超低功耗线性稳压器驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种超低功耗线性稳压器驱动电路，主要解决现有超低功耗线性稳压器驱动电路瞬态响应不够快，或提高瞬态响应的同时增大了静态功耗的问题。该驱动电路包括源跟随器电路(1)、尾电流源电路(2)和采样电路(3)。尾电流源电路(2)包括固定电流源(21)和动态电流源(22)，采样电路(3)连接到动态电流源(22)，输出采样负载电流Ic，尾电流源电路(2)为源跟随器电路(1)提供随负载电流变化的尾电流信号，源跟随器电路(1)输出电压驱动信号PG。本发明专利技术添加了动态电流源(22)，有利于环路补偿，实现了当负载为轻载时，降低了线性稳压器的静态功耗，当负载为重载时，加快了功率管栅极电容的充放电速度，提高了线性稳压器的瞬态响应速度，可用于模拟集成电路。

【技术实现步骤摘要】
超低功耗线性稳压器驱动电路
本专利技术属于电子电路
，特别涉及超低功耗线形稳压器驱动电路，可用于模拟集成电路。技术背景电子产品领域的焦点问题之一是效率高。线性稳压器以其输出噪声低、成本低、静态功耗低和输出电压稳定而广泛应用。静态功耗、输出带载能力以及瞬态响应速度是衡量一款线性稳压器的主要指标。如今，线性稳压器正朝着超低静态功耗发展，在不采取任何措施的情况下，超低静态功耗会不可避免的带来较慢的转换速率，这势必限制了线性稳压器的瞬态响应速度。在实际应用过程中，线性稳压器的输出电流可能会从几微安快速变化到上百毫安，瞬态响应速度太慢会导致输出电压下冲或上冲幅度过大，对后端电路或芯片造成错误重启或由于供电电压太大而损坏严重。为提高线性稳压器的瞬态响应速度，功率管栅极的驱动电路就显得尤为重要。现有的功率管栅极驱动电路主要有以下两种结构图I所示误差放大器的输出直接驱动线性稳压器功率管栅极电路。误差放大器的输出端直接与功率管栅极相连，可将Vott的变化通过误差放大器直接反应到功率管的栅极， 调节输出电流大小，使Votit快速恢复稳定值。但由于误差放大器的输出阻抗达到百兆级,而功率管的栅极寄生电容达到PF级，会在误差放大器的输出端产生一个低频极点，并当线性稳压器的输出端接轻负载时，即&很大时，线性稳压器的输出端会产生一个低频极点，电路中的两个低频极点大大增加了环路补偿困难。图2所示源跟随器驱动线性稳压器功率管栅极电路。源跟随器的NMOS管Ml的栅极与芯片内部产生的电压信号Vd相连，NMOS管Ml的源极与NMOS管M2的漏极相连，NMOS 管M2的栅极与芯片内部产生的电压偏置信号VBIAS相连，功率管Pl的栅极与NMOS管Ml的源极相连，功率管Pl的漏极作为线性稳压器的输出端，输出电压信号VOTT，该电压信号Vtot 经分压电阻Rl和R2分压后得到电压反馈信号Vfb，该电压反馈信号Vfb与芯片内部产生的基准电压Vref经芯片内部的误差放大器作用后得到稳定的输出电压信号。当Vtot增大时， Vfb增大,误差放大器的输出电压增大,功率管电流减小，Votit减小并恢复至稳态值。此线性稳压器瞬态响应速度由功率管栅极寄生电容的充放电速度决定。源跟随器尾电流越大，栅极寄生电容的充放电速度越快，线性稳压器的瞬态响应越好，静态功耗越大。上述两种超低功耗线性稳压器驱动电路，若采用误差放大器的输出直接驱动功率管栅极电路，则造成环路补偿困难；若采用源跟随器驱动功率管栅极电路，则提高瞬态响应的同时增大了静态功耗，缩短了线性稳压器的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种超低功耗线性稳压器驱动电路，以在不增加额外静态功耗的同时提高线性稳压器的瞬态响应速度，进而延长线性稳压器的使用寿命。为实现上述目的，本专利技术包括源跟随器电路I和尾电流源电路2 ;尾电流源电路 2输出尾电流信号，与源跟随器电路I相连；源跟随器电路I输出电压驱动信号Pe，其特征在于尾电流源电路(2)连接有采样电路(3)，用于输出采样负载电流信号Ic ；所述尾电流源电路2，由固定电流源21和动态电流源22组成，该固定电流源21的输入端G与芯片内部提供的偏置电压VBIAS相连，该固定电流源21的输出端H作为尾电流源电路2的输出端，与源跟随器电路I相连；该动态电流源22的输入端E与采样电路3输入的采样电流信号Ic相连，该动态电流源22的输出端F与固定电流源21的输出端H相连， 输出尾电流信号；上述线性稳压器驱动电路的动态电流源22，包括两个NMOS管，即第四NMOS管M4 和第五NMOS管M5 ；所述第四NMOS管M4和第五NMOS管M5，其栅极相连构成电流镜结构，并与第四 NMOS管M4的漏极相连；其源极相连，并连接到地；所述第四NMOS管M4的漏极作为输入端E，并与采样电路3输入的采样电流信号 Ic相连；所述第五NMOS管M5的漏极作为输出端F连接到固定电流源21的输出端H。