一种具有高电源抑制比的低压差线性稳压器，其特征在于，在电源Ｖｄｄ与误差放大器的输出端（Ｎ１）之间连接有可减小Ｎ１节点等效输出电容的传输函数为Ｚ↓［ｐｃ］的补偿网络（２０１）。实施本发明专利技术提供的具有高电源抑制比的低压差线性稳压器，能够有效推开了ＰＳＲＲ曲线的近零点，在提高ＬＤＯ在高频处的ＰＳＲＲ特性的同时，保持ＬＤＯ的稳定，从根本上解决了由于米勒效应带来的ＰＳＲＲ主零点的过小的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及低压差线性稳压器(Low DropOut Voltage Linear Regulator,縮 写为LDO)技术，具体涉及一种具有高电源抑制比(HighPSRR)的低压差 线性稳压器(LDO)。
技术介绍
LDO被广泛运用于无线设备中，用于为整个系统提供一个稳定、低噪的 输出电压。LDO的电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio ，縮写为 "PSRR")用来衡量LDO对电源噪声的抑制能力。米勒补偿(miller compensation)是一种典型的频率补偿技术，主要是通过分开主次极点，使 得单位增益带宽内只包含主极点，以获得较高的相位裕度。如图l所示的米 勒补偿(miller compensation)被广泛运用于LDO的频率补偿，其基本原理 是通过米勒效应，使得前一级放大器看到的等效输出电容增大到4CM， 由于负反馈，降低了第二级的输出电阻，从而使得主次极点更加分开，使环 路更稳定，利用米勒效应进行补偿前后的环路增益曲线如图2(a)所示。为了 增强米勒效应在LDO中的频率补偿效果，人们一方面增大米勒补偿电容C^ 的大小，从几个pF到上百pF的米勒电容己经被集成在芯片上；另一方 面，在允许环路增益较高的应用场合，人们设计出嵌套式米勒补偿 (NMC)、多通道嵌套式米勒补偿(MNMC)等多种形式的米勒补偿方 法，以减小米勒补偿电容Qj勺大小。由于LDO的输出负载可能在相当大的3范围内变化，同时利用增大米勒电容和使用嵌套式米勒补偿的方法，已经被用于保证LDO在任意负载条件下都能有稳定的输出。然而，增大米勒补偿电容把环路主极点推向原点的同时，也把PSRR曲 线的零点推向原点，使得在高频处的PSRR性能已受到了极大的恶化。图 2(b)为采用了米勒效应进行补偿的前后的PSRR曲线的变化。可以看到，米 勒补偿虽然是稳定了 LDO的输出，却使其PSRR在高频处的性能变差了。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的上述问题，提出一种具有高电源抑制比(PSRR) 的低压差线性稳压器(LDO)，可以在提高PSRR高频处的性能的同时，保 持LDO的稳定，从根本上解决了由于米勒效应带来的PSRR主零点的过小 的问题。本专利技术上述技术问题这样解决，构造一种具有高电源抑制比的低压差线 性稳压器，其特征在于，在电源Vdd与误差放大器的输出端(Nl)之间连 接有可减小N1节点等效输出电容的传输函数为Z^的补偿网络(201)。其中，选择补偿网络(201)使得主零点Zm^^D^ 1""接近无穷大，其中，A为误差放大器的输出电阻，CM为米勒电容，Cpc 为补偿网络(201)的电容，A2为放大器增益。 其中，补偿网络(201)是一个容性阻抗网络。实施本专利技术提供的具有高电源抑制比的低压差线性稳压器，能够有效推 开了PSRR曲线的近零点，在提高LDO在高频处的PSRR特性的同时，保 持LDO的稳定，从根本上解决了由于米勒效应带来的PSRR主零点的过小 的问题。附图说明图l为米勒补偿的示意图。图2(a)为采用了米勒效应进行补偿前后的环路增益曲线。图2(b)为采用了米勒效应进行补偿前后的PSRR曲线。图3为按照本专利技术增加PSRR补偿网络的LDO的一个实施例的电路示意图。图4为按照本专利技术增加PSRR补偿网络前后的米勒补偿LDO的PSRR曲线。具体实施例方式LDO在没有使用米勒电容时，LDO的PSRR曲线的零点由(l)式给出。■Zera, = ( 1 )采用了米勒补偿后，LDO的PSRR曲线的零点由(2)试给出。其中，A， q和C^分别为第一级放大器即误差放大器的输出电阻，第一 级放大器的等效输出电容和补偿所用的米勒电容。