经误差放大器A放大后，控制功率管MP0的压降，从而控制低压差线性稳压器的输出电压。当Vfb＝Vref，低压差线性稳压器的输出电压Vout达到稳定状态。由反馈电阻r1和反馈电阻r2的分压原理可得到低压差线性稳压器稳定的输出电压Vout＝Vref×(r1+r2)/r2。现有技术中的低压差线性稳压器可以实现稳定的输出电压，但是其输入电源的电压范围相对受到限制。如果输入电源的电压增大，低压差线性稳压器中的功率管将会被击穿，所以只能选用阈值电压更高的功率管，但是低压差线性稳压器中的功率管将与电源管理IC其他电路所用晶体管有差别，不能很好的集成，将会造成大量的空间浪费，使得输入电源的电压的范围与整个电路的集成将会产生矛盾。同时，制作阈值电压更高的功率管将需要多一倍的掩膜版，使得整个工艺更加复杂。
技术实现思路
本专利技术提供一种低压差线性稳压器，以实现仅仅使用低阈值电压功率管，扩大低压差线性稳压器的工作电压范围。第一方面，本专利技术实施例提供了一种低压差线性稳压器，该低压差线性稳压器包括：第一误差放大器、第一功率管和电阻反馈网络，还包括：中值电压稳压器和第二功率管；所述第一功率管的输入端与输入电源连接；所述第一功率管的输出端与所述第二功率管的输入端连接；所述第二功率管的输出端分别与所述电阻反馈网络的第一端以及所述低压差线性稳压器的输出端连接；所述第一功率管的控制端与所述第一误差放大器的输出端连接；所述第二功率管的控制端与所述中值电压稳压器的输出端连接；所述中值电压稳压器的接地端与所述电阻反馈网络的接地端连接；所述中值电压稳压器的输入端与所述输入电源连接；所述第一误差放大器的反相输入端用于接收参考电压；所述第一误差放大器的同相输入端与所述电阻反馈网络的第三端连接；所述第一误差放大器比较所述参考电压与所述电阻反馈网络反馈的反馈电压，以控制第一功率管的工作状态；所述输入电源的输入电压值范围大于0，小于等于2倍第一功率管或第二功率管的最大工作电压；所述中值电压稳压器的输出端的电压值为所述输入电源的输入电压值与所述第一功率管或第二功率管的最大工作电压的差值。本实施例提供的低压差线性稳压器，通过增加第二功率管和中值电压稳压器，在仅仅使用低阈值电压的功率管的情况下，有效提高了低压差线性稳压器的工作电压的范围，减少了制作功率管使用掩膜板的数量，简化了流程，同时使低压差线性稳压器更容易与其他电路集成到同一块芯片上，大大降低了成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术提供的一种低压差线性稳压器的电路图；图2是本专利技术实施例提供的一种低压差线性稳压器的电路图；图3是本专利技术实施例提供的低压差线性稳压器中的第一误差放大器的电路图；图4是本专利技术实施例提供的低压差线性稳压器中的中值稳压器的电路图；图5是本专利技术实施例提供的低压差线性稳压器中的中值稳压器中的第二误差放大器的电路图；图6是本专利技术实施例提供的低压差线性稳压器的负载调整率波形图；图7是本专利技术实施例提供的低压差线性稳压器的线性调整率波形图；图8是本专利技术实施例提供的低压差线性稳压器的负载电流为10nA时的稳定性波特图；图9是本专利技术实施例提供的低压差线性稳压器的负载电流为100mA时的稳定性波特图；图10是本专利技术实施例提供的低压差线性稳压器的负载电流为0.1-100mA时的瞬态响应图；图11是本专利技术实施例提供的低压差线性稳压器的负载电流为90-100mA时的瞬态响应图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术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专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图2为本实施例提供的一种低压差线性稳压器的电路图。如图2所示，该低压差线性稳压器包括：包括第一误差放大器A1、第一功率管MP1和电阻反馈网络2，还包括：中值电压稳压器1和第二功率管MP2；所述第一功率管MP1的输入端与输入电源连接；所述第一功率管MP1的输出端与所述第二功率管MP2的输入端连接；所述第二功率管MP2的输出端分别与所述电阻反馈网络2的第一端以及所述低压差线性稳压器的输出端Vout连接；所述第一功率管MP1的控制端与所述第一误差放大器A1的输出端连接；所述第二功率管MP2的控制端与所述中值电压稳压器1的输出端连接；所述中值电压稳压器1的接地端与所述电阻反馈网络2的接地端连接；所述中值电压稳压器1的输入端与所述输入电源连接；所述第一误差放大器A1的反相输入端用于接收参考电压Vref；所述第一误差放大器A1的同相输入端与所述电阻反馈网络2的第三端连接；所述第一误差放大器A1比较所述参考电压Vref与所述电阻反馈网络反馈的反馈电压Vfb，以控制第一功率管MP1的工作状态；所述输入电源的输入电压值范围大于0，小于等于2倍第一功率管MP1或第二功率管MP2的最大工作电压；所述中值电压稳压器1的输出端的电压值Vmiddle为所述输入电源的输入电压值与所述第一功率管或第二功率管的最大工作电压的差值。本实施例提供的低压差线性稳压器，通过增加第二功率管和中值电压稳压器，在仅仅使用低阈值电压的功率管的情况下，有效提高了低压差线性稳压器的工作电压的范围，减少了制作功率管时使用掩膜板的数量，简化了流程，同时使低压差线性稳压器更容易与其他电路集成到同一块芯片上，大大降低了成本。