上述线性稳压器驱动电路的采样电路3，包括一个PMOS管、两个NMOS管，即第三 PMOS采样管M3、第二 NMOS管M2、第六NMOS管M6和一个反馈电阻Rl ；所述第二 NMOS管M2，其栅极作为采样电路3的第一输入端A，与芯片内部产生的电压信号Vd相连；其漏极与芯片输入的电源电压Vin相连；其源极与第六NMOS管M6的漏极相连；所述第六NMOS管M6，其栅极作为采样电路3的第二输入端B，与芯片内部产生的偏置电压VBIAS相连；其源极连接到地；所述反馈电阻Rl跨接于芯片输入的电源电压Vin和第三PMOS采样管M3的源极之间，构成带源极负反馈电路，保证采样电流不会过大；所述第三PMOS采样管M3，其栅极与第二 NMOS管M2的源极相连；其漏极作为采样电路3的输出端C，连接到动态电流源电路22的输入端E。上述线性稳压器驱动电路的源跟随器电路1，由第一 NMOS管Ml构成；该第一 NMOS 管Ml的栅极作为输入端J，与芯片内部产生的电压信号Vd相连,其漏极与芯片输入的电源电压Vin相连，其源极作为输出端I，输出电压驱动信号Pe。本专利技术与现有技术相比具有以下优点本专利技术的尾电流源电路由于增加了动态电流源，使尾电流大小随负载电流的变化而变化，当负载为空载或轻载时，减小了线性稳压器的静态功耗，延长了线性稳压器的使用寿命；当负载为重载时，提高了线性稳压器的瞬态响应速度。本专利技术由于采用源跟随器隔离了误差放大器的输出和功率管栅极，故可通过自动调整源跟随器的输出阻抗，保证栅极极点在带宽以外，避免了误差放大器的大输出阻抗与栅极大寄生电容产生的低频极点，简化了电路的环路补偿。附图说明图I现有误差放大器的输出直接驱动线性稳压器功率管栅极原理图2现有源跟随器驱动线性稳压器功率管栅极原理图3本专利技术驱动电路的结构框图4本专利技术驱动电路的电路原理图5本专利技术驱动电路的应用实例图。具体实施方式以下结合附图及其实施例对本专利技术作进一步描述。参照图3，本专利技术的超低功耗线性稳压器驱动电路包括源跟随器电路I、尾电流源电路2和采样电路3 ;该尾电流源电路2包括固定电流源21和动态电流源22，该固定电流源21的输入端G与芯片内部提供的偏置电压VBIAS相连，该固定电流源21的输出端H 作为尾电流源电路2的输出端，与源跟随器电路I相连；该动态电流源22的输入端E与采样电路3输入的采样电流信号Ic相连，该动态电流源22的输出端F与固定电流源21的输出端H相连,输出尾电流信号；该米样电路3的第一输入端A与芯片内部产生的电压信号Vd 相连，该采样电路3的第二输入端B与芯片内部提供的偏置电压VBIAS相连，该采样电路3 的输出端C输出采样电流信号Ic，连接到动态电流源(22)的输入端E ;该源跟随器电路I 输出电压驱动信号Pe。参照图4，本专利技术所述的动态电流源22，由两个NMOS管组成，即第四NMOS管M4和第五NMOS管M5，其中第四NMOS管M4和第五NMOS管M5，其栅极相连构成电流镜结构，第四NMOS管M4 将采样电流信号Ic镜像到第五NMOS管M5的支路上，其电流大小跟随负载电流的变化而变化；其源极相连，并连接到地；第四NMOS管M4的漏极作为输入端E，并与采样电路3输入的采样电流信号Ic相连；第五NMOS管M5的漏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低功耗线性稳压器驱动电路，包括：源跟随器电路（1）和尾电流源电路（2）；尾电流源电路（2）输出尾电流信号，与源跟随器电路（1）相连；源跟随器电路（1）输出电压驱动信号PG，其特征在于：尾电流源电路（2）连接有采样电路（3），用于输出采样负载电流信号Ic；?所述尾电流源电路（2），由固定电流源（21）和动态电流源（22）组成，该固定电流源（21）的输入端G与芯片内部提供的偏置电压VBIAS相连，该固定电流源（21）的输出端H作为尾电流源电路（2）的输出端，与源跟随器电路（1）相连；该动态电流源（22）的输入端E与采样电路（3）输入的采样电流信号Ic相连，该动态电流源（22）的输出端F与固定电流源（21）的输出端H相连，输出尾电流信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程军，王达之，李佳佳，孟庆达，
申请(专利权)人：西安三馀半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：