一种自偏置尖峰检测电路及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自偏置尖峰检测电路及低压差线性稳压器，其中，所述自偏置尖峰检测电路用于低压差线性稳压器电路，所述低压差线性稳压器电路还包括误差放大器，自偏置尖峰检测电路包括：功率控制模块，用于接收误差放大器输出的输入信号，对输入信号进行功率控制，得到功率控制信号；偏置模块，用于当低压差线性稳压器电路的输出电压变化时，将功率控制信号通过自偏置和动态偏置后，得到偏置信号；电流镜模块，用于将偏置信号进行电流调节后，得到电流调节信号，将电流调节信号反馈回功率控制模块。

【技术实现步骤摘要】
一种自偏置尖峰检测电路及低压差线性稳压器
本专利技术涉及电子电路
，尤其涉及一种自偏置尖峰检测(Self-BiasedSpike-Detection，SBSD)电路及低压差线性稳压器。
技术介绍
现在的电子产品一般需要经过电源适配器或锂电池供电，电源的电压都会在很大的变化范围内，而电子设备一般不能承受很大的电压变化，就需要使用稳压器来输出稳定的电压给系统级芯片供电。低压差线性稳压器(LowDropoutregulator，LDO)输出可调节的电压，为芯片提供电源，在系统级芯片的电源模块中用来稳压和去除纹波。LDO的核心构架主要由运算放大器和P沟道金属氧化物半导体管(PositivechannelMetalOxideSemiconductor，PMOS)组成，工作原理是通过运算放大器调节PMOS的输出。现在系统要求功能越来越多，在有限的面积内要集成的器件也越来越多，当传统的LDO在有大负载快速变化时，要保持输出的稳定性需要一个大的负载电容，这个大电容很难集成在单个芯片上，因此，在现在的系统级芯片(SystemonChip，SOC)设计中需要无片外电容LDO。无片外电容的LDO，节省面积便于集成，但是瞬态响应受限于功率管栅极的电压幅值和整个电路的带宽，另外，功率管面积大，栅极电容大，产生低频次主极点，也严重影响无片外电容LDO的稳定性。图1A为相关技术中LDO的电路结构示意图，如图1A所示，LDO包括误差放大器、源极跟随器MOS管、功率管gmp和两个电阻Rf1、Rf2，其中，VEA,out是误差放大器的输出电压，误差放大器后面连接源极跟随器MOS管，起到缓冲的作用，源极跟随器MOS管后面接功率管gmp，使得调节后的较大电流能够通过，功率管gmp的漏极连接串联的两个电阻Rf1和Rf2，将两个电阻之间的输出连接至误差放大器的负输入端，使整个电路构成一个反馈回路，VGS是源极跟随器MOS管的栅源电压，VOV是源极跟随器MOS管的过驱动电压，VTH是源极跟随器MOS管的阈值电压，功率管gmp栅极的电压VP与误差放大器输出的电压VEA,out之间的关系如下公式(0)所示：VP＝VEA,out+VGS＝VEA,out+VOV+VTH(0)；由此可见，相关技术中通过源极跟随器MOS管作为缓冲器，减小了功率管gmp栅极电阻，推高次主极点，增强了瞬态响应，电阻由放大器的电阻降为跨导的倒数，该技术方案缺点为当电压裕度减小了一个阈值，功率管gmp栅极最低电压受限，对功率管gmp的驱动能力下降，需要更大的功率管来提供相同的负载电流，且增加了额外的一路电流消耗。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种自偏置尖峰检测电路及低压差线性稳压器，使输出电压稳定，且恢复时间大幅减小。本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术实施例提供了一种自偏置尖峰检测电路，所述自偏置尖峰检测电路和误差放大器构成低压差线性稳压器电路，所述自偏置尖峰检测电路包括：功率控制模块，用于接收所述误差放大器输出的输入信号，对所述输入信号进行功率控制，得到功率控制信号；偏置模块，用于当所述低压差线性稳压器电路的输出电压变化时，将所述功率控制信号通过自偏置和动态偏置后，得到偏置信号；电流镜模块，用于将偏置信号进行电流调节后，得到电流调节信号，将所述电流调节信号反馈回所述功率控制模块。在其他实施例中，所述偏置模块包括自偏置模块和动态偏置模块，其中：所述自偏置模块，用于当所述低压差线性稳压器电路的输出电压变化时，对所述功率控制信号进行直流偏置，得到经过电压幅值调整的第二直流偏置信号；动态偏置模块，用于将所述功率控制信号进行动态偏置，以经过电压幅值调整，得到动态偏置信号，所述第二直流偏置信号和所述动态偏置信号通过叠加形成所述偏置信号。在其他实施例中，所述自偏置模块，还用于当所述压差线性稳压器电路的输出电压不变化时，对所述功率控制信号进行直流偏置，得到经过电压幅值调整的第一直流偏置信号，将所述第一直流偏置信号输入至所述功率控制模块。在其他实施例中，所述自偏置尖峰检测电路还包括：连接模块，用于将所述偏置信号输出给所述电流镜模块；所述自偏置模块包括分压电阻，用于自动偏置反馈给所述误差放大器的负输入端，为所述连接模块提供直流偏置。在其他实施例中，所述分压电阻包括串联的至少两个电阻。