具有瞬态响应增强的低静态功耗LDO电路制造技术

本发明专利技术涉及一种具有瞬态响应增强的低静态功耗LDO电路，属于电子技术领域。该具有瞬态响应增强的低静态功耗LDO电路，包括误差放大器、自适应偏置电流采样电路和反馈网络，进一步还包括了比较器，比较器连接于误差放大器的输出端，其瞬态响应带宽大于LDO轻负载时的环路带宽，用以在检测到负载由轻变重时，快速向所述的误差放大器提供瞬态反馈，产生瞬态增强偏置电流，使误差放大器的电路偏置短时间快速上升，缩短了现有技术中T

【技术实现步骤摘要】
具有瞬态响应增强的低静态功耗LDO电路


[0001]本专利技术涉及电子
，特别涉及电路结构
，具体是指一种具有瞬态响应增强的低静态功耗LDO电路。

技术介绍

[0002]在本领域中，如图1所示，负载电流I
Load
的上升会引起输出电压V
out
的下冲（V
drop
），而负载电流I
Load
的下降又会引起输出电压V
out
的过冲（Over shoot）。希望减少输出电压V
out
的下冲和过冲（即减少输出电压V
out
的波动），以确保电路输出的准确性能。
[0003]现有技术中通常采用以下两种减少输出电压V
out
波动的方法：第一种：加大输出电容，用来以吸收负载电流变化。
[0004]第二种：为放大电路EA提供大的恒定偏置电流，以增加LDO（Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器）的环路带宽，使LDO有更快的瞬态响应。更快的瞬态响应使LDO快速减小输出电压V
out
的波动。然而，更大的恒定偏置电流会导致更高的功耗。
[0005]进一步的，为克服上述缺点，现有技术的另一种方法中，采用如图2所示的具有自适应电流偏置的LDO，其中基于负载电流来调节到放大电路的偏置电流。当感测到的负载电流增大时增大偏置电流。通过在感测的负载电流增大时增大偏置电流，电流源在感测到的负载电流高时增大LDO调节器的环路带宽，借此减小瞬态响应时间。
[0006]然而，采用这一电路的问题在于，自适应电流偏置可能无法充分降低由负载电流从轻负载变为重负载引起的电压下冲。如图3所示，在电压下冲开始时，偏置电流I
Bias
最初很低，因此LDO的环路带宽最初很小。这是因为电流源从栅极电压中检测负载电流I
Load
的变化，在负载电流I
Load
的上升和偏置电流I
Bias
的增加之间有一个相对长的延迟T
Delay
。在T
Delay
期间，LDO的环路带宽比较小，瞬态响应慢，可导致大的输出电压下冲。
[0007]因此，提供一种新型的能够解决负载从轻负载变为重负载引起的输出电压下冲问题的LDO电路成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够克服负载从轻负载变为重负载所引起的输出电压下冲问题的具有瞬态响应增强的低静态功耗LDO电路。
[0009]为了实现上述的目的，本专利技术的具有瞬态响应增强的低静态功耗LDO电路具有如下构成：该具有瞬态响应增强的低静态功耗LDO电路包括：误差放大器、自适应偏置电流采样电路、反馈网络和比较器；所述的误差放大器，其输入端连接参考电压Vref和所述的LDO偏置电路产生的偏置电流，用以产生并输出固定偏置电流；用以根据所述的自适应偏置电流采样电路的采样反馈产生并输出自适应偏置电流；还用以根据所述比较器提供的瞬态反馈产生瞬态增强偏置电流；该误差放大器的输出端连接至所述LDO电路的调整管，该调整管提供输出电压Vout
并连接负载;所述的自适应偏置电流采样电路，用于对所述的误差放大器的输出端电流进行采样反馈；反馈网络，连接于所述调整管输出电压Vout，并连接至所述的误差放大器；比较器，连接于所述的误差放大器的输出端，用以检测到负载电流变化时，快速向所述的误差放大器提供瞬态反馈。
