一种无片外电容线性稳压电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种无片外电容线性稳压电路，属于集成电路设计技术领域，解决了现有技术中线性稳压电路功耗高、输出电压稳定性差和响应不及时的问题。稳压电路包括带隙基准电压源、PCB板及封装在PCB板上的误差放大器、功率开关管、电压调节电路、瞬时响应电路、稳定环路、采样电路和负载；误差放大器，同相输入端连接带隙基准电压源，反相输入端连接采样电路的输出端，调节端连接电压调节电路的输出端，反馈端连接瞬时响应电路的充电控制输入端，电压稳定端连接稳定环路的第一电压稳定端；功率开关管，栅极连接稳定环路的第二电压稳定端和瞬时响应电路的输出端；瞬时响应电路，放电控制输入端连接采样电路的输出端，基准端连接带隙基准电压源。

【技术实现步骤摘要】
一种无片外电容线性稳压电路
本技术涉及集成电路设计
，尤其涉及一种无片外电容线性稳压电路。
技术介绍
随着现代电子设备的快速发展，电子设备已成为人们日常生活和工作中不可或缺的一部分。电源管理电路通过将外部电源进行转换向电子设备提供稳定可靠的电压，是电子设备的重要组成部分。线性稳压电路是一种经典的电源管理电路，已被广泛应用到许多先进的便携设备以及电池供电系统中，具有结构简单、转换效率高、集成度高、低噪声等优点。现有的无片外电容线性稳压电路，负载的变化依靠功率开关管的快速响应。当负载变化时，功率开关管在短时间内无法快速调节自身负载电流，会导致输出电压变化后恢复缓慢的问题。因此，需要对线性稳压电路进行额外的频率补偿和瞬态增强，以满足环路稳定性和瞬时响应。但现有的无片外电容线性稳压电路，往往取输出电压或输出电压经过电阻分压后的电压，通过一个比较器与额外的参考电压进行比较得出输出电压的变化，并将该变化转变为电流反馈到原电路中，通过调节功率开关管电流，使输出电压恢复稳定，该方式结构复杂、电路面积大、功耗高和稳定性差。综上，现有的线性稳压电路功耗高、输出端电压稳定性差以及响应不及时。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本技术旨在提供一种无片外电容线性稳压电路，用以解决现有的线性稳压电路功耗高、输出端电压稳定性差和响应不及时的问题。本技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种无片外电容线性稳压电路，包括带隙基准电压源、PCB板及封装在所述PCB板上的误差放大器、功率开关管、电压调节电路、瞬时响应电路、稳定环路、采样电路和负载；所述误差放大器，同相输入端连接带隙基准电压源，反相输入端连接所述采样电路的输出端，输出端连接所述功率开关管的栅极，调节端连接所述电压调节电路的输出端，反馈端连接所述瞬时响应电路的充电控制输入端，电压稳定端连接所述稳定环路的第一电压稳定端；所述功率开关管，源极连接电源电压，栅极连接所述稳定环路的第二电压稳定端和所述瞬时响应电路的输出端，漏极为所述线性稳压电路的输出端，漏极还连接所述采样电路的输入端、所述稳定环路的输入端和所述负载；所述瞬时响应电路，放电控制输入端连接所述采样电路的输出端，基准端连接所述带隙基准电压源。进一步地，所述误差放大器包括PMOS管MP1-MP4，NMOS管MN1-MN7；所述NMOS管MN1的栅极为所述误差放大器的同相输入端，漏极连接所述PMOS管MP1的漏极，漏极还为所述误差放大器的电压稳定端，源极连接所述NMOS管MN2源极及所述NMOS管MN3漏极，源极还为所述误差放大器的反馈端；所述NMOS管MN2的栅极为所述误差放大器的反相输入端，漏极连接PMOS管MP2的漏极；所述NMOS管MN3的源极接地，栅极连接一级偏置尾电流源；所述PMOS管MP1的栅漏短接，并连接所述PMOS管MP3的栅极，源极连接所述PMOS管MP2、MP3和MP4的源极，源极还连接电源电压；所述PMOS管MP2的栅漏短接，并连接所述PMOS管MP4的栅极；所述NMOS管MN5的漏极连接所述PMOS管MP4的漏极，漏极为所述误差放大器的输出端，栅极连接所述NMOS管MN4的栅极，源极连接所述NMOS管MN4的源极及所述NMOS管MN6的漏极，源极还为所述误差放大器的调节端；所述NMOS管MN4的漏极连接所述PMOS管MP3的漏极；所述NMOS管MN6的源极连接所述NMOS管MN7的漏极，栅极接二级偏置尾电流源；所述NMOS管MN7的源极接地，栅极接一级偏置尾电流源。