Zm^和Ze 将决定LDO 的PSRR曲线从哪一个频率点开始向上以20dB/decade的斜率开始变差。可 以看到，由于(^一般比寄生电容C,大得多，因此Zw 比Zm^小得多。为了 使得运放的PSRR曲线的零点不受米勒电容C^的影响，以改善运放的PSRR 性能。针对上述问题，本专利技术提出的改进如图3所示，在传统米勒补偿电路 的基础上增加PSRR补偿网络201，它能在保持米勒效应在稳定环路的同 时，有效的解决由于米勒效应带来的PSRR主零点的过小的问题。PSRR补偿网络201的输入端连接Vdd，输出端连接误差放大器的输出 端N1;该PSRR补偿网络的主要作用在于计算PSRR时，减小从Nl节点看 到的等效输出电容。在按照本专利技术的LDO中，在Vdd和Nl节点之间引入了 PSRR补偿网络 201，为了计算方便，这里用^表示补偿网络201的传输函数。如图3所示，加入补偿网络&￡后，忽略寄生电容C。从电源Vdd到LDO输出端的 传输函数可表示为T/ g邵+化呷a (Cw 一+ 一a + CM令(3)式得分子为零，得;+ W邵a (CM -1) + j 2《Q = 0 ( 4 )观察(4)式可知，如果Z^为容性阻抗，如用C^来实现Z^，则(4) 式变为gmp+wm/A(c:M—c:^2)+ i^pcc:M =o (5) 从(5)式，我们得出较小的一个根为Zeranc =-^- ( 6 )式(6)就是加入了补偿网络C^后，LDO系统中较小的一个零点。加入 Z^后，我们在Zmv表达式的分母中引入了C^4项。它使得在计算LDO的 PSRR时，从第一级放大器的输出端N1看到的等效输出电容被减小为 (CM-Cp^2)，有效的从N1节点看到的等效输出电容。同时通过适当的设计 Cp￡4，可以使得Zmv接近无限大，使得设计者在计算LDO的PSRR时不 需要考虑N1节点的影响。由于C^约为(^的1/4，所以在计算环路的稳定性时，C^远不能影响到主 要由C^来决定的N1节点的等效输出电容，所以它对环路的稳定性没有任何 影响。从上面的分析可知，本专利技术中的PSRR补偿网络，在保持LDO环路稳定 性的同时，有效推开了PSRR曲线的近零点，从而大大的改善了LDO在高 频处的PSRR特性。需要指出的是1、 本专利技术虽然是针对米勒补偿的LDO提出的，但是补偿网络201同样适用于非米勒补偿的LDO的PSRR性能的提高。62、 本专利技术中的PSRR补偿网络201，不仅指补偿电容Cp。，它代表 了所有在此完成检测Vdd变化功能的所有容性阻抗网络结构。3、 本专利技术的PSRR补偿技术同样适用于改善带有负反馈的运算放大 器的PSRR性能。权利要求1、一种具有高电源抑制比的低压差线性稳压器，其特征在于，在电源Vdd与误差放大器的输出端(N1)之间连接有可减小N1节点等效输出电容的传输函数为Zpc的补偿网络(201)。2、 根据权利要求1所述具有高电源抑制比的低压差线性稳压器，其特征在于，选择补偿网络(201)使得主零点Zm^-^~~^——^接近无穷大，其中，R,为误差放大器的输出电阻，CM为米勒电容，Cpc为补偿网络 (201)的电容，A2为放大器增益。3、 根据权利要求2所述具有高电源抑制比的低压差线性稳压器，其特征 在于，补偿网络(201)是一个容性阻抗网络。全文摘要一种具有高电源抑制比的低压差线性稳压器，其特征在于，在电源Vdd与误差放大器的输出端(N1)之间连接有可减小N1节点等效输出电容的传输函数为Z<sub>pc</s本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有高电源抑制比的低压差线性稳压器，其特征在于，在电源Ｖｄｄ与误差放大器的输出端（Ｎ１）之间连接有可减小Ｎ１节点等效输出电容的传输函数为Ｚ↓［ｐｃ］的补偿网络（２０１）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谭润钦，方磊，谷文浩，
申请(专利权)人：辉芒微电子深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：94[]
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