可选的，低压差线性稳压器还包括：基准电压源3，其中：所述基准电压源3与所述第一误差放大器A1的反向输入端连接，用于输入参考电压Vref。基准电压源能输出一个温度系数小且较为稳定的参考电压Vref。可选的，所述电阻反馈网络2包括串联的第一反馈电阻R1和第二反馈电阻R2；所述第一反馈电阻R1的第一端与所述第二功率管MP2的输出端连接；所述第一反馈电阻R1的第二端与所述第二反馈电阻R2的第一端连接；所述第二反馈电阻R2的第二端接地；所述第一反馈电阻R1的第二端与所述第一误差放大器A1的同相输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压差线性稳压器，包括第一误差放大器、第一功率管和电阻反馈网络，其特征在于，还包括：中值电压稳压器和第二功率管；所述第一功率管的输入端与输入电源连接；所述第一功率管的输出端与所述第二功率管的输入端连接；所述第二功率管的输出端分别与所述电阻反馈网络的第一端以及所述低压差线性稳压器的输出端连接；所述第一功率管的控制端与所述第一误差放大器的输出端连接；所述第二功率管的控制端与所述中值电压稳压器的输出端连接；所述中值电压稳压器的接地端与所述电阻反馈网络的接地端连接；所述中值电压稳压器的输入端与所述输入电源连接；所述第一误差放大器的反相输入端用于接收参考电压；所述第一误差放大器的同相输入端与所述电阻反馈网络的第三端连接；所述第一误差放大器比较所述参考电压与所述电阻反馈网络反馈的反馈电压，以控制第一功率管的工作状态；所述输入电源的输入电压值范围大于0，小于等于2倍第一功率管或第二功率管的最大工作电压；所述中值电压稳压器的输出端的电压值为所述输入电源的输入电压值与所述第一功率管或第二功率管的最大工作电压的差值。

【技术特征摘要】
1.一种低压差线性稳压器，包括第一误差放大器、第一功率管和电阻反馈网络，其特征在于，还包括：中值电压稳压器和第二功率管；所述第一功率管的输入端与输入电源连接；所述第一功率管的输出端与所述第二功率管的输入端连接；所述第二功率管的输出端分别与所述电阻反馈网络的第一端以及所述低压差线性稳压器的输出端连接；所述第一功率管的控制端与所述第一误差放大器的输出端连接；所述第二功率管的控制端与所述中值电压稳压器的输出端连接；所述中值电压稳压器的接地端与所述电阻反馈网络的接地端连接；所述中值电压稳压器的输入端与所述输入电源连接；所述第一误差放大器的反相输入端用于接收参考电压；所述第一误差放大器的同相输入端与所述电阻反馈网络的第三端连接；所述第一误差放大器比较所述参考电压与所述电阻反馈网络反馈的反馈电压，以控制第一功率管的工作状态；所述输入电源的输入电压值范围大于0，小于等于2倍第一功率管或第二功率管的最大工作电压；所述中值电压稳压器的输出端的电压值为所述输入电源的输入电压值与所述第一功率管或第二功率管的最大工作电压的差值。2.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器，其特征在于，还包括：基准电压源，其中：所述基准电压源与所述第一误差放大器的反向输入端连接，用于输入参考电压。3.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器，其特征在于，所述电阻反馈网络包括串联的第一反馈电阻和第二反馈电阻；所述第一反馈电阻的第一端与所述第二功率管的输出端连接；所述第一反馈电阻的第二端与所述第二反馈电阻的第一端连接；所述第二反馈电阻的第二端接地；所述第一反馈电阻的第二端与所述第一误差放大器的同相输入端连接。4.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器，其特征在于，所述第一功率管和第二功率管为绝缘栅型晶体管。5.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器，其特征在于，还包括：动态偏置电路，其中，所述动态偏置电路包括：第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管；所述第一晶体管的控制端与第一功率管的控制端连接，所述第一晶体管的输入端与第一功率管的输入端连接，所述第一晶体管的输出端、所述第二晶体管的输出端以及所述第二晶体管的控制端均与所述第三晶体管的控制端连接；所述第二晶体管的输入端以及所述第三晶体管的输入端均与所述第二功率管的控制端连接；所述第三晶体管的输出端与所述第一误差放大器的电流端连接。6.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器，其特征在于，所述第一误差放大器包括：第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管和第一电流偏置网络；所述第四晶体管的控制端与所述第一误差放大器的同相输入端连接；所述第四晶体管的输入端分别与所述第五晶体管的输入端及第一电流偏置网络的输出端连接；所述第四晶体管的输出端、所述第六晶体管的输出端以及所述第六晶体管的控制端均与所述第七晶体管的控制端连接；所述第五晶体管的控制端与所述第一误差放大器的反相输入端连接；所述第五晶体管的输出端分别与所述第七晶体管的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹陈长，赵双星，蔡桂港，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44