在其他实施例中，所述自偏置尖峰检测电路还包括：连接模块，用于将所述偏置信号输出给所述电流镜模块；所述动态偏置模块包括耦合电容，当所述低压差线性稳压器电路输出的电压变化时，耦合电容将电压变化传递到所述连接模块，使所述连接模块输出电流来达到动态偏置；在其他实施例中，所述功率控制模块包括功率管，通过所述误差放大器调节所述功率管的输出。在其他实施例中，所述自偏置尖峰检测电路还包括：连接模块，用于将所述偏置信号输出给所述电流镜模块；所述连接模块包括MOS管；或者，所述电流镜模块输出的电流大小可调。在其他实施例中，所述电流镜模块包括两个MOS管，其中：所述两个MOS管的栅极相连，所述两个MOS管的源极都连接所述自偏置尖峰检测电路的电源电压，一个MOS管的漏极连接所述功率控制模块，另一个MOS管的漏极连接所述电流镜模块。在其他实施例中，所述低压差线性稳压器电路生成过冲信号和下冲信号时，所述自偏置尖峰检测电路所构成的瞬态增强电路是双向的。本专利技术实施例又提供一种低压差线性稳压器，包括：上述提供的一种自偏置尖峰检测电路；误差放大器；所述自偏置尖峰检测电路中的功率控制模块，用于接收所述误差放大器输出的输入信号，对所述输入信号进行功率控制。本专利技术实施例提供了一种自偏置尖峰检测电路及低压差线性稳压器；其中，所述自偏置尖峰检测电路用于低压差线性稳压器电路，所述低压差线性稳压器电路还包括误差放大器，所述自偏置尖峰检测电路包括：功率控制模块，用于接收所述误差放大器输出的输入信号，对所述输入信号进行功率控制，得到功率控制信号；偏置模块，用于当所述低压差线性稳压器电路的输出电压变化时，将所述功率控制信号通过自偏置和动态偏置后，得到偏置信号；电流镜模块，用于将偏置信号进行电流调节后，得到电流调节信号，将所述电流调节信号反馈回所述功率控制模块；如此，所述自偏置尖峰检测电路在充放电两个方向上，通过偏置模块动态调整额外电流减小了功率损耗，改善了功率控制模块中功率管栅极的电压幅值，从而减小了功率控制模块中功率管栅极小信号电阻，增大了带宽，同时保证轨到轨的电压裕度。附图说明图1A为相关技术中LDO的电路结构示意图；图1B为本专利技术实施例一自偏置尖峰检测电路的结构示意图；图1C为本专利技术实施例一LDO外部的负载变化示意图；图1D示出了本实施例的电路与相关技术中电路的输出电压的对比示意图；图1E示出了本实施例的电路提供的动态增加的电流对功率管的栅极电压的调节示意图；图2A为本专利技术实施例二自偏置尖峰检测电路的结构示意图；图2B为本专利技术实施例二自偏置尖峰检测电路的结构示意图；图3为本专利技术实施例三自偏置尖峰检测电路的结构示意图；图4A为本专利技术实施例四自偏置尖峰检测电路的结构示意图；图4B为本专利技术实施例自偏置尖峰检测电路的输入电阻的示意图；图4C为本专利技术实施例自偏置尖峰检测电路的小信号模型示意图；图4D为本专利技术实施例所涉及的各电路的电流变化示意图；图4E本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自偏置尖峰检测电路，其特征在于，所述自偏置尖峰检测电路用于低压差线性稳压器电路，所述低压差线性稳压器电路还包括误差放大器，所述自偏置尖峰检测电路包括：功率控制模块，用于接收所述误差放大器输出的输入信号，对所述输入信号进行功率控制，得到功率控制信号；偏置模块，用于当所述低压差线性稳压器电路的输出电压变化时，将所述功率控制信号通过自偏置和动态偏置后，得到偏置信号；电流镜模块，用于将所述偏置信号进行电流调节后，得到电流调节信号，将所述电流调节信号反馈回所述功率控制模块。

【技术特征摘要】
1.一种自偏置尖峰检测电路，其特征在于，所述自偏置尖峰检测电路用于低压差线性稳压器电路，所述低压差线性稳压器电路还包括误差放大器，所述自偏置尖峰检测电路包括：功率控制模块，用于接收所述误差放大器输出的输入信号，对所述输入信号进行功率控制，得到功率控制信号；偏置模块，用于当所述低压差线性稳压器电路的输出电压变化时，将所述功率控制信号通过自偏置和动态偏置后，得到偏置信号；电流镜模块，用于将所述偏置信号进行电流调节后，得到电流调节信号，将所述电流调节信号反馈回所述功率控制模块。2.如权利要求1所述的自偏置尖峰检测电路，其特征在于，所述偏置模块包括自偏置模块和动态偏置模块，其中：所述自偏置模块，用于当所述低压差线性稳压器电路的输出电压变化时，对所述功率控制信号进行直流偏置，得到经过电压幅值调整的第二直流偏置信号；动态偏置模块，用于将所述功率控制信号进行动态偏置，以经过电压幅值调整，得到动态偏置信号，所述第二直流偏置信号和所述动态偏置信号通过叠加形成所述偏置信号。3.如权利要求2所述的自偏置尖峰检测电路，其特征在于，所述自偏置模块，还用于当所述压差线性稳压器电路的输出电压不变化时，对所述功率控制信号进行直流偏置，得到经过电压幅值调整的第一直流偏置信号，将所述第一直流偏置信号输入至所述功率控制模块。4.如权利要求2所述的自偏置尖峰检测电路，其特征在于，还包括：连接模块，用于将所述偏置信号输出给所述电流镜模块；所述自偏置模块包括分压电阻，用于自动偏置反馈给所述误差放大器的负输入端，为所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫婷婷，王瑜，王乾乾，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42