一种具有过冲抑制和自适应补偿的多种LDO输出电压电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有过冲抑制和自适应补偿的多种LDO输出电压电路，包括：不同基准电压产生模块、误差放大器、中间级、功率管、防过冲模块、自适应弥勒补偿模块、以及反馈网络。上述电路无外接片外电容和片内增加电容，因此，可以减小电路面积；在误差放大器与功率输出级之间由中间级进行连接，可以起到增大增益和提升驱动能力，以提高响应速度；通过防过冲模块在检测电流的同时还给中间级提供偏置电压，降低了静态功耗，并且能够对电路的输出端电压实现过冲抑制；通过自适应弥勒补偿模块进行自适应补偿，能够提高电路稳定性。能够提高电路稳定性。能够提高电路稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有过冲抑制和自适应补偿的多种LDO输出电压电路


[0001]本技术涉及低噪声低压差稳压器电路
，尤其涉及一种具有过冲抑制和自适应补偿的多种LDO输出电压电路。

技术介绍

[0002]随着科技的进步，越来越多的功能需要被集成到芯片中，低耗能和小型化是系统级芯片(SoC)在先进电子设备中的必然发展趋势。为了延长电池寿命和节约能耗，芯片内的电路功能仅在需要时使用，并在其余时间保持关闭状态。此外，SoC解决方案需要完全集成的低功耗电源管理集成电路(PMIC)。
[0003]目前的PMIC通常是高效开关DC
‑
DC转换器和低噪声低压差稳压器(LDO)的组合，以在芯片上产生多个清洁电源。由于严格的延迟要求以及其他关键性能，包含高性能模数转换器(ADC)和压控振荡器(VCO)等现代系统模块需要非常干净和高性能的电压源。因此，嵌入式系统中使用的LDO需要具有响应速度快、低噪声、过冲电压小、低功耗和多种输出电压挡位及面积小等性能。
[0004]传统LDO电路结构图1所示，主要包括误差放大器(EA)、功率管(Mp)、反馈电路网络及相应负载等。其中有些LDO片外接有大电容，该电容通常为uF级别；或者有些在无外接片外电容情况，为了系统稳定性也会在片内加有较大的电容。随着芯片小型化的发展，传统的这些LDO结构早已无法满足，但是在无片外或片内加的大电容时，又会对LDO响应速度和防过冲能力等性能提出更高要求。总体来说，传统LDO电路主要存在如下不足：(1)面积较大，由于片内增加的电容和功率管个数较多；(2)功耗较高；(3)响应速度慢，带载能力弱；(4)过冲电压大，易造成被供电模块功能异常；(5)稳定性差，由于当负载电流变化时，前面的补偿电路不能跟随其的变化。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种具有过冲抑制和自适应补偿的多种LDO输出电压电路，其具有功耗较低、相应速度快、带载能力强、面积小、能够实现过冲抑制和自适应补偿的优点。
[0006]本技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种具有过冲抑制和自适应补偿的多种LDO输出电压电路，包括：不同基准电压产生模块、误差放大器、中间级、功率管、防过冲模块、自适应弥勒补偿模块、以及反馈网络；其中：
[0008]所述误差放大器的基准电压输入端连接所述不同基准电压产生模块，所述误差放大器的反馈输入端连接所述反馈网络的第一端口；所述误差放大器的输出端经所述中间级连接所述功率管的栅极，所述误差放大器的电源极以及功率管的源极均连接VDD，所述功率管的漏极以及所述反馈网络的第二端口连接电路的输出端；所述防过冲模块连接所述中间级，以及电路的输出端；所述自适应密勒补偿模块的一端连接误差放大器的输出端，另一端
连接电路的输出端。
[0009]由上述本技术提供的技术方案可以看出：(1)无外接片外电容和片内增加电容，因此，可以减小电路面积；(2)在误差放大器与功率输出级之间由中间级进行连接，可以起到增大增益和提升驱动能力，以提高响应速度；(3)通过防过冲模块在检测电流的同时还给中间级提供偏置电压，降低了静态功耗，并且能够对电路的输出端电压实现过冲抑制；(5)通过自适应弥勒补偿模块进行自适应补偿，能够提高电路稳定性。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0011]图1为本技术
技术介绍
提供传统LDO电路结构示意图；
[0012]图2为本技术实施例提供的一种具有过冲抑制和自适应补偿的多种LDO输出电压电路的示意图；
[0013]图3为本技术实施例提供的中间级的结构示意图；
[0014]图4为本技术实施例提供的电流检测模块的结构示意图；
[0015]图5为本技术实施例提供的上冲抑制模块的结构示意图；
[0016]图6为本技术实施例提供的自适应弥勒补偿模块的结构示意图；
[0017]图7为本技术实施例提供的不同基准电压产生模块的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术的保护范围。
[0019]首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
[0020]术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
[0021]术语“由
……
