一种带自适应电荷泵的低压差线性稳压器制造技术

一种带自适应电荷泵的低压差线性稳压器，利用分压网络将LDO输出电压进行分压后获得反馈电压，利用软启动模块提供偏置和在上电时控制基准电压逐渐上升；利用运算放大器保持反馈电压与基准电压一致，同时将反馈电压与基准电压的差值进行放大后传给电平位移模块抬高电压并经过缓冲器处理控制NMOS功率管栅极信号；另外设计了电荷泵时钟产生模块和自适应电荷泵模块，能够根据电源电压大小判断自适应电荷泵模块何时接入LDO电路，避免了自适应电荷泵模块一直开启造成LDO电路功耗的降低；同时能够根据电源电压和负载的变化情况自适应调节电荷泵时钟信号的频率，进而调整自适应电荷泵模块输出的平均电压，从而进一步减小电路的功耗和提高电路轻载时的转换效率。耗和提高电路轻载时的转换效率。耗和提高电路轻载时的转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种带自适应电荷泵的低压差线性稳压器


[0001]本专利技术属于模拟电路电源管理
，具体涉及一种带自适应电荷泵的NMOS LDO。

技术介绍

[0002]低压差线性稳压器(low dropout regulator，LDO)在电源管理电路领域中是非常重要的一个模块，常用做其它模拟电路的内部供电电路，或者单独做成一个芯片对片外供电。LDO的作用是将外部供电电压转换为一个较低的且更加稳定的电压，当负载变化时，LDO能自动调节功率管的输出电流，使得输出电压保持在一个稳定的值；在输入输出电压差别不大的情况下，LDO有着较高的转换效率以及较高的电源抑制比。
[0003]LDO根据使用的功率管为NMOS功率管或PMOS功率管的不同可以分为PMOS LDO和NMOS LDO。PMOS LDO是目前较常用的一种结构，因为PMOS功率管的栅源电压可以在输入电压和地电位之间进行调整；而且PMOS LDO不需要额外的辅助电路，其主环路就可以正常工作。与之相比，NMOS LDO采用NMOS功率管时为了保证输入输出压差较小时功率管依然有一定的栅源电压，需要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带自适应电荷泵的低压差线性稳压器，包括软启动模块、运算放大器、电平位移模块、缓冲器、NMOS功率管、第一使能管和分压网络，所述分压网络用于将所述低压差线性稳压器的输出电压进行分压后获得反馈电压；所述软启动模块用于在上电时控制基准电压随着电源电压的上升而上升直到达到预设值，所述软启动模块还用于提供偏置；所述运算放大器包括第一差分输入管、第二差分输入管、第四PMOS管和第五PMOS管，所述第一差分输入管的第一连接端连接第四PMOS管的栅极和漏极以及第五PMOS管的栅极，其第二连接端连接所述第二差分输入管的第二连接端并连接第一偏置信号，其控制端连接所述基准电压；所述第二差分输入管的第一连接端连接第五PMOS管的漏极并作为所述运算放大器的输出端，其控制端连接所述反馈电压；第四PMOS管和第五PMOS管的源极连接所述电源电压；所述第一差分输入管和第二差分输入管为共源共栅管，所述共源共栅管包括一个第十三NMOS管和一个低阈值的第十四NMOS管，第十四NMOS管的栅极连接第十三NMOS管的栅极并作为所述源共栅管的控制端，其漏极作为所述共源共栅管的第一连接端，其源极连接第十三NMOS管的漏极；第十三NMOS管的源极作为所述共源共栅管的第二连接端；所述电平位移模块用于将所述运算放大器的输出电压抬升后输出至所述缓冲器的输入端；所述NMOS功率管的栅极连接所述缓冲器的输出端，其漏极连接所述电源电压，其源极通过所述第一使能管后连接所述低压差线性稳压器的输出端；所述第一使能管的控制端连接使能信号，在所述使能信号为高电平时所述第一使能管关断，所述使能信号为低电平时所述第一使能管开通；其特征在于，所述低压差线性稳压器还包括补偿网络、电荷泵时钟产生模块和自适应电荷泵模块，所述自适应电荷泵模块的输出电压作为所述缓冲器和电平位移模块的供电电压；所述补偿网络包括第三电阻、第三电容、第四电容和第二二极管，第三电阻一端连接所述运算放大器的输出端，另一端通过第三电容后接地；第四电容一端连接第二二极管的阳极和所述运算放大器的输出端，另一端连接第二二极管的阴极和所述缓冲器的输出端；所述缓冲器包括第九PMOS管、第十PMOS管、第十一PMOS管、第四NMOS管和第五NMOS管，第四NMOS管的栅极作为所述缓冲器的输入端，其漏极连接第九PMOS管的栅极和漏极以及第十PMOS管的栅极，其源极连接第五NMOS管的源极和第二偏置信号；第十PMOS管的源极连接第九PMOS管的源极和所述自适应电荷泵模块的输出电压，其漏极连接第十一PMOS管的源极；第五NMOS管的栅极和漏极连接第十一PMOS管的漏极并作为所述缓冲器的输出端；所述电荷泵时钟产生模块包括第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第十NMOS管、第十三PMOS管、第十四PMOS管、第十五PMOS管、第七电容、施密特触发器、第一反相器和与非门，第七NMOS管的栅极连接所述缓冲器中第九PMOS管的栅极，其漏极连接第八NMOS管的漏极和第十五PMOS管的源极以及所述电源电压，其源极连接所述缓冲器中第十一PMOS管的栅极和第十三PMOS管的源极；第八NMOS管的栅极连接所述NMOS功率管的栅极，其源极连接第十四PMOS管的源极；
第十四PMOS管的栅极连接第十三PMOS管的栅极和漏极以及第三偏置信号，其漏极连接第十NMOS管的栅极和第四偏置信号；第十五PMOS管的栅极连接所述运算放大器中第四PMOS管的栅极，其漏极连接第十NMOS管的漏极和施密特触发器的输入端；第一反相器的输入端连接施密特触发器的输出端，其输出端输出电荷泵时钟信号和与非门的第一输入端；与非门的第二输入端连接所述使能信号的反相信号，其输出端连接第九NMOS管的栅极；第九NMOS管的漏极连接第十NMOS管的栅极和第七电容的一端，其源极连接第七电容的另一端和第十NMOS管的源极并接地；所述自适应电荷泵模块包括第九电容、第十电容、第十一电容、第十一NMOS管、第十二NMOS管、第十六PMOS管、第十七PMOS管、第十八PMOS管、第十九PMOS管、第二十PMOS管和第二十一PMOS管，第九电容一端连接所述电荷泵时钟信号的反相信号，另一端连接第十六PMOS管的漏极、第十一NMOS管的源极、第十二NMOS管的栅极和第十...

【专利技术属性】
技术研发人员：周泽坤，王世杰，王祖傲，石跃，王卓，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：