一种阻抗衰减补偿的线性稳压器制造技术

本发明专利技术属于稳压器技术领域，具体涉及一种阻抗衰减补偿的线性稳压器。本发明专利技术通过对传统的带片外电容线性稳压器的补偿方式进行改进，通过在第一级放大级的输出端进行输出阻抗衰减，从而保证线性稳压器的环路稳定性。本发明专利技术在使用源跟随器进行频率补偿的基础上提出了一种新的补偿方式，整体上仍然采用中间插入源跟随器的方式进行频率补偿，但在前一级电路中配合源跟随器的使用加入阻抗衰减电路，从而可以在线性稳压器第二级寄生电容很大的情况下，依然可以通过简单的一级源跟随器进行频率的补偿。同时不增加电路复杂度和功耗。非常适用于带片外电容的负载范围较大的线性稳压器的频率补偿使用。频率补偿使用。频率补偿使用。

【技术实现步骤摘要】
一种阻抗衰减补偿的线性稳压器


[0001]本专利技术属于稳压器
，具体涉及一种阻抗衰减补偿的线性稳压器。

技术介绍

[0002]随着人工智能和万物互联时代的到来，对于各种系统的集成度要求越来越高，在电源管理芯片中，也会将尽可能多的模块一起集成在一个芯片中，包括常用的线性稳压器模块。线性稳压器常作为第一级预调制模块将外部不稳定的供电电压调节为一个稳定的供电电源轨，用以给芯片内部电路供电，通常在整体的芯片设计中，为了保证线性稳压器输出的稳定，使得整个芯片可以稳定工作，通常会在线性稳压器的输出端接一片外接滤波电容，该电容的值往往很大，一般在微法量级。而在线性稳压器的设计中，环路的设计是非常重要的，一个设计合格的线性稳压器必须保证能够在整个负载工作范围内都具有足够的相位裕度，输出端的片外电容与线性稳压器的环路补偿设计具有密切的关系，因此这一类线性稳压器的环路补偿必须考虑片外电容的影响来进行合理的设计。对于带片外电容的线性稳压器，如果考虑使用运放中传统的密勒补偿结构，则因为输出端过大的电容，难以将主极点固定在芯片内部，即第一级放大级的输出部分，密勒补偿方案将会失效，导致环路补偿失败。因此对于这种线性稳压器，一般将主极点做在输出端。为了追求较低的Vdropout，提高效率，大多数线性稳压器会选择使用P管作为功率管，同时承担第二级放大器的作用，则此时功率管上较大的寄生电容和第一级较高的输出电阻会在内部产生一个较低的极点，因此会造成环路不稳定。一般情况下频率补偿的方法是使用一级源跟随器加在两级放大器之间，将第一级输出的高电阻和第二级输入的高电容隔开，此时次级点产生于第一级的输出，因为第一级输出端较低的电容，该次级点可以做到很高，因此环路的稳定性得到了保证。
[0003]但使用上述的方法进行频率补偿时，当第一级的输出电阻过大而第二级的输入电容较大时，这在线性稳压器中是比较常见的情况。此时源跟随器会表现出较为强烈的电感特性，可以称之为一个有源电感，当源跟随器有源电感的特性表现得比较明显时，很有可能会在源跟随器的部位引入较低的共轭极点。从而破坏整个环路的稳定性。此时如果仍然要继续采用源跟随器的补偿方法时，就必须要设法增大源跟随器的跨导，或者直接更换结构如采用超级源随器之类的结构。但这样势必会增加电路的功耗或者增加电路的复杂度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有带片外电容线性稳压器常规补偿方式容易带来的问题，提出了一种新的补偿方案。在保证线性稳压器环路稳定性的同时，也不会增加电路的复杂性和功耗。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种阻抗衰减补偿的线性稳压器，包括第一NPN管Q1、第二NPN管Q2、第三NPN管Q3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、
第十四电阻R14、第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第一LDNMOS管HMN1、第二LDNMOS管HMN2、第三LDNMOS管HMN3、第四LDNMOS管HMN4、第一LDPMOS管HMP1、第二LDPMOS管HMP2、第一电容C1，第一齐纳管Z1、第二齐纳管Z2、第三齐纳管Z3、第一native MOS管NAMOS1；
[0007]其中，第一NPN管Q1和第二NPN管Q2组成差分对管，第一NPN管Q1的基极接第三电阻的一端和第四电阻的一端，第一NPN管Q1的发射极通过第一电阻R1后接地，第一NPN管Q1的集电极通过第二电阻R2后接第三电阻的另一端、第一LDPMOS管HMP1的漏极和第三PMOS管MP3的源极；第二NPN管Q2的基极接基准电压，其发射极通过第一电阻R1后接地，其集电极接第二LDNMOS管HMN2的源极；第三NPN管Q3的基极接基准电压，其发射极通过第五电阻R5后接地，其集电极接第一LDNMOS管HMN1的源极；