组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。
[0022]除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也
可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。
[0023]下面对本技术所提供的一种具有过冲抑制和自适应补偿的多种LDO输出电压电路进行详细描述。本技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本技术实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本技术实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0024]本技术实施例提供一种具有过冲抑制和自适应补偿的多种LDO输出电压电路，如图2所示，其主要包括：不同基准电压产生模块、误差放大器(EA)、中间级(Buffer)、功率管(Mp)、防过冲模块(由电流检测模块和上冲抑制模块组成)、自适应弥勒补偿模块、以及反馈网络(由电阻R0与R1组成)；此外还包括一些负载，由于无外接片外电容和片内增加电容，因此图2中的CL主要是指被供电电路的寄生电容，RL和Iload分别为负载电阻和负载电流。总体来说：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有过冲抑制和自适应补偿的多种LDO输出电压电路，其特征在于，包括：不同基准电压产生模块、误差放大器、中间级、功率管、防过冲模块、自适应密勒补偿模块、以及反馈网络；其中：所述误差放大器的基准电压输入端连接所述不同基准电压产生模块，所述误差放大器的反馈输入端连接所述反馈网络的第一端口；所述误差放大器的输出端经所述中间级连接所述功率管的栅极，所述误差放大器的电源极以及功率管的源极均连接VDD，所述功率管的漏极以及所述反馈网络的第二端口连接电路的输出端；所述防过冲模块连接所述中间级，以及电路的输出端；所述自适应密勒补偿模块的一端连接误差放大器的输出端，另一端连接电路的输出端。2.根据权利要求1所述的一种具有过冲抑制和自适应补偿的多种LDO输出电压电路，其特征在于，所述中间级包括5个MOS管与1个NPN管，其中，5个MOS管包括：PMOS管PM0、第一PMOS管PM1、NMOS管NM0、第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2，NPN管记为QN0，结构如下：PMOS管PM0与第一PMOS管PM1的源极连接VDD，PMOS管PM0、第一PMOS管PM1及第二NMOS管NM2的栅极相连接，并且与PMOS管PM0的漏极、第二NMOS管NM2的漏极以及NPN管的QN0的集电极连接；第一PMOS管PM1的漏极、第二NMOS管NM2的源极、以及第一NMOS管NM1的漏极连接在一起作为中间级的输出端；NPN管QN0的基极作为中间级的输入端，与所述误差放大器的输出端连接，NPN管QN0的发射极与NMOS管NM0的栅极以及漏极连接；NMOS管NM0与第一NMOS管NM1的源极接地，第一NMOS管MOS管NM1作为中间级的电流源，其栅极连接所述防过冲模块中的电流检测模块输出端。3.根据权利要求1所述的一种具有过冲抑制和自适应补偿的多种LDO输出电压电路，其特征在于，所述防过冲模块包括：上冲抑制模块和电流检测模块；其中：所述电流检测模块一端连接所述中间级的电流源，另一端连接电路的输出端；所述上冲抑制模块一端连接所述中间级的输出端，另一端连接电路的输出端。4.根据权利要求3所述的一种具有过冲抑制和自适应补偿的多种LDO输出电压电路，其特征在于，所述电流检测模块包括两个MOS管，分别为第二PMOS管PM2与第三NMOS管NM3，结构如下：第二PMOS管PM2的源极连接VDD，栅极连接电路的输出端，漏极连接第三NMOS管NM3的漏极；第三NMOS管NM3的漏极与栅极连接，并与所述中间级电流源的栅极相连接，源极接地。5.根据权利要求3所述的一种具有过冲抑制和自适应补偿的多种LDO输出电压电路，其特征在于，所述上冲抑制模块包括：6个MOS管，1个PNP管与1个NPN管，其中，6个MOS管包括：第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第五PMOS管PM5、第四PMOS管NM4、第五PMOS管NM5、第六PMOS管NM6，PNP管记为QP0，NPN管为第一NPN管QN1，结构如下：第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4及第五PMOS管PM5的源极连接VDD；第三PMOS管PM3的栅极与漏极连接，并与第一NPN管QN1的基极以及PNP管QP0的发射极连接；第四PMOS管PM4的栅极与漏极连接，并与第五PMOS管PM5的栅极以及第六NMOS管NM6的漏极连接，第五PMOS管PM5的漏极连接所述中间级的输出端；第六NMOS管NM6的栅极与第一N...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，李文杰，旷章曲，
申请(专利权)人：豪威集成电路成都有限公司，
类型：新型
国别省市：