进一步地，所述电压调节电路包括稳压二极管D1、电阻R1和NMOS管MN13；所述稳压二极管D1的负极连接电源电压，正极为所述电压调节电路的输出端，正极还连接所述电阻R1的一端；所述电阻R1的另一端连接所述NMOS管MN13的漏极；所述NMOS管MN13的源极接地，栅极接二级偏置尾电流源。进一步地，所述瞬时响应电路包括充电响应电路和放电响应电路；所述充电响应电路，输入端为所述瞬时响应电路的充电控制输入端，输出端为所述瞬时响应电路的输出端；所述放电响应电路，输入端为所述瞬时响应电路的放电控制输入端，基准端为所述瞬时响应电路的基准端，输出端为所述瞬时响应电路的输出端。进一步地，所述充电响应电路包括PMOS管MP9、MP10和NMOS管MN12；所述NMOS管MN12的栅极为所述充电响应电路的输入端，源极接地，漏极连接PMOS管MP9的漏极；所述PMOS管MP9的栅漏短接，并连接所述PMOS管MP10的栅极，源极连接所述PMOS管MP10的源极，并连接电源电压；所述PMOS管MP10的漏极为所述充电响应电路的输出端。进一步地，所述充电响应电路还包括NPN管NPN1，所述NPN管NPN1的基极与集电极短接，并连接所述PMOS管MP10的漏极，发射极为所述充电响应电路的输出端。进一步地，所述放电响应电路包括NMOS管MN8-MN11，PMOS管MP7、MP8；所述NMOS管MN10的栅极为所述放电响应电路的输入端，漏极连接所述PMOS管MP8的漏极，漏极还连接所述NMOS管MN11的栅极，源极连接所述NMOS管MN9的源极连接，源极还连接所述NMOS管MN8的漏极；所述NMOS管MN8的源极接地，栅极连接一级偏置尾电流源；所述NMOS管MN9的栅极为所述放电响应电路的基准端，漏极连接所述PMOS管MP7的漏极；所述PMOS管MP7的栅漏短接，并连接所述PMOS管MP8的栅极，源极连接所述PMOS管MP8的源极，并接电源电压；所述MN11的源极接地，漏极为所述放电响应电路的输出端。进一步地，所述放电响应电路还包括电容C4、电阻R4和稳压二极管D3；所述电容C4的一端连接所述NMOS管MN11的栅极，另一端连接所述NMOS管MN10的漏极；所述电阻R4的一端连接所述NMOS管MN11的栅极，另一端连接所述稳压管D3的负极；所述稳压管D3的正极接地。进一步地，所述采样电路包括反馈电阻R2、反馈电阻R3和电容C4；所述反馈电阻R2的一端为所述采样电路的输入端，连接所述电容C4的一端，另一端为所述采样电路的输出端，并连接所述反馈电阻R3一端；所述反馈电阻R3的另一端和所述电容C4的另一端接地；所述采样电路还包括电容C2、稳压二极管D2；所述电容C2并联在所述反馈电阻R2两端；所述稳压二极管D2负极连接在所述反馈电阻R2的一端，正极接地。进一步地，所述稳定环路包括电容C1和电容C3；所述电容C3的一端为所述稳定环路的第二电压稳定端，另一端为所述稳定环路的输入端，另一端还连接所述电容C1的一端；所述电容C1的另一端为所述稳定环路的第一电压稳定端。与现有技术相比，本技术至少可实现如下有益效果之一：本技术提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无片外电容线性稳压电路，其特征在于，包括带隙基准电压源、PCB板及封装在所述PCB板上的误差放大器、功率开关管、电压调节电路、瞬时响应电路、稳定环路、采样电路和负载；/n所述误差放大器，同相输入端连接带隙基准电压源，反相输入端连接所述采样电路的输出端，输出端连接所述功率开关管的栅极，调节端连接所述电压调节电路的输出端，反馈端连接所述瞬时响应电路的充电控制输入端，电压稳定端连接所述稳定环路的第一电压稳定端；/n所述功率开关管，源极连接电源电压，栅极连接所述稳定环路的第二电压稳定端和所述瞬时响应电路的输出端，漏极为所述线性稳压电路的输出端，漏极还连接所述采样电路的输入端、所述稳定环路的输入端和所述负载；/n所述瞬时响应电路，放电控制输入端连接所述采样电路的输出端，基准端连接所述带隙基准电压源。/n

