System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 前馈零点稳定性补偿的PMOS功率管LDO电路制造技术_技高网

前馈零点稳定性补偿的PMOS功率管LDO电路制造技术

技术编号:40253622 阅读:6 留言:0更新日期:2024-02-02 22:46
前馈零点稳定性补偿的PMOS功率管LDO电路,涉及集成电路技术。本发明专利技术包括初级放大器(EA)、次级放大器(A)和PMOS功率管(MPOWER),还包括第四PMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第三NMOS管、第一NMOS管、第四NMOS管、第二NMOS管、第五NMOS管。采用本发明专利技术,作为补偿的LDO可以不需要电容的寄生ESR电阻实现稳定,LDO从空载到重载(1A)跳变时,过冲电压小于50mV。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子技术,特别涉及集成电路技术。


技术介绍

1、现有功率管为pmos的ldo中,ldo的稳定性较难实现。稳定性补偿涉及到轻载,重载输出极点从极低频率变化至高频的过程。输出极点频率的变化给ldo稳定性补偿带来了很大的挑战,采用普通的电路结构,一般都需要输出电容的寄生esr电阻带来一个零点补偿ldo内部各种频率的极点。寄生esr电阻会增大瞬态过冲,在快速瞬态响应的ldo中会带来性能的下降,并且存在寄生esr电阻的钽电容有不稳定的特点。

2、为了实现ldo的稳定,很多ldo都要求输出电容需要有寄生的esr电阻,通过esr电阻与输出电容串联来得到一个零点,此零点能够应用于ldo中内部极点的补偿。但是对于大功率快速瞬态响应ldo,寄生esr电阻会严重增大瞬态过冲,造成性能下降,并且存在寄生esr电阻的钽电容有不稳定的特点,会给应用方带来风险,很多应用方已经不再选择钽电容作为输出电容。

3、图1是一种现有技术的ldo电路图,采用pmos功率管作为输出极,要由误差放大器ea1和pmos输出极提供增益。图中的单位增益放大器用来降低pmos功率管的栅极等效电阻,ldo单位增益带宽之内的极点包含输出极点、误差放大器输出端极点(一般加入米勒补偿)、功率管栅极极点,整体稳定性较难实现。

4、中国专利cn 111638742b公开了一种零极点追踪频率补偿快速稳定ldo电路,参见图2。此电路的稳定性补偿方案为通过米勒电容的作用将误差放大器第一级输出节点推向低频,并作为此ldo的主极点,其输出极点随着负载的变化而变化,空载时输出极点频率位于极低频,随着输出负载的增加极点向高频移动。该专利技术通过mc管与cc电容串联引入零点来追踪输出极点,抵消输出极点对稳定性的影响,同时在第二级误差放大器的输出节点引入一高频极点。该专利技术的局限之处为,随着负载电流的变化,零点不能精确的追踪输出极点的变化,从而此方案只能应用在电流变化很小的应用中。该专利的第七mos管mc与电容串联,没有对地通路,因此工作在深度线性区,此晶体管的导通电阻为

5、

6、而输出功率管工作在饱和区,输出阻抗近似为rl

7、

8、

9、

10、当zmc和pl频率相等时,零极点正好抵消,但是rmc和rl随着负载的变化变化并不一致,rmc反比于功率管过驱动电压,而rl反比于功率管过驱动电压的平方。因此此种稳定性补偿只能应用在负载电流较小的情况,当电流大到rmc和rl差距较大时,ldo变得不再稳定。

11、另外,中国专利cn 202110462u公开了一种基于动态零极点跟踪技术的ldo,其动态零点的产生方式和前述专利cn111638742b相同,存在的问题也是相同的。


技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题是,提供一种前馈零点稳定性补偿ldo电路,采用前馈电路的方式引入一个中高频零点,补偿极点带来的相位滚降。

2、本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案是,前馈零点稳定性补偿ldo电路,包括初级放大器、次级放大器和pmos功率管,pmos功率管的漏极作为ldo输出端通过串联的第一电阻和第二电阻接地,第一电阻和第二电阻的串联连接点连接到初级放大器的负性输入端,

3、还包括:

4、第四pmos管,其栅极和漏极接第一参考点,源极接电压输入点;

5、第一pmos管,其栅极接第一参考点,源极接电压输入点,漏极接次级放大器的负性输入端;

6、第二pmos管,其栅极接第一参考点,源极接电压输入点,漏极接次级放大器的正性输入端,漏极还连接第一输出端;

7、第三pmos管,其栅极接次级放大器的输出端,源极接次级放大器的负性输入端;

8、第三nmos管,其栅极接第二电压输入端,漏极接第三pmos管的漏极;

9、第一nmos管,其栅极通过第一电容接地,源极接地,漏极接第三nmos管的源极;

10、第四nmos管,其栅极接第二电压输入端,漏极接次级放大器的正性输入端;

11、第二nmos管,其栅极接第一nmos管的栅极,源极接地,漏极接第四nmos管的源极,其栅极还与第三nmos管的漏极连接,并且栅极通过第一电容接地;

12、第五nmos管,其栅极接初级放大器的输出端,源极接地,漏极接第一参考点。

13、本专利技术的电路可实现一种大带宽,快速瞬态响应ldo的稳定。本专利技术通过前馈电路在中高频率产生了中频段的零点,此零点补偿了ldo极点造成的相位滚降。采用本专利技术,作为补偿的ldo可以不需要电容的寄生esr电阻实现稳定,ldo从空载到重载(1a)跳变时,过冲电压小于50mv。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.前馈零点稳定性补偿的PMOS功率管LDO电路,包括初级放大器(EA)、次级放大器(A)和PMOS功率管(MPOWER),PMOS功率管(MPOWER)的漏极作为LDO输出端(VOUT)通过串联的第一电阻(R1)和第二电阻(R2)接地,第一电阻(R1)和第二电阻(R2)的串联连接点连接到初级放大器的负性输入端,

2.如权利要求1所述的前馈零点稳定性补偿的PMOS功率管LDO电路,其特征在于,第一PMOS管(MP1)和第二PMOS管(MP2)的宽长比相同,第一NMOS管(MN1)和第二NMOS管(MN2)的宽长比相同。

【技术特征摘要】

1.前馈零点稳定性补偿的pmos功率管ldo电路,包括初级放大器(ea)、次级放大器(a)和pmos功率管(mpower),pmos功率管(mpower)的漏极作为ldo输出端(vout)通过串联的第一电阻(r1)和第二电阻(r2)接地,第一电阻(r1)和第二电阻(r...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈智颖高学磊
申请(专利权)人:晟芯腾跃北京科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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