一种独立的无运算放大器结构的线性稳压电路制造技术

本发明专利技术公开了一种独立的无运算放大器结构的线性稳压电路，包括启动单元、偏置单元、N个电压产生单元和频率补偿与电压输出单元，其中启动单元输出电平信号启动偏置单元；偏置单元输入偏置电流至电压产生单元，输入偏置电压到频率补偿与电压输出单元；频率补偿与电压输出单元进行频率补偿和输出电压；第一个电压产生单元根据偏置电流产生钳位电压并输入下一级电压产生单元，最后一个电压产生单元根据偏置电流和上一级的钳位电压输出电压至电路输出端。本发明专利技术无需基准电压或电流电路、无需运算放大器电路，降低功耗并增加线性稳压电路的工作带宽，提高电源噪声抑制能力；电路结构上的大幅度简化，减少了输出噪声来源，具备低输出噪声的特点。出噪声的特点。出噪声的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种独立的无运算放大器结构的线性稳压电路


[0001]本专利技术涉及射频与模拟集成电路
，具体的说，是一种独立的无运算放大器结构的线性稳压电路。

技术介绍

[0002]芯片应用时，需要外接电源，在不同的应用环境中，外接电源有一定差异，差异性主要有两点：一是外接电源输出电压大小不同，若采用纽扣电池供电，其输出典型电压为3.3V，若采用锂电池供电，其输出电压可能达到3.7V。且在电池电量较低时，电池输出电压可能大幅度降低，比如纽扣电池可能的输出电压范围在1.8V~3.6V，锂电池可能的输出电压范围在1.8V~3.7V等，这就需要芯片在较宽的供电电压下能够正常工作；二是外接电源的噪声性能不同，一些电源的输出噪声较大，且存在一定的杂散问题，电源的噪声或者输出的杂散可能影响芯片的性能，这就需要芯片内部能够抑制电源噪声和电源杂散。为了解决这两种问题，目前在集成电路领域，使用最为广泛的就是线性稳压电路，该电路在输入电压发生一定范围内变化时，能保持输出电压的稳定，同时能够大幅度抑制电源上的输出噪声和杂散。但是，只要是有源电路，电路自身均会产生一定的输出噪声，进而影响输出电压质量，线性稳压电路也不例外。芯片内的一些电路对噪声性能要求很高。这就需要对其供电的线性稳压电路具备良好的噪声性能。在对功耗要求苛刻的应用领域，特别是需要长时间工作的物联网芯片领域，对芯片的功耗要求非常高，而在芯片内可能存在多个线性稳压电路的情况，这就需要线性稳压电路具备低功耗的要求。因此，设计一款具备宽电压工作、高电源噪声抑制能力、低噪声性能以及低功耗特点的线性稳压电路十分必要。
[0003]而现有技术中的线性稳压电路，具备两个不可忽略的缺点：一是线性稳压电路需要外部提供基准电压或基准电流，需要借助于其它电路才能工作，不具备独立工作能力，而引入的基准电压或基准电流产生电路，会增加电路功耗，且基准电压或基准电流产生电路的噪声引入到线性稳压电路，恶化了线性稳压电路的噪声性能；二是采用了误差放大器，误差放大器采用差分运算放大器电路结构，差分运放要消耗电流，增加了线性稳压电路的功耗，产生的噪声也会恶化线性稳压电路的性能，同时误差放大器引入的反馈环路需要进行频率补偿，该频率补偿一般会减小线性稳压电路的工作带宽，导致远端频率的电源噪声抑制能力变弱。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种独立的无运算放大器结构的线性稳压电路，用于解决现有技术中的线性稳压电路需要借助外部基准电压或基准电流增加了电路功耗、引入噪声以及采用了运算放大器增加功耗、产生噪声和电源噪声抑制能力变弱的问题。
[0005]本专利技术通过下述技术方案解决上述问题：一种独立的无运算放大器结构的线性稳压电路，其特征在于，包括启动单元、偏置单元、N个电压产生单元和频率补偿与电压输出单元，其中：
启动单元，在上电时输出用于启动偏置单元的电平信号；偏置单元，由所述电平信号触发启动，产生N路偏置电流并分别输入到N个电压产生单元，偏置单元还产生一路偏置电压并输入到频率补偿与电压输出单元；频率补偿与电压输出单元，用于进行频率补偿以及向外输出电压；N个电压产生单元级联，其中，第一个电压产生单元根据输入的偏置电流产生钳位电压并输入第二路电压产生单元，第二个电压产生单元根据输入的偏置电流和第一钳位电压产生第二钳位电压并输入到下一级，以此类推，第N个电路产生单元的电压输出端与所述频率补偿与电压输出单元的输出端连接。
[0006]工作原理：启动单元在上电时，会输出高电平信号至偏置单元，用于启动偏置单元，偏置单元的功能是为电压产生单元提供偏置电流，为频率补偿与电压输出单元提供偏置电压。第一个电压产生单元根据输入的偏置电流大小，输出电压至第二个电压产生单元，第二个电压产生单元根据输入的偏置电流和输入电压大小，产生输出电压至下一个电压产生单元，以此类推，最后一个电压产生单元输出电压至频率补偿与电压输出单元；频率补偿与电压输出单元主要实现两方面功能，一是该单元内部包含电阻和电容器件，为环路增加零点，进而进行频率补偿，保证环路的稳定性，二是进行电压输出，并为外接负载提供所需的电流。
