一种LDO电路制造技术

本发明专利技术公开了一种LDO电路，包括：误差放大器、基准电流源、频率补偿电路、主功率管和反馈电路，误差放大器的反向输入端与反馈电路的一端连接，误差放大器的正向输入端连接参考电压，误差放大器的负电源输入端连接基准电流源，误差放大器的输出端分别连接频率补偿电路和主功率管的一端；频率补偿电路的另一端接电源；主功率管的另一端和反馈电路的另一端相连，作为LDO电路的输出端，用于连接负载；误差放大器和基准电流源均工作在亚阈值区。本发明专利技术采用了亚阈值设计策略，利用亚阈值特性进行温度补偿以及电平变换，保证电源抑制不会降低的同时改善了LDO的频响特性。可显著降低LDO整体功耗并减小版图面积。

【技术实现步骤摘要】
一种LDO电路
本专利技术属于稳压电路设计领域，特别涉及一种低压差线性稳压器(LDO)电路。
技术介绍
LDO(lowdropoutregulator)，是一种低压差线性稳压器。这是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线性稳压器，如78XX系列的芯片都要求输入电压要比输出电压至少高出2V-3V，否则就不能正常工作。但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，如5V转3.3V，输入与输出之间的压差只有1.7V，显然这是不满足传统线性稳压器的工作条件的。针对这种情况，芯片制造商们才研发出了LDO类的电压转换芯片。然而，在现有技术中，尽可能地降低LDO电路的功耗并提高频率响应特性，一直都是本领域永无止境的追求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种LDO电路，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，降低LDO电路的功耗并改善频率响应特性。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种LDO电路，包括：误差放大器、基准电流源、频率补偿电路、主功率管和反馈电路，其中：所述误差放大器的反向输入端与所述反馈电路的一端连接，所述误差放大器的正向输入端连接参考电压，所述误差放大器的负电源输入端连接所述基准电流源，所述误差放大器的输出端分别连接所述频率补偿电路和所述主功率管的一端；所述频率补偿电路的另一端接电源；所述主功率管的另一端和所述反馈电路的另一端相连，作为所述LDO电路的输出端，用于连接负载；所述误差放大器和所述基准电流源均工作在亚阈值区。优选地，所述LDO电路还包括基准电压源，用于为所述误差放大器提供所述参考电压，所述基准电压源工作在亚阈值区。优选地，所述LDO电路还包括启动电路，所述启动电路与所述基准电流源连接，用于启动所述基准电流源。优选地，所述启动电路包括第一PMOS管、第二PMOS管和第一电容；所述第一PMOS管和所述第二PMOS管的漏极接所述电源，所述第一PMOS管的源极分别连接所述第二PMOS管的栅极以及所述第一电容的一端，所述第一PMOS管的栅极作为所述启动电路的第一输出端；所述第二PMOS管的源极作为所述启动电路的第二输出端；所述第一电容的另一端接地；所述启动电路的第一输出端和第二输出端连接所述基准电流源。优选地，所述基准电流源包括第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第一放大器、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管和第一电阻；所述第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管的漏极分别接所述电源，所述第三PMOS管的栅极、所述第四PMOS管的栅极和所述第一放大器的输出端连接，并作为所述基准电流源的第一输入端，与所述启动电路的第一输出端连接；所述第三PMOS管的源极分别连接所述第一放大器的反向输入端、所述第一NMOS管的漏极和栅极、所述第二NMOS管的栅极，并作为所述基准电流源的第二输入端，与所述启动电路的第二输出端连接；所述第一NMOS管、第三NMOS管和第四NMOS管的源极接地；所述第四PMOS管的源极分别与所述第一放大器的正向输入端、所述第二NMOS管的漏极连接；所述第二NMOS管的源极与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端连接所述第四NMOS管的漏极；所述第五PMOS管的栅极连接所述第四PMOS管的栅极，并作为所述基准电流源的第一输出端；所述第五PMOS管的漏极分别连接所述第三NMOS管的栅极和所述第四NMOS管的栅极，并作为所述基准电流源的第二输出端。