[0008]第一LDNMOS管HMN1的栅极接外部偏置电压，其漏极通过第六电阻R6后接第一PMOS管MP1的漏极；第二LDNMOS管的栅极接外部偏置电压，其漏极通过第七电阻R7后接第二PMOS管MP2的漏极；
[0009]第二齐纳管Z2的正极接第二PMOS管MP2的漏极和第一native MOS管NAMOS1的栅极，第二齐纳管Z2的负极接电源；第一native MOS管NAMOS1的漏极接电源，其源极接第一电容C1的一端、第一齐纳管Z1的正极、第一LDPMOS管HMP1的栅极和第二LDPMOS管HMP2的栅极；第一电容C1的另一端接电源，第一齐纳管Z1的负极接电源；第一LDPMOS管HMP1的源极接电源；
[0010]第二LDPMOS管HMP2的源极接电源，其漏极接第三齐纳管Z3的负极和第四PMOS管MP4的源极；第三齐纳管Z3的正极接地；
[0011]第三PMOS管MP3的栅极和漏极互连，其漏极通过第九电阻R9后接地；第四PMOS管MP4的栅极接第三PMOS管MP3的漏极，第四PMOS管MP4的漏极通过第十电阻R10后接地；
[0012]第五PMOS管MP5的源极接电源，其栅极和漏极互连；第六PMOS管MP6的源极接电源，其栅极接第五PMOS管MP5的漏极；
[0013]第三LDNMOS管HMN3的漏极通过第十三电阻R13后接第五PMOS管MP5的漏极，第三LDNMOS管HMN3的栅极接外部偏置电压；第四LDNMOS管HMN4的漏极通过第十四电阻R14后接第六PMOS管MP6的漏极，第四LDNMOS管HMN4的栅极接外部偏置电压；
[0014]第一NMOS管MN1的漏极接第三LDNMOS管HMN3的源极，第一NMOS管MN1的栅极接第四PMOS管MP4的漏极，第一NMOS管MN1的源极通过第十一电阻R11后接第三NMOS管MN3的漏极；第二NMOS管的漏极接第四LDNMOS管HMN4的源极，第二NMOS管的栅极接基准电压，其源极通过第十二电阻R12后第三NMOS管MN3的漏极；
[0015]第三NMOS管MN3的栅极接外部偏置电压，其源极接地；
[0016]第一LDPMOS管HMP1漏极、第二电阻R2、第三电阻R3、第三PMOS管MP3源极的连接点为线性稳压器输出端。
[0017]上述方案中，通过对传统的带片外电容线性稳压器的补偿方式进行改进，通过在第一级放大级的输出端进行输出阻抗衰减，从而保证线性稳压器的环路稳定性。电路可划分为一级放大器、二级放大器、源跟随器、过流保护模块部分。一级放大器一端接基准电压，线性稳压器输出电压经过电阻分压后接另一端，总体上通过运放的钳位保证线性稳压器输
出稳定的电压。二级放大器是由PMOS功率管自身组成的共源极放大器，起到一定的放大作用，增大整个运放的增益，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻抗衰减补偿的线性稳压器，其特征在于，包括第一NPN管Q1、第二NPN管Q2、第三NPN管Q3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第一LDNMOS管HMN1、第二LDNMOS管HMN2、第三LDNMOS管HMN3、第四LDNMOS管HMN4、第一LDPMOS管HMP1、第二LDPMOS管HMP2、第一电容C1，第一齐纳管Z1、第二齐纳管Z2、第三齐纳管Z3、第一native MOS管NAMOS1；其中，第一NPN管Q1和第二NPN管Q2组成差分对管，第一NPN管Q1的基极接第三电阻的一端和第四电阻的一端，第一NPN管Q1的发射极通过第一电阻R1后接地，第一NPN管Q1的集电极通过第二电阻R2后接第三电阻的另一端、第一LDPMOS管HMP1的漏极和第三PMOS管MP3的源极；第二NPN管Q2的基极接基准电压，其发射极通过第一电阻R1后接地，其集电极接第二LDNMOS管HMN2的源极；第三NPN管Q3的基极接基准电压，其发射极通过第五电阻R5后接地，其集电极接第一LDNMOS管HMN1的源极；第一LDNMOS管HMN1的栅极接外部偏置电压，其漏极通过第六电阻R6后接第一PMOS管MP1的漏极；第二LDNMOS管的栅极接外部偏置电压，其漏极通过第七电阻R7后接第二PMOS管MP2的漏极；第二齐纳管Z2的正极接第二PMOS管MP2的漏极和第一n...

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