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LDO电路制造技术

技术编号:41009155 阅读:14 留言:0更新日期:2024-04-18 21:44
本实用公开一种LDO电路,包括LDO输出电路、反馈电路、差分放大电路、调节电路和频率补偿电路,通过反馈电路采集LDO输出电路的输出电压,并基于输出电压生成相应的反馈电压,所述差分放大电路将反馈电压与参考电压进行比较放大并生成差分信号,再通过调节电路基于差分信号生成调节信号,以调节所述输出电压使其稳定于预设值,同时通过频率补偿电路内的两个补偿回路,基于电源电压、负载电流、负载电容等参数的变化,对LDO电路进行频率补偿,提高了LDO的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路,特别涉及一种ldo电路。


技术介绍

1、电源管理电路是集成电路中不可缺少的,而低压差线性稳压器(low dropoutregulator,ldo)是电源管理电路领域中是非常重要的一个模块,其作用是将外部供电电压转换为一个较低的稳定电压,相对于其他降压方式而言,ldo具有结构简单、输出噪声低、静态功耗低、电路规模小的特点。

2、在集成电路芯片中,ldo一般会要求给其他电路提供大电流,因此其功率管尺寸一般较大,从而使得该功率管的寄生电容较大,为了使ldo环路稳定而且提供稳定的电压,一般会外挂片外大电容,这既占用了额外的芯片管脚也增加了应用成本。

3、在一些给数字模块供电的ldo中,其往往对规模不大的数字电路不会要求过大的负载要求,即不用提供大电流,这时候capless(无片外大电容)ldo,因为其无片外大电容的成本优势,成为许多集成电路设计者的选择。但是capless ldo因其本身的特性,由于使用的片上电容的容值(皮法级)远远小于片外电容,在应用于高速变化的负载时,其瞬态响应无法满足高速电路的应用,即便有些设计通过增加ldo的静态功耗,来保证ldo具有好的瞬态性能,但是大的功耗对电池能量消耗过快,极大地减弱了产品的续航能力。

4、在给一些模拟模块供电的ldo中,需要提供较大的电流,有时候还需要给外部提供电压和电流,比如内部的adc和外部的传感器,这要求ldo的输出电压稳定,纹波小,噪声小,需要外挂电容。

5、现在应用需求对功耗的要求越来越高,一般都希望电路是低功耗的,但低功耗ldo的过冲电压和恢复时间是一个棘手的问题。首先,低功耗意味着芯片的静态电流必然设计得很低,这就需要更长的时间来对负载电容进行充放电,这就会产生大的过冲电压,大的过冲电压可能会导致接在ldo输出上的电路损坏或者工作不正常。现有技术解决瞬态过冲问题的方法一般有两种:一是利用数字控制方式对功率管进行额外的充放电电流补充;二是增加摆率增强电路,比如增加额外的模拟控制环路给功率器件,以此来提供额外的充放电电流。第一种思路是利用数字开关的方式通过额外的支路给负载端提供或泄放电流,这容易造成ldo工作不稳定,输出电压振荡。第二种思路一般电压检测和放大电路敏感度低,对器件尺寸和工艺偏差要求高。

6、即现有技术中一般同一个ldo无法同时满足给数字模块和模拟模块供电的不同要求,使得在外挂不同大小的电容、工作在不同的电源电压或者负载电流下,ldo无法保证其稳定性。


技术实现思路

1、本专利技术的主要目的是提供一种ldo电路,旨在提高ldo的稳定性。

2、为实现上述目的,本专利技术提出的一种ldo电路,所述ldo电路包括:

3、ldo输出电路,用于输出输出电压;

4、反馈电路,所述反馈电路与ldo输出电路电连接;所述反馈电路,用于基于所述输出电压生成反馈电压;

5、差分放大电路,所述差分放大电路与所述反馈电路电连接;所述差分放大电路,用于基于参考电压和所述反馈电压生成差分信号;

6、调节电路,所述调节电路的同时与所述差分放大电路和所述ldo输出电路电连接;所述调节电路,用于基于所述差分信号生成调节信号,以调节所述输出电压;

7、频率补偿电路,所述频率补偿电路与所述ldo输出电路电连接;所述频率补偿电路,用于对所述ldo电路进行频率补偿。

8、可选的,所述ldo输出电路包括功率管,所述功率管的输入端与电源连接,所述功率管的控制端与所述调节电路的输出端相连接,所述功率管的输出端用于输出所述输出电压。

9、可选的,所述反馈电路包括第一电阻和第二电阻,所述第一电阻的第一端与所述ldo输出电路的输出端连接,所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端连接,所述第二电阻的第二端接地,所述第一电阻和所述第二电阻的公共端与所述差分放大电路电连接。