[0010]该具有瞬态响应增强的低静态功耗LDO电路中，所述的比较器包括输入级和输出级；所述比较器输入级包括：第一P型MOS管MP1、第二P型MOS管MP2、第三P型MOS管MP3、第四P型MOS管MP4、第一N型MOS管MN1、第二N型MOS管MN2、第三N型MOS管MN3、第四N型MOS管MN4、第五N型MOS管MN5和第六N型MOS管MN6，其中，所述第一P型MOS管MP1和第二P型MOS管MP2的源极连接电源电压VDD，所述的第一P型MOS管MP1和第二P型MOS管MP2的栅极连接所述的第三P型MOS管MP3和第四P型MOS管MP4的栅极；第一P型MOS管MP1的漏极连接所述的第三P型MOS管MP3的源极，所述的第二P型MOS管MP2的漏极连接所述的第四P型MOS管MP4的源极，所述的第三P型MOS管MP3的漏极连接该第三P型MOS管MP3的栅极以及所述的第一N型MOS管MN1的漏极，所述的第四P型MOS管MP4的漏极连接所述的第二N型MOS管MN2的漏极，所述的第一N型MOS管MN1的栅极连接参考电压Vref，所述的第二N型MOS管MN2的栅极连接所述的反馈网络，所述的第一N型MOS管MN1和第二N型MOS管MN2的源极均连接所述的第三N型MOS管MN3、第四N型MOS管MN4和第五N型MOS管MN5的漏极，所述的第三N型MOS管MN3的栅极连接所述的比较器的输出级，该第三N型MOS管MN3的源极接地，该第三N型MOS管MN3提供所述的输入级的瞬态增强偏置电流，所述的第四N型MOS管MN4和第五N型MOS管MN5的栅极均连接所述的LDO偏置电路，所述的第四N型MOS管MN4的源极连接所述的第六N型MOS管MN6的漏极，所述的第六N型MOS管MN6的栅极连接所述的自适应偏置电流采样电路，该第六N型MOS管MN6及所述的第五N型MOS管MN5的源极接地，所述的第四N型MOS管MN4和所述的第六N型MOS管MN6提供该比较器输入级的自适应偏置电流，所述的第五N型MOS管MN5提供该比较器输入级的固定偏置电流；所述比较器的输出级包括：第九P型MOS管MP9、第十P型MOS管MP10、第十四N型MOS管MN14、第十五N型MOS管MN15和第一电容C1，所述的第九P型MOS管MP9和第十P型MOS管MP10的源极连接电源电压VDD，所述的第九P型MOS管MP9的栅极连接所述的第四P型MOS管MP4的漏极，该第九P型MOS管MP9的漏极连接所述的第十P型MOS管MP10的栅极以及所述的第十四N型MOS管MN14的漏极，所述的第十四N型MOS管MN14和第十五N型MOS管MN15的栅极连接所述的LDO偏置电路，所述的第十四N型MOS管MN14的源极、第十五N型MOS管MN15的源极及所述第一电容C1的一端接地；所述的第十P型MOS管MP10的漏极、所述的第十五N型MOS管MN15的漏极以及所述第一电容C1的另一端连接所述的比较器输入级及所述的误差放大器，用以提供瞬态反馈。
[0011]该具有瞬态响应增强的低静态功耗LDO电路中，通过改变所述第一电容C1的电容值及所述的第十五N型MOS管MN15泄放电流的能力，改变所述的瞬态增强偏置电流的维持时间。
[0012]该具有瞬态响应增强的低静态功耗LDO电路中，所述的误差放大器包括输入级和第二级；该误差放大器输入级与所述的比较器输入级共用；该误差放大器第二级包括第五P
型MOS管MP5、第七N型MOS管MN7、第八本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有瞬态响应增强的低静态功耗LDO电路，其特征在于，包括：误差放大器、自适应偏置电流采样电路、反馈网络和比较器；所述的误差放大器，其输入端连接参考电压（Vref）和LDO偏置电路产生的偏置电流，用以产生并输出固定偏置电流；用以根据所述的自适应偏置电流采样电路的采样反馈产生并输出自适应偏置电流；还用以根据所述比较器提供的瞬态反馈产生瞬态增强偏置电流；该误差放大器的输出端连接至所述LDO电路的调整管，该调整管提供输出电压（Vout）并连接负载;所述的自适应偏置电流采样电路，用于对所述的误差放大器的输出端电流进行采样反馈；反馈网络，连接于所述调整管输出电压（Vout），并连接至所述的误差放大器；比较器，连接于所述的误差放大器的输出端，用以检测到负载电流变化时，快速向所述的误差放大器提