嵌套式米勒补偿方法、电路和低压差稳压器技术

本发明专利技术涉及一种包括多级放大级和嵌套式米勒补偿的电路和补偿方法。所述多级放大级包括第一级和第二级，第二级是第一级的下级；所述电路包括并联放大电路，该并联放大电路和第二级并联，米勒补偿电容的一端连接在并联放大电路，米勒补偿电容的另一端以反馈方式连接到第一级。所述电路可以是低压差稳压器。本发明专利技术在不影响环路增益的前提下，将两个共轭极点变为两个分离的实极点，提高环路稳定性，同时不需要增大输出电容和内部补偿电容，降低成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种嵌套式米勒补偿，具体地说涉及低压差稳压器中的嵌套式米勒补\-ZX O
技术介绍
低压差稳压器(Low Dropout regulator, LD0)广泛应用于各种电子系统中。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或FET，从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。在低电源电压供电应用中，为了增大环路增益，通常使用多级放大结构。图1示意了一个现有LDO结构。如图1所示，PMOS管PM1、PM2、PM3、PM4，NMOS管匪I、匪2、匪3、NM4和偏置电流源Il形成第一级放大级，PMOS管PM5和偏置电流源12形成第二级放大级，Power PMOS管PM6和分压电阻RF1，RF2以及负载电阻RL，输出电容COUT形成第三级放大级。整个LDO等效为一个三级放大器。为了使低压差稳压器稳定工作，采用了嵌套式米勒补偿(NestedMillerCompensation, NMC)技术,加入了电容CMl,但是NMC技术必须在环路增益和阻尼系数之间进行折中。这需要更大的输出电容和内部补偿电容,增加系统成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够克服上述问题的嵌套式米勒补偿方法和电路。本专利技术在第一方面提供一种包括多级放大级和嵌套式米勒补偿的电路。所述多级放大级包括第一级和第二级，第二级是第一级的下级，其特征在于所述电路包括并联放大电路，该并联放大电路和第二级并联，米勒补偿电容的一端连接在并联放大电路，米勒补偿电容的另一端以反馈方式连接到第一级。优选地，所述电路是低压差稳压器。优选地，所述第一级是差动放大器。优选地，所述第三级是MOS管。优选地，所述并联放大电路是MOS管和电阻的串联电路。本专利技术在第二方面提供一种低压差稳压器。低压差稳压器包括多级放大级和嵌套式米勒补偿电容，所述多级放大级包括第一级和第二级，第二级是第一级的下级，其特征在于所述低压差稳压器包括并联放大电路，该并联放大电路和第二级并联，米勒补偿电容的一端连接在并联放大电路，米勒补偿电容的另一端以反馈方式连接到第一级。优选地，所述第一级是差动放大器。进一步优选地，差动放大器包括第一 MOS管和第二 MOS管，第一对电流镜，第二对电流镜和第三对电流镜；第一 MOS管和第二 MOS管的栅极构成差动放大器的输入端，第一对电流镜的第一支路和第一 MOS管的漏极串联,第二对电流镜的第一支路和第二 MOS管的漏极串联，第一对电流镜的第二支路和第三电流镜的第一支路串联，第三电流镜的第二支路和第二电流镜的第二支路串联并且构成第一级的输出，米勒补偿电容的所述另一端连接到第二电流镜的控制栅极，第一 MOS管的栅极接来自第二级的电压信号，差动放大器的第二输入端接参考电压。优选地，所述第三级是MOS管。优选地，所述并联放大电路是MOS管和电阻的串联电路，MOS管和电阻之间的节点连接所述米勒补偿电容的所述一端。本专利技术在第三方面提供一种包括多级放大级的电路的嵌套式米勒补偿方法，所述多级放大级包括第一级和第二级，第二级是第一级的下级，其特征在于所述方法包括将并联放大电路和第二级并联，其中将米勒补偿电容的一端连接在并联放大电路，米勒补偿电容的另一端以反馈方式连接到第一级。优选地，所述电路是低压差稳压器。本专利技术在不影响环路增益的前提下，将两个共轭极点变为两个分离的实极点，提高环路稳定性，同时不需要增大输出电容和内部补偿电容，降低成本。