[0007]本专利技术的线路稳压器，无需基准电压或基准电流电路，能够独立工作，无需运算放大器，大幅降低功耗并增加线性稳压电路的工作带宽，提高了远端电源噪声抑制能力；电路结构上的大幅度简化，减少了输出噪声来源，具备低输出噪声的特点；采用钳位电路结构，很容易实现宽输入电压工作能力。可以解决目前已有线性稳压电路的不能独立工作、功耗高、结构复杂等缺点。
[0008]作为本专利技术的优选实施方式，当线性稳压电路包括级联的第一电压产生单元和第二电压产生单元，即N为2时，所述偏置单元包括MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、MOS管M6、MOS管M7、MOS管M8、MOS管M10、电阻R1、电阻R3、电阻R4、电容C2和电容C3，其中：MOS管M2、MOS管M3和MOS管M4的源极连接供电输入电压并连接电阻R1的第一端，MOS管M2、MOS管M3和MOS管M4共栅极连接并与电阻R1的第二端和MOS管M8的源极连接；MOS管M2的漏极连接所述启动单元的输出端、MOS管M6的栅极、MOS管M7的栅极、MOS管M10的漏极和电容C2的第一端，MOS管M10的栅极与MOS管M6的源极和电阻R3的第一端连接，电容C2的第二端、电阻R3的第二端和MOS管M10的源极接地；MOS管M3的漏极连接MOS管M6的漏极和MOS管M8的栅极；MOS管M8的漏极输出偏置电流至所述第一电压产生单元；MOS管M4的漏极连接MOS管M7的漏极并输出偏置电压至所述频率补偿与电压输出单元；MOS管M7的源极连接电阻R4的第一端输出偏置电流至所述第二电压产生单元，电阻R4的第二端接地。
[0009]作为本专利技术的优选实施方式，所述第一电压产生单元包括MOS管M11，MOS管M11的漏极连接所述MOS管M8的漏极和所述第二电压产生单元的电压输入端，MOS管M11的栅极和漏极连接，MOS管M11的源极接地。
[0010]所述第二电压产生单元包括MOS管M9，MOS管M9的漏极连接所述MOS管M7的源极，
MOS管M9的栅极连接所述MOS管M11的漏极，MOS管M9的源极连接所述频率补偿与电压输出单元。
[0011]采用嵌位电压的方式，省去了复杂的偏置电路和误差放大器，降低了功耗和输出噪声。
[0012]作为本专利技术的优选实施方式，所述频率补偿与电压输出单元包括MOS管M5、电容C1、电阻R2和电容C4，其中，MOS管M5的栅极连接所述MOS管M4的漏极、电阻R2的第一端，MOS管M5的源极连接供电输入电压和电容C1的第一端，电容C1的第二端与电阻R2的第二端连接，MOS管M5的漏极作为输出端向外提供输出电压并通过电容C2接地。
[0013]作为本专利技术的优选实施方式，所述启动单元包括MOS管M1，MOS管M1的源极连接供电输入电压，栅极接地，漏极作为输出端连接所述偏置单元。
[0014]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种独立的无运算放大器结构的线性稳压电路，其特征在于，包括启动单元、偏置单元、N个电压产生单元和频率补偿与电压输出单元，其中：启动单元，在上电时输出用于启动偏置单元的电平信号；偏置单元，由所述电平信号触发启动，产生N路偏置电流并分别输入到N个电压产生单元，偏置单元还产生一路偏置电压并输入到频率补偿与电压输出单元；频率补偿与电压输出单元，用于进行频率补偿以及向外输出电压；N个电压产生单元级联，其中，第一个电压产生单元根据输入的偏置电流产生钳位电压并输入第二路电压产生单元，第二个电压产生单元根据输入的偏置电流和第一钳位电压产生第二钳位电压并输入到下一级，以此类推，第N个电路产生单元的电压输出端与所述频率补偿与电压输出单元的输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种独立的无运算放大器结构的线性稳压电路，其特征在于，当线性稳压电路包括级联的第一电压产生单元和第二电压产生单元，即N为2时，所述偏置单元包括MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、MOS管M6、MOS管M7、MOS管M8、MOS管M10、电阻R1、电阻R3、电阻R4、电容C2和电容C3，其中：MOS管M2、MOS管M3和MOS管M4的源极连接供电输入电压并连接电阻R1的第一端，MOS管M2、MOS管M3和MOS管M4共栅极连接并与电阻R1的第二端和MOS管M8的源极连接；MOS管M2的漏极连接所述启动单元的输出端、MOS管M6的栅极、MOS管M7的栅极、MOS管M10的漏极和电容C2的第一端，MOS管M10的栅极与MOS管M6的源极和电阻R3的第一端连接，电容C2的第二端、电阻R3的第二端和MOS管M10的源极接地；MOS管M3的漏极连...

【专利技术属性】
技术研发人员：周彬，
申请(专利权)人：成都市安比科技有限公司，
类型：发明
国别省市：