优选地，所述基准电压源包括第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管和温度补偿电路；所述第六PMOS管的栅极和所述第七PMOS管的栅极分别作为所述基准电压源的输入端；所述第六PMOS管的漏极和所述第七PMOS管的漏极连接所述电源；所述温度补偿电路连接在所述第六PMOS管的源极和所述第八PMOS管的栅极之间；所述第七PMOS管的源极分别连接所述第八PMOS管、第九PMOS管的漏极；所述第八PMOS管的源极分别连接所述第五NMOS管的漏极、栅极和所述第六NMOS管的栅极；所述第五NMOS管、第六NMOS管的源极接地；所述第九PMOS管的栅极、源极和所述第六NMOS管的漏极连接，并作为所述基准电压源的输出端，输出所述参考电压。优选地，所述误差放大器包括:第十PMOS管、第十一PMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管；第十PMOS管、第十一PMOS管的漏极连接所述电源；所述第十PMOS管的栅极、源极，所述第十一PMOS管的栅极以及所述第八NMOS管的漏极连接；所述第八NMOS管的栅极作为所述误差放大器的反向输入端；所述第九NMOS管的栅极作为所述误差放大器的正向输入端；所述第八NMOS管、第九NMOS管的源极和所述第七NMOS管的漏极连接；所述第七NMOS管的栅极作为所述误差放大器的负电源输入端；所述第七NMOS管的源极接地；所述第十一PMOS管的源极与所述第九NMOS管的漏极连接，并作为所述误差放大器的输出端。优选地，所述反馈电路包括第十三PMOS管和第十四PMOS管；所述第十三PMOS管的漏极作为所述反馈电路的输入端，与所述LDO电路的输出端连接；所述第十三PMOS管的栅极、源极与所述第十四PMOS管的漏极连接，并作为所述反馈电路的输出端，连接至所述误差放大器的反向输入端；所述第十四PMOS管的栅极与源极接地。优选地，所述温度补偿电路包括第十五PMOS管、第十六PMOS管、第十七PMOS管、第一PNP型三级管；所述第十五PMOS管的漏极与所述第一PNP型三级管的发射极连接，与所述第六PMOS管的源极连接；所述第一PNP型三级管的基极和集电极接地；所述第十五PMOS管的栅极、源极与所述第十六PMOS管的漏极连接，所述第十六PMOS管的栅极、源极与所述第十七PMOS管的漏极连接，并与所述第八PMOS管的栅极连接；所述第十七PMOS管的栅极、源极接地。优选地，所述频率补偿电路包括第十八PMOS管和第二电容；所述第十八PMOS管的漏极连接所述电源，所述第十八PMOS管的源极连接所述第二电容的一端；所述第二电容的另一端连接所述第十八PMOS管的栅极，并分别连接所述误差放大器的输出端和所述主功率管的栅极；所述主功率管(M12)的漏极连接所述电源，所述主功率管的源极作为所述LDO电路的输出端。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用了亚阈值设计策略，所有MOSFET均工作在亚阈值区。同时利用亚阈值特性，进行温度补偿以及电平变换。由于LDO所带负载变化速率慢，而对电源上噪声较为敏感，因此在LDO核心中采用了密勒补偿，以及对地去零电阻，保证电源抑制不会降低的同时改善了LDO的频响特性。另外，本专利技术采用工作在线性区的MOSFET电阻作为反馈电路，仅使用小版图面积就能实现所需反馈大电阻。采用以上设计策略可显著降低LDO整体功耗并减小版图面积。LDO电路整体静态电流小于2μA。附图说明图1为本专利技术LDO电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LDO电路，其特征在于，包括：误差放大器(100)、基准电流源(200)、频率补偿电路(300)、主功率管(MP12)和反馈电路(400)，其中：/n所述误差放大器(100)的反向输入端与所述反馈电路(400)的一端连接，所述误差放大器(100)的正向输入端连接参考电压(Vref)，所述误差放大器(100)的负电源输入端连接所述基准电流源(200)，所述误差放大器(100)的输出端分别连接所述频率补偿电路(300)和所述主功率管(M12)的一端；所述频率补偿电路(300)的另一端接电源(VCC)；所述主功率管(M12)的另一端和所述反馈电路(400)的另一端相连，作为所述LDO电路的输出端(VDD)，用于连接负载；/n所述误差放大器(100)和所述基准电流源(200)均工作在亚阈值区。/n

