一種基于有源反饋網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的低壓差線性穩(wěn)壓器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于有源反饋網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的低壓差線性穩(wěn)壓器。所述低壓差線性穩(wěn)壓器包括誤差放大器、MOS管M1、MOS管M2和有源反饋網(wǎng)絡(luò)；所述誤差放大器的反相輸入端與參考電壓模塊相連接，同相輸入端通過有源反饋網(wǎng)絡(luò)連接到穩(wěn)壓器的輸出端口，誤差放大0極連接到MOS管M2的漏極，MOS管M2的源極與地相連接，MOS管M2的柵極與偏置電壓VBIAS相連接。本發(fā)明所述的基于有源反饋網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的低壓差線性穩(wěn)壓器，能提供芯片所需要的電壓，并有效的減小芯片所占的面積，降低成本。
【專利說明】
一種基于有源反饋網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的低壓差線性穩(wěn)壓器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路設(shè)計領(lǐng)域，且更具體地說涉及到低壓差線性穩(wěn)壓器設(shè)計。

【背景技術(shù)】
[0002]低壓差線性穩(wěn)壓器(Low Dropout Regulator, LD0)在電源管理芯片中具有低紋波，低輸出噪聲，響應(yīng)速度快，集成度高等優(yōu)點，在便攜式電路設(shè)備中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，例如移動電話、藍(lán)牙、無線網(wǎng)絡(luò)、PDA等設(shè)備，特別是在對輸出電壓精度、準(zhǔn)確度要求比較高的應(yīng)用環(huán)境有著廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，LDO如圖1所示，其基本結(jié)構(gòu)包括帶隙基準(zhǔn)電路，誤差放大器，調(diào)整PMOS管，分壓電阻網(wǎng)絡(luò)。LDO線性穩(wěn)壓器的工作原理是通過運算放大器的負(fù)反饋作用調(diào)整功率管的輸出電流，從而使得輸出電壓保持穩(wěn)定。誤差放大器的反相輸入端與帶隙基準(zhǔn)提供的參考電壓VREF相連，誤差放大器的同向輸入端與LDO的輸出電壓VOUT經(jīng)電阻分壓后相連接。當(dāng)輸入電壓增大時，處在飽和區(qū)的功率管的輸出電流增大，同時使得輸出電壓VOUT也增大。增大的輸出電壓經(jīng)過電阻分壓后，反饋到誤差放大器的同向輸入端的電壓增大，使得放大器的輸出增大，功率管柵極電壓增大，拉低了功率管的輸出電流，從而穩(wěn)定輸出電壓。同理，當(dāng)輸入電壓減小時，也能通過負(fù)反饋環(huán)路控制，降低功耗管的柵極電壓，使輸出電流減小，從而實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。從圖中可以看到，由于負(fù)反饋誤差放大輸入端電壓相等，輸出電壓為 VOUT=VREf (1+R2/R1)。
[0004]小型化與成本最小化是LDO線性穩(wěn)壓器的重要研究方向，也是其發(fā)展趨勢。在現(xiàn)有技術(shù)中，對于減小芯片面積降低芯片成本還有不小的研究空間，在本發(fā)明中提出了一種基于有源反饋網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的低壓差線性穩(wěn)壓器，能有效的減小面積降低成本，同時還能增加AC環(huán)路的穩(wěn)定性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于LDO線性穩(wěn)壓器對小型化低成本的需求，本發(fā)明提供了一種基于有源反饋網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的低壓差線性穩(wěn)壓器電路。
[0006]本發(fā)明的上述目的，將通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn):
一種基于有源反饋網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的低壓差線性穩(wěn)壓器包括誤差放大器、MOS管Ml、M0S管M2和有源反饋網(wǎng)絡(luò)；所述誤差放大器的反相輸入端與參考電壓模塊相連接，同相輸入端通過有源反饋網(wǎng)絡(luò)連接到穩(wěn)壓器的輸出端口，誤差放大器的輸出端與MOS管的柵極相連接；所述MOS管Ml的源極連接到電源，MOS管Ml的漏極連接到MOS管M2的漏極，MOS管M2的源極與地相連接，MOS管M2的柵極與偏置電壓VBIAS相連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述的低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于，所述有源反饋網(wǎng)絡(luò)包括MOS管M3和MOS管M4 ;所述MOS管M3的源極連接電源，MOS管M3的柵極連接到穩(wěn)壓器輸出端V0UT,M0S管M3的漏極連接在誤差放大器的同相輸入端；所述MOS管M4的漏極連接在誤差放大器的同相輸入端，MOS管M4的柵極連接到偏置電壓VBIAS2，MOS管M4的源極接地。
[0008]進(jìn)一步地，所述的有源反饋網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述MOS管M3為NMOS管，所述MOS管M4為NMOS管。
[0009]進(jìn)一步地，所述的低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于，所述MOS管Ml為PMOS管，所述MOS 管 M2 為 NMOS 管。