附图说明图1为现有技术的低压差稳压器的示意图；图2为图1的低压差稳压器的小信号等效模型；图3为图1的低压差稳压器的频率响应曲线；图4是本专利技术实施例的低压差稳压器的示意图；图5为图4的低压差稳压器的小信号等效模型；图6为两种低压差稳压器的频率响应曲线。具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。如前文所述，为了使低压差稳压器稳定工作，可以采用嵌套式米勒补偿NMC技术。下面对现有NMC结构进行理论分析。图1是采用NMC的低压差稳压器的示意图，图2为图1的小信号等效模型。在图2中，gml，gm2，gmp分别代表第一增益级、第二增益级和功率PMOS管的跨导；R01, R02, CPI, CP2分别代表第一增益级，第二增益级的输出电阻和输出电容；R0UT = RL//R0P//(RF1+RF2)代表第三增益级的等效输出电阻，其中ROP代表功率PMOS的输出电阻。CGDP代表功率PMOS(PM6)的栅极漏极交叠电容，由于功率PMOS尺寸很大，这一电容需要计算在内，和CP2量级相当。为了简化推导，作如下假设gml*R01, gm2*R02, gmp*R0UT >> Igmp >> gml, gm2CMl >> CPI, COUT >> CMl, CGDP，CPI, CP2通过推导得到小信号环路增益为权利要求1.一种低压差稳压器，包括多级放大级和嵌套式米勒补偿电容，所述多级放大级包括第一级和第二级，第二级是第一级的下级，其特征在于所述低压差稳压器包括并联放大电路，该并联放大电路和第二级并联，米勒补偿电容的一端连接在并联放大电路，米勒补偿电容的另一端以反馈方式连接到第一级。2.如权利要求I所述的低压差稳压器，其中所述第一级是差动放大器。3.如权利要求2所述的低压差稳压器，其中差动放大器包括第一MOS管和第二 MOS管，第一对电流镜，第二对电流镜和第三对电流镜；第一MOS管和第二 MOS管的栅极构成差动放大器的输入端，第一对电流镜的第一支路和第一 MOS管的漏极串联,第二对电流镜的第一支路和第二 MOS管的漏极串联，第一对电流镜的第二支路和第三电流镜的第一支路串联，第三电流镜的第二支路和第二电流镜的第二支路串联并且构成第一级的输出，米勒补偿电容的所述另一端连接到第二电流镜的控制栅极，第一 MOS管的栅极接来自第二级的电压信号，差动放大器的第二输入端接参考电压。4.如权利要求I所述的低压差稳压器，其中所述第二级是MOS管。5.如权利要求4所述的低压差稳压器，其中所述并联放大电路是MOS管和电阻的串联电路，MOS管和电阻之间的节点连接所述米勒补偿电容的所述一端。6.一种包括多级放大级和嵌套式米勒补偿的电路，所述多级放大级包括第一级和第二级，第二级是第一级的下级，其特征在于所述电路包括并联放大电路，该并联放大电路和第二级并联，米勒补偿电容的一端连接在并联放大电路，米勒补偿电容的另一端以反馈方式连接到第一级。7.如权利要求6所述的电路，其中所述电路是低压差稳压器。8.如权利要求6或7所述的电路，其中所述第一级是差动放大器。9.如权利要求6或7所述的电路，其中所述第三级是MOS管。10.如权利要求6或7所述的电路，其中所述并联放大电路是MOS管和电阻的串联电路。11.一种包括多级放大级的电路的嵌套式米勒补偿方法，所述多级放大级包括第一级和第二级，第二级是第一级的下级，其特征在于所述方法包括将并联放大电路和第二级并联，其中将米勒补偿电容的一端连接在并联放大电路，米勒补偿电容的另一端以反馈方式连接到第一级。12.如权利要求11所述的补偿方法，其中所述电路是低压差稳压器。全文摘要本专利技术涉及一种包括多级放大级和嵌套式米勒补偿的电路和补偿方法。所述多级放大级包括第一级和第二级，第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压差稳压器，包括多级放大级和嵌套式米勒补偿电容，所述多级放大级包括第一级和第二级，第二级是第一级的下级，其特征在于所述低压差稳压器包括并联放大电路，该并联放大电路和第二级并联，米勒补偿电容的一端连接在并联放大电路，米勒补偿电容的另一端以反馈方式连接到第一级。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田文博，王钊，尹航，
申请(专利权)人：无锡中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：