供瞬态反馈；所述的比较器包括输入级和输出级；所述比较器输入级包括：第一N型MOS管（MN1）、第二N型MOS管（MN2）、第三N型MOS管（MN3）、第四N型MOS管（MN4）、第五N型MOS管（MN5）和第六N型MOS管（MN6），其中，所述的第一N型MOS管（MN1）的栅极连接参考电压（Vref），所述的第二N型MOS管（MN2）的栅极连接所述的反馈网络，所述的第一N型MOS管（MN1）和第二N型MOS管（MN2）的源极均连接所述的第三N型MOS管（MN3）、第四N型MOS管（MN4）和第五N型MOS管（MN5）的漏极，所述的第三N型MOS管（MN3）的栅极连接所述的比较器的输出级，该第三N型MOS管（MN3）的源极接地，该第三N型MOS管（MN3）提供所述的输入级的瞬态增强偏置电流，所述的第四N型MOS管（MN4）和第五N型MOS管（MN5）的栅极均连接所述的LDO偏置电路，所述的第四N型MOS管（MN4）的源极连接所述的第六N型MOS管（MN6）的漏极，所述的第六N型MOS管（MN6）的栅极连接所述的自适应偏置电流采样电路，该第六N型MOS管（MN6）及所述的第五N型MOS管（MN5）的源极接地，所述的第四N型MOS管（MN4）和所述的第六N型MOS管（MN6）提供该比较器输入级的自适应偏置电流，所述的第五N型MOS管（MN5）提供该比较器输入级的固定偏置电流；所述比较器的输出级包括：第十P型MOS管（MP10）、第十五N型MOS管（MN15）以及第一电容（C1），所述第十P型MOS管（MP10）的漏极、所述的第十五N型MOS管（MN15）的漏极以及所述第一电容（C1）连接所述的比较器输入级及所述的误差放大器，用以提供瞬态反馈；所述的误差放大器与所述的比较器共用该输入级。2.根据权利要求1所述的具有瞬态响应增强的低静态功耗LDO电路，其特征在于，所述比较器输入级还包括：第一P型MOS管（MP1）、第二P型MOS管（MP2）、第三P型MOS管（MP3）和第四P型MOS管（MP4）其中，所述第一P型MOS管（MP1）和第二P型MOS管（MP2）的源极连接电源电压（VDD），所述的第一P型MOS管（MP1）和第二P型MOS管（MP2）的栅极连接所述的第三P型MOS管（MP3）和第四P型MOS管（MP4）的栅极；第一P型MOS管（MP1）的漏极连接所述的第三P型MOS管（MP3）的源极，所述的第二P型MOS管（MP2）的漏极连接所述的第四P型MOS管（MP4）的源极，所述的第三P型MOS管（MP3）的漏极连接该第三P型MOS管（MP3）的栅极以及所述的第一N型MOS管（MN1）的漏极，所述的第四P型MOS管（MP4）的漏极连接所述的第二N型MOS管（MN2）的漏极；所述比较器的输出级还包括：第九P型MOS管（MP9）和第十四N型MOS管（MN14），所述的第
九P型MOS管（MP9）和第十P型MOS管（MP10）的源极连接电源电压（VDD），所述的第九P型MOS管（MP9）的栅极连接所述的第四P型MOS管（MP4）的漏极，该第九P型MOS管（MP9）的漏极连接所述的第十P型MOS管（MP10）的栅极以及所述的第十四N型MOS管（MN14）的漏极，所述的第十四N型MOS管（MN14）和第十五N型MOS管（MN15）的栅极连接所述的LDO偏置电路，所述的第十四N型MOS管（MN14）的源极、第十五N型MOS管（MN15）的源极及所述第一电容（C1）的一端接地；所述的第十P型MOS管（MP10）的漏极、所述的第十五N型MOS管（MN15）的漏极以及所述第一电容（C1）的另一端连接所述的比较器输入级及所述的误差放大器，用以提供瞬态反馈。3.根据权利要求2所述的具有瞬态响应增强的低静态功耗LDO电路，其特征在于，通过改变所述第一电容（C1）的电容值及所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘奕国，李环，马岩岩，印飞，
申请(专利权)人：无锡力芯微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：