10、可选的,所述差分放大电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第三电阻和第四电阻,所述第一开关管和所述第二开关管的第一端均与电源连接,所述第一开关管的控制端与所述第二开关管的控制端连接,所述第三电阻的两端分别与所述第一开关管的控制端和第二端连接,所述第四电阻的两端分别与所述第二开关管的控制端和第二端连接,所述第一开关管的第二端与所述第三开关管的第一端连接,所述第二开关管的第二端与所述第四开关管的第一端连接,所述第三开关管与所述第四开关管的第二端接地,所述第三开关管的控制端与所述参考电压连接,所述第四开关管的控制端与所述反馈电路的电连接,所述第一开关管的第二端与所述调节电路的第一输入端连接,所述第二开关管的第二端与所述调节电路的第二输入端连接。

11、可选的,所述调节电路包括第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管和第十二开关管,所述第五开关管的第一端与电源连接,所述第五开关管的第二端与所述第六开关管的第一端连接,所述第六开关管的第二端与所述第七开关管的第一端连接,所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端连接,所述第八开关管的第二端接地,所述第五开关管的控制端与所述差分放大电路的第一输出端连接,所述第六开关管和所述第七开关管的控制端与偏置电压连接,所述第八开关管的控制端与所述第六开关管的第二端连接;所述第九开关管的第一端与电源连接,所述第九开关管的第二端与所述第十开关管的第一端连接,所述第十开关管的第二端与所述第十一开关管的第一端连接,所述第十一开关管的第二端与所述第十二开关管的第一端连接,所述第十二开关管的第二端接地,所述第九开关管的控制端与所述差分放大电路的第二输出端连接,所述第十开关管和所述第十一开关管的控制端与偏置电压连接,所述第十二开关管的控制端与所述第六开关管的第二端连接,所述第十开关管与所述第十一开关管的公共端与所述ldo输出电路电连接。

12、可选的,所述ldo电路还包括快速响应电路,所述快速响应电路的同时与所述ldo输出电路和所述调节电路电连接;所述快速响应电路,用于基于所述输出电压调节所述调节信号。

13、可选的,所述快速响应电路包括第一电容和第二电容,所述第一电容的第一端与所述ldo输出电路的输出端连接,所述第一电容的第二端与所述第十开关管的第一端连接,所述第二电容的第一端与所述ldo输出电路的输出端连接,所述第二电容的第二端与所述第十一开关管的第二端连接。

14、可选的,所述频率补偿电路包括第一补偿回路和第二补偿回路,所述第一补偿回路和所述第二补偿回路均与所述ldo输出电路电连接;

15、所述第一补偿回路,用于当负载电容低于预设电容值时,所述ldo电路进行频率补偿;

16、所述第二补偿回路,用于当负载电容等于或者高于所述预设电容值时,对所述ldo电路进行频率补偿。

17、可选的,所述第一补偿回路包括第二电容、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种LDO电路,其特征在于,所述LDO电路包括:

2.如权利要求1所述的LDO电路,其特征在于,所述LDO输出电路包括功率管,所述功率管的输入端与电源连接,所述功率管的控制端与所述调节电路的输出端相连接,所述功率管的输出端用于输出所述输出电压。

3.如权利要求2所述的LDO电路,其特征在于,所述反馈电路包括第一电阻和第二电阻,所述第一电阻的第一端与所述LDO输出电路的输出端连接,所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端连接,所述第二电阻的第二端接地,所述第一电阻和所述第二电阻的公共端与所述差分放大电路电连接。

4.如权利要求1所述的LDO电路,其特征在于,所述差分放大电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第三电阻和第四电阻,所述第一开关管和所述第二开关管的第一端均与电源连接,所述第一开关管的控制端与所述第二开关管的控制端连接,所述第三电阻的两端分别与所述第一开关管的控制端和第二端连接,所述第四电阻的两端分别与所述第二开关管的控制端和第二端连接,所述第一开关管的第二端与所述第三开关管的第一端连接,所述第二开关管的第二端与所述第四开关管的第一端连接,所述第三开关管与所述第四开关管的第二端接地,所述第三开关管的控制端与所述参考电压连接,所述第四开关管的控制端与所述反馈电路的电连接,所述第一开关管的第二端与所述调节电路的第一输入端连接,所述第二开关管的第二端与所述调节电路的第二输入端连接。

5.如权利要求1所述的LDO电路,其特征在于,所述调节电路包括第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管和第十二开关管,所述第五开关管的第一端与电源连接,所述第五开关管的第二端与所述第六开关管的第一端连接,所述第六开关管的第二端与所述第七开关管的第一端连接,所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端连接,所述第八开关管的第二端接地,所述第五开关管的控制端与所述差分放大电路的第一输出端连接,所述第六开关管和所述第七开关管的控制端与偏置电压连接,所述第八开关管的控制端与所述第六开关管的第二端连接;所述第九开关管的第一端与电源连接,所述第九开关管的第二端与所述第十开关管的第一端连接,所述第十开关管的第二端与所述第十一开关管的第一端连接,所述第十一开关管的第二端与所述第十二开关管的第一端连接,所述第十二开关管的第二端接地,所述第九开关管的控制端与所述差分放大电路的第二输出端连接,所述第十开关管和所述第十一开关管的控制端与偏置电压连接,所述第十二开关管的控制端与所述第六开关管的第二端连接,所述第十开关管与所述第十一开关管的公共端与所述LDO输出电路电连接。