[0010]本發(fā)明的提供的技術(shù)方案有益效果在于:本發(fā)明所提供的一種基于有源反饋網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的低壓差線性穩(wěn)壓器，由于采用有源反饋網(wǎng)絡(luò)，將LDO的輸出電壓有效的反饋給誤差放大器同向輸入端，使LDO輸出穩(wěn)定；采用有源器件實現(xiàn)的反饋網(wǎng)絡(luò)有效減小了 LDO芯片面積，降低成本；此外，由于在AC環(huán)路中引入的有源反饋網(wǎng)絡(luò)對輸出結(jié)點與誤差放大器的輸入端進(jìn)行了隔離，提高了環(huán)路的穩(wěn)定性。
[0011]以下便結(jié)合實施例附圖，對本發(fā)明提供的技術(shù)方案的【具體實施方式】作進(jìn)一步的說明，以便使得本發(fā)明更容易理解、實施。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1現(xiàn)有技術(shù)的LDO結(jié)構(gòu)；
圖2本發(fā)明提出的LDO結(jié)構(gòu)不意圖；
圖3本發(fā)明提出的LDO電路原理圖。

【具體實施方式】
[0013]【具體實施方式】將進(jìn)一步對本發(fā)明的精神進(jìn)行說明，在此本發(fā)明的示意性實施例及說明用于解釋本發(fā)明，但是不能認(rèn)為是對本發(fā)明的限定。
[0014]如圖3所示，是本發(fā)明提出的基于有源反饋網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的低壓差線性穩(wěn)壓器的一種實施例。其中VREF模塊通過帶隙產(chǎn)生零溫度系數(shù)的電壓并經(jīng)過運放比例電路向誤差放大器提供所需要的參考電壓。VREF模塊的輸出與誤差放大器的反相輸入端相連接。誤差放大的同相輸入端通過有源反饋網(wǎng)絡(luò)連接到LDO線性穩(wěn)壓器的輸出端口 V0UT。誤差放大器的輸出連接到功率管一PMOS管Ml。通過誤差放大器和有源反饋網(wǎng)絡(luò)組成的負(fù)反饋系統(tǒng)，能夠調(diào)整運放的輸出，控制功率管的柵極電壓，使輸出電壓維持很定。功率管PMOS管Ml的源極連接輸入的電源，柵極連接誤差放大器的輸出端，漏極連接LDO線性穩(wěn)壓器的輸出端V0UT。NMOS管M2漏極連接LDO輸出端V0UT，源極接地，柵極接一偏電壓VBIASl，NMOS管M2為功率管Ml提供偏置電流，同時也是電流源作PMOS管Ml的負(fù)載。
[0015]在一種基于有源反饋網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的低壓差線性穩(wěn)壓器的實例中，所采用的有源反饋網(wǎng)絡(luò)包括NMOS管M3和NMOS管M4 ;所述NMOS管M3的漏極連接電源，MOS管M3的柵極連接到穩(wěn)壓器輸出端VOUT，NMOS管M3的源極連接在誤差放大器的同相輸入端；所述NMOS管M4的漏極連接在誤差放大器的同相輸入端，NMOS管M4的柵極連接到偏置電壓VBIAS2，NMOS管M4的源極接地。在這里將輸出電壓通過源跟隨的方式反饋給誤差放大器的同相輸入端。
[0016]在實例中根據(jù)輸出電壓的大小為，通過設(shè)計合理的參考電壓VKEF，并通過NMOS管M3的寬長比調(diào)節(jié)Ves，使得到需要的輸出電壓VOT。
[0017]本發(fā)明設(shè)計的一種基于有源反饋網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的低壓差線性穩(wěn)壓器，采用有反饋網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)LDO線性穩(wěn)壓器穩(wěn)定輸出，有效減小LDO芯片芯片，降低成本，同時增加環(huán)路穩(wěn)定性。通過本文所述的本發(fā)明的說明書和實施例，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可輕易了解其他方面和實施例。
[0018] 對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出各種具體變形和組合，這些變形和組合也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于有源反饋網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的低壓差線性穩(wěn)壓器包括誤差放大器、MOS管M1、M0S管M2和有源反饋網(wǎng)絡(luò)；所述誤差放大器的反相輸入端與參考電壓模塊相連接，同相輸入端通過有源反饋網(wǎng)絡(luò)連接到穩(wěn)壓器的輸出端口，誤差放大器的輸出端與MOS管的柵極相連接；所述MOS管Ml的源極連接到電源，MOS管Ml的漏極連接到MOS管M2的漏極，MOS管M2的源極與地相連接，MOS管M2的柵極與偏置電壓VBIAS相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于，所述有源反饋網(wǎng)絡(luò)包括MOS管M3和MOS管M4 ;所述MOS管M3的源極連接電源，MOS管M3的柵極連接到穩(wěn)壓器輸出端VOUTjMOS管M3的漏極連接在誤差放大器的同相輸入端；所述MOS管M4的漏極連接在誤差放大器的同相輸入端，MOS管M4的柵極連接到偏置電壓VBIAS2，MOS管M4的源極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有源反饋網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述MOS管M3為NMOS管，所述MOS 管 M4 為 NMOS 管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于，所述MOS管Ml為PMOS管，所述MOS管M2為NMOS管。
【文檔編號】G05F1/56GK104317345SQ201410585078
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】周曉亞 申請人:長沙景嘉微電子股份有限公司