【技术特征摘要】
1.一种无片外电容线性稳压电路，其特征在于，包括带隙基准电压源、PCB板及封装在所述PCB板上的误差放大器、功率开关管、电压调节电路、瞬时响应电路、稳定环路、采样电路和负载；
所述误差放大器，同相输入端连接带隙基准电压源，反相输入端连接所述采样电路的输出端，输出端连接所述功率开关管的栅极，调节端连接所述电压调节电路的输出端，反馈端连接所述瞬时响应电路的充电控制输入端，电压稳定端连接所述稳定环路的第一电压稳定端；
所述功率开关管，源极连接电源电压，栅极连接所述稳定环路的第二电压稳定端和所述瞬时响应电路的输出端，漏极为所述线性稳压电路的输出端，漏极还连接所述采样电路的输入端、所述稳定环路的输入端和所述负载；
所述瞬时响应电路，放电控制输入端连接所述采样电路的输出端，基准端连接所述带隙基准电压源。


2.根据权利要求1所述的无片外电容线性稳压电路，其特征在于，所述误差放大器包括PMOS管MP1-MP4，NMOS管MN1-MN7；
所述NMOS管MN1的栅极为所述误差放大器的同相输入端，漏极连接所述PMOS管MP1的漏极，漏极还为所述误差放大器的电压稳定端，源极连接所述NMOS管MN2源极及所述NMOS管MN3漏极，源极还为所述误差放大器的反馈端；
所述NMOS管MN2的栅极为所述误差放大器的反相输入端，漏极连接PMOS管MP2的漏极；
所述NMOS管MN3的源极接地，栅极连接一级偏置尾电流源；
所述PMOS管MP1的栅漏短接，并连接所述PMOS管MP3的栅极，源极连接所述PMOS管MP2、MP3和MP4的源极，源极还连接电源电压；
所述PMOS管MP2的栅漏短接，并连接所述PMOS管MP4的栅极；
所述NMOS管MN5的漏极连接所述PMOS管MP4的漏极，漏极为所述误差放大器的输出端，栅极连接所述NMOS管MN4的栅极，源极连接所述NMOS管MN4的源极及所述NMOS管MN6的漏极，源极还为所述误差放大器的调节端；
所述NMOS管MN4的漏极连接所述PMOS管MP3的漏极；
所述NMOS管MN6的源极连接所述NMOS管MN7的漏极，栅极接二级偏置尾电流源；
所述NMOS管MN7的源极接地，栅极接一级偏置尾电流源。


3.根据权利要求1所述的无片外电容线性稳压电路，其特征在于，所述电压调节电路包括稳压二极管D1、电阻R1和NMOS管MN13；
所述稳压二极管D1的负极连接电源电压，正极为所述电压调节电路的输出端，正极还连接所述电阻R1的一端；所述电阻R1的另一端连接所述NMOS管MN13的漏极；所述NMOS管MN13的源极接地，栅极接二级偏置尾电流源。


4.根据权利要求1所述的无片外电容线性稳压电路，其特征在于，所述瞬时响应电路包括充电响应电路和放电响应电路；
所述充电响应电路，输入端为所述瞬时响应电路的充电控制输入端，输出端为所述瞬时响应电路的输出端；
所述放电响应电路，输入端为所述瞬时响应电路的放电控制输入端，基准端为所述瞬时响...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴飞彤，蔡小五，刘海南，赵海涛，卜建辉，赵发展，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11