【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有对称结构的前馈低压线性稳压电路及稳压输出方法，属于集成电路设计领域。
技术介绍
1、低压差线性稳压器，又称ldo(low dropout regulation)，是比较常用的一类电源管理芯片。由于其电路结构比较简单、外围器件较少、高精度、低噪声、无电磁干扰、设计成本低，因此在电路中常常给对电源噪声敏感的ip模块供电。
2、近年来，随着5g、ai、生物识别技术的不断发展，摄像头也升级了一代又一代，无论是线上办公、在线医疗还是人像识别技术，对摄像头的稳定性、清晰度的要求也逐渐提高。图像传感器作为摄像头的核心部件，其组件极容易被电源干扰，同时，电源噪声也会影响像素正常捕获光线的能力，导致照片质量下降。所以图像传感器的电源管理电路需要能够提供一个“干净”的电源电压，因此常常采用低压线性稳压器来提供稳定的电压。但是，即使ldo具有一定的抑制电源纹波的能力，在高频下，传统的ldo仍然具有较差的电源抑制比(psrr)，会导致电路在高频下无法正常工作，主要原因有：1)传输晶体管有效的输出电导；2)需要复杂的增益级以提高直流增益；3)反馈回路的有限带宽。因此需要研究提高高频下ldo电源抑制比的结构。
3、常见的提高ldo电源抑制比的技术有：1)在ldo的输入端和输出端添加简单的rc滤波电路；2)在保证压降的情况下，级联多个ldo。简单的rc滤波降低了输入电压纹波，但是，由于电阻两端的高电压，这种技术增加了提供高电流的ldo中的压降。使用晶体管级联技术可以在宽频率范围内实现高电源抑制比，但是这种技术增加了面
4、mohamed el-nozahi在论文中提出了一种具有前馈通路的低压线性稳压器，文中分析了ldo在高频下电源抑制比下降的原因，并且提出了一种前馈结构用于提高高频下ldo的电源抑制比。但是，在图像传感器中ldo对多个读出阵列进行供电时，因为失配所引起的误差仍然存在，并且ldo的负载调整率和线性调整率仍有提高的空间。
5、常见低压线性稳压电路为了提高电源抑制比也采用了前馈通路，并增加了低通滤波模块用于过滤噪声(cn116166081a)，但是ldo的功耗也会随之增加。也有ldo采用了负电容补偿结构(cn116719382a)，保证ldo在高频时可以得到不错的电源抑制比，但是当流过功率管的电流发生变化时，功率管栅端的寄生电容也会发生变化，此时负电容补偿电路产生的负电容不能很好的抵消功率管栅端的寄生电容，导致中高频电源纹波抑制性能恶化。
技术实现思路
1、为了提升ldo的电源抑制比和负载调整率，本专利技术提供了具有对称结构的前馈低压线性稳压电路及稳压输出方法，所述技术方案如下：
2、本专利技术的第一个目的在于提供一种低压线性稳压电路，包括：带隙基准电压源、前馈电流通路、求和运算模块、误差放大模块、反馈电阻网络模块以及功率输出级；
3、所述带隙基准电压源用于为所述前馈电流通路、求和运算模块提供偏置电流，为所述误差放大模块提供参考电压、偏置电压和偏置电流；
4、所述前馈电流通路用于放大由所述功率输出级有限电导引起的噪声，所述前馈电流通路的输入端与电源电压相连，输出端与所述求和运算模块相连，将经过放大后的电源噪声传输给所述求和运算模块；
5、所述求和运算模块包括：对称分布的求和运算放大电路；每个求和运算放大电路分别与所述前馈电流通路的输出端连接，用于将所述放大后的电源噪声与所述误差放大模块放大的电压信号进行求和运算，并将结果输入到所述功率输出级；
6、所述误差放大模块包括：对称分布的误差放大器；每个误差放大器的输出端对应与所述运算放大电路输入端连接，输入端分别与所述反馈电阻网络模块连接；所述误差放大器将反馈电阻上的信号与所述带隙基准电压源提供的基准电压信号的误差进行放大，并将结果输出给所述求和运算电路进行下一步运算；
7、所述反馈电阻网络模块包括：对称分布的反馈电阻网络；每个反馈电阻网络对应与所述误差放大器的输入端连接；
8、所述功率输出级为对称结构，分别与每个求和运算放大电路连接，用于接受反馈回路信号，并随之调整输出电流，实现稳定的输出电压。
9、可选的，所述前馈电流通路包括：积分运算放大器；所述积分运算放大器的输出端与所述对称分布的求和运算放大电路分别连接。
10、可选的，所述求和运算模块包括：第一求和运算放大器和第二求和运算放大器，所述第一求和运算放大器和第二求和运算放大器对称分布，输出端分别与所述功率输出级中对称的pmos功率管的栅极相连。