6.如权利要求5所述的LDO电路,其特征在于,所述LDO电路还包括快速响应电路,所述快速响应电路的同时与所述LDO输出电路和所述调节电路电连接;所述快速响应电路,用于基于所述输出电压调节所述调节信号。

7.如权利要求6所述的LDO电路,其特征在于,所述快速响应电路包括第一电容和第二电容,所述第一电容的第一端与所述LDO输出电路的输出端连接,所述第一电容的第二端与所述第十开关管的第一端连接,所述第二电容的第一端与所述LDO输出电路的输出端连接,所述第二电容的第二端与所述第十一开关管的第二端连接。

8.如权利要求1所述的LDO电路,其特征在于,所述频率补偿电路包括第一补偿回路和第二补偿回路,所述第一补偿回路和所述第二补偿回路均与所述LDO输出电路电连接;

9.如权利要求8所述的LDO电路,其特征在于,所述第一补偿回路包括第二电容、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管和第十二开关管,所述第五开关管的第一端与电源连接,所述第五开关管的第二端与所述第六开关管的第一端连接,所述第六开关管的第二端与所述第七开关管的第一端连接,所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端连接,所述第八开关管的第二端接地,所述第五开关管的控制端与所述差分放大电路的第一输出端连接,所述第六开关管和所述第七开关管的控制端与偏置电压连接,所述第八开关管的控制端与所述第六开关管的第二端连接;所述第九开关管的第一端与电源连接,所述第九开关管的第二端与所述第十开关管的第一端连接,所述第十开关管的第二端与所述第十一开关管的第一端连接,所述第十一开关管的第二端与所述第十二开关管的第一端连接,所述第十二开关管的第二端接地,所述第九开关管的控制端与所述差分放大电路的第二输出端连接,所述第十开关管和所述第十一开关管的控制端与偏置电压连接,所述第十二开关管的控制端与所述第六开关管的第二端连接,所述第十开关管与所述第十一开关管的公共端与所述LDO输出...

【技术特征摘要】

1.一种ldo电路,其特征在于,所述ldo电路包括:

2.如权利要求1所述的ldo电路,其特征在于,所述ldo输出电路包括功率管,所述功率管的输入端与电源连接,所述功率管的控制端与所述调节电路的输出端相连接,所述功率管的输出端用于输出所述输出电压。

3.如权利要求2所述的ldo电路,其特征在于,所述反馈电路包括第一电阻和第二电阻,所述第一电阻的第一端与所述ldo输出电路的输出端连接,所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端连接,所述第二电阻的第二端接地,所述第一电阻和所述第二电阻的公共端与所述差分放大电路电连接。

4.如权利要求1所述的ldo电路,其特征在于,所述差分放大电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第三电阻和第四电阻,所述第一开关管和所述第二开关管的第一端均与电源连接,所述第一开关管的控制端与所述第二开关管的控制端连接,所述第三电阻的两端分别与所述第一开关管的控制端和第二端连接,所述第四电阻的两端分别与所述第二开关管的控制端和第二端连接,所述第一开关管的第二端与所述第三开关管的第一端连接,所述第二开关管的第二端与所述第四开关管的第一端连接,所述第三开关管与所述第四开关管的第二端接地,所述第三开关管的控制端与所述参考电压连接,所述第四开关管的控制端与所述反馈电路的电连接,所述第一开关管的第二端与所述调节电路的第一输入端连接,所述第二开关管的第二端与所述调节电路的第二输入端连接。

5.如权利要求1所述的ldo电路,其特征在于,所述调节电路包括第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管和第十二开关管,所述第五开关管的第一端与电源连接,所述第五开关管的第二端与所述第六开关管的第一端连接,所述第六开关管的第二端与所述第七开关管的第一端连接,所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端连接,所述第八开关管的第二端接地,所述第五开关管的控制端与所述差分放大电路的第一输出端连接,所述第六开关管和所述第七开关管的控制端与偏置电压连接,所述第八开关管的控制端与所述第六开关管的第二端连接;所述第九开关管的第一端与电源连接,所述第九开关管的第二端与所述第十开关管的第一端连接,所述第十开关管的第二端与所述第十一开关管的第一端连接,所述第十一开关管的第二端与所述第十二开关管的第一端连接,所述第十二开关管的第二端接地,所述第九开关管的控制端与所述差分放大电路的第二输出端连接,所述第十开关管和所述第十一开关管的控制端与偏置电压连接,所述第十二开关管的控制端与所述第六开关管的第二端连接,所述第十开关管与所述第十一开关管的公共端与所述ldo输出电路电连接。

6.如权利要求5所述的ldo电路,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈质冉
申请(专利权)人:湖南芯易德科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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