【技术特征摘要】
1.一种LDO电路，其特征在于，包括：误差放大器(100)、基准电流源(200)、频率补偿电路(300)、主功率管(MP12)和反馈电路(400)，其中：
所述误差放大器(100)的反向输入端与所述反馈电路(400)的一端连接，所述误差放大器(100)的正向输入端连接参考电压(Vref)，所述误差放大器(100)的负电源输入端连接所述基准电流源(200)，所述误差放大器(100)的输出端分别连接所述频率补偿电路(300)和所述主功率管(M12)的一端；所述频率补偿电路(300)的另一端接电源(VCC)；所述主功率管(M12)的另一端和所述反馈电路(400)的另一端相连，作为所述LDO电路的输出端(VDD)，用于连接负载；
所述误差放大器(100)和所述基准电流源(200)均工作在亚阈值区。


2.根据权利要求1所述的LDO电路，其特征在于，所述LDO电路还包括基准电压源(500)，用于为所述误差放大器(100)提供所述参考电压(Vref)，所述基准电压源(500)工作在亚阈值区。


3.根据权利要求1所述的LDO电路，其特征在于，所述LDO电路还包括启动电路(600)，所述启动电路(600)与所述基准电流源(200)连接，用于启动所述基准电流源(200)。


4.根据权利要求3所述的LDO电路，其特征在于，所述启动电路(600)包括第一PMOS管(MP1)、第二PMOS管(MP2)和第一电容(C1)；所述第一PMOS管(MP1)和所述第二PMOS管(MP2)的漏极接所述电源(VCC)，所述第一PMOS管(MP1)的源极分别连接所述第二PMOS管(MP2)的栅极以及所述第一电容(C1)的一端，所述第一PMOS管(MP1)的栅极作为所述启动电路(600)的第一输出端；所述第二PMOS管(MP2)的源极作为所述启动电路(600)的第二输出端；所述第一电容(C1)的另一端接地；所述启动电路(600)的第一输出端和第二输出端连接所述基准电流源(200)。


5.根据权利要求4所述的LDO电路，其特征在于，所述基准电流源(200)包括第三PMOS管(MP3)、第四PMOS管(MP4)、第五PMOS管(MP5)、第一放大器(A1)、第一NMOS管(MN1)、第二NMOS管(MN2)、第三NMOS管(MN3)、第四NMOS管(MN4)和第一电阻(R1)；
所述第三PMOS管(MP3)、第四PMOS管(MP4)、第五PMOS管(MP5)的漏极分别接所述电源(VCC)，所述第三PMOS管(MP3)的栅极、所述第四PMOS管(MP4)的栅极和所述第一放大器(A1)的输出端连接，并作为所述基准电流源(200)的第一输入端，与所述启动电路(600)的第一输出端连接；所述第三PMOS管(MP3)的源极分别连接所述第一放大器(A1)的反向输入端、所述第一NMOS管(MN1)的漏极和栅极、所述第二NMOS管(MN2)的栅极，并作为所述基准电流源(200)的第二输入端，与所述启动电路(600)的第二输出端连接；所述第一NMOS管(MN1)、第三NMOS管(MN3)和第四NMOS管(MN4)的源极接地；所述第四PMOS管(MP4)的源极分别与所述第一放大器(A1)的正向输入端、所述第二NMOS管(MN2)的漏极连接；所述第二NMOS管(MN2)的源极与所述第一电阻(R1)的一端连接，所述第一电阻(R1)的另一端连接所述第四NMOS管(MN4)的漏极；所述第五PMOS管(MP5)的栅极连接所述第四PMOS管(MP4)的栅极，并作为所述基准电流源(200)的第一输出端；所述第五PMOS管(MP5)的漏极分别连接所述第三NMOS管(MN3)的栅极和所述第四NMOS管(MN4)的栅极，并作为所述基准电流源(200)的第二输出端。


6.根据权利要求2所述的LDO电路，其特征在于，所述基准电压源(500)包括第六PMOS管(MP6)、第七PMOS管(MP7)、第八PMOS管(MP8)、第九PMOS管(MP9)、第五NMOS管(MN5)、第六NMOS管...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗轶洲，郭擎，谢金纯，丁志春，肖文哲，何洪楷，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：广州芯世物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44