11、可选的，所述误差放大器模块包括：第一运算放大器和第二运算放大器，所述第一运算放大器和第二运算放大器对称分布，分别构建ldo的两条对称的主环路。
12、可选的，所述功率输出级包括：两个相同的pmos功率管；
13、两个pmos功率管的源极与电源电压连接，栅极分别与所述第一求和运算放大器和第二求和运算放大器连接，漏极通过开关相互连接，并且接稳压电路的输出端。
14、本专利技术的第二个目的在于提供一种低压线性稳压输出方法，采用上述任一项所述的低压线性稳压电路实现，包括：
15、利用带隙基准电压源为电路供电；
16、利用前馈电流通路对电源噪声进行放大；
17、利用误差放大模块将反馈电阻上的信号与所述带隙基准电压源提供的基准电压信号的误差进行放大，并将结果输出给求和运算模块；
18、利用所述求和运算模块将放大的电源噪声和所述误差放大模块放大的电压进行求和运算，并将结果输入到功率输出级；
19、利用所述功率输出级接受反馈回路信号，并随之调整输出电流，实现稳定的输出电压。
20、本专利技术的第三个目的在于提供一种图像传感器，包括上述任一项所述的低压线性稳压电路，采用所述低压线性稳压电路为读出阵列进行供电。
21、本专利技术有益效果是：
22、第一，本专利技术的前馈电流通路用于放大由功率管跨导所产生的电源噪声，在求和运算电流通路中与经过误差放大器放大后的电路噪声进行求和运算，将放大后的噪声输入到功率管的栅极，用于消除在输出端产生的额外噪声。因此能够提高高频下的电源抑制比而不需要增加环路带宽从而增加静态功耗。
23、第二，在电路架构上，电路结构呈对称式，前馈电流通路被复用，输出接入两个对称式的求和运算放大器。在此结构中，除去被复用的前馈电流通路，求和运算放大器、误差放大器、功率管以及反馈电阻均为两个呈对称结构。此结构在单独前馈ldo的基础上，不仅提高了ldo的电源抑制比，经过对称式复用，ldo的线性调整率和负载调整率也有了一定提高。
24、因此本专利技术的对称式前馈低压线性稳压电路多用于图像传感器读出阵列，可以同时对多列读出进行供电，对称结构可以减小因失配产生的误差，从而提高图像传感器的精度。同时前馈电流通路可以减小图像传感器工作时的电源噪声，对全局buffer供电时可以提本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低压线性稳压电路，其特征在于，所述电路包括：带隙基准电压源、前馈电流通路、求和运算模块、误差放大模块、反馈电阻网络模块以及功率输出级；
2.根据权利要求1所述的低压线性稳压电路，其特征在于，所述前馈电流通路包括：积分运算放大器；所述积分运算放大器的输出端与所述对称分布的求和运算放大电路分别连接。
3.根据权利要求1所述的低压线性稳压电路，其特征在于，所述求和运算模块包括：第一求和运算放大器和第二求和运算放大器，所述第一求和运算放大器和第二求和运算放大器对称分布，输出端分别与所述功率输出级中对称的PMOS功率管的栅极相连。
4.根据权利要求1所述的低压线性稳压电路，其特征在于，所述误差放大器模块包括：第一运算放大器和第二运算放大器，所述第一运算放大器和第二运算放大器对称分布，分别构建LDO的两条对称的主环路。
5.根据权利要求1所述的低压线性稳压电路，其特征在于，所述功率输出级包括：两个相同的PMOS功率管；
6.一种低压线性稳压输出方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-5任一项所述的低压线性稳压电路实现，包括
7.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器中包括权利要求1-5任一项所述的低压线性稳压电路，采用所述低压线性稳压电路为读出阵列进行供电。
...【技术特征摘要】
1.一种低压线性稳压电路，其特征在于，所述电路包括：带隙基准电压源、前馈电流通路、求和运算模块、误差放大模块、反馈电阻网络模块以及功率输出级；
2.根据权利要求1所述的低压线性稳压电路，其特征在于，所述前馈电流通路包括：积分运算放大器；所述积分运算放大器的输出端与所述对称分布的求和运算放大电路分别连接。
3.根据权利要求1所述的低压线性稳压电路，其特征在于，所述求和运算模块包括：第一求和运算放大器和第二求和运算放大器，所述第一求和运算放大器和第二求和运算放大器对称分布，输出端分别与所述功率输出级中对称的pmos功率管的栅极相连。
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