帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器。
【背景技術(shù)】
[0002] 低壓差穩(wěn)壓器（Low DropOut Regulators，LDO)是電子電路中不可缺少的一種電 源變換器，利用無(wú)源器件（如電阻）作為反饋部件，通過(guò)設(shè)置不同的反饋系數(shù)維持輸出電壓 穩(wěn)定的一種電源變換器。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，LDO的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，通常由調(diào)整管M0、誤差放大器100、反饋 部件Rl和R2、補(bǔ)償電路200、基準(zhǔn)電壓源300以及各種保護(hù)電路400等構(gòu)成。
[0004] 其中，補(bǔ)償電路200的作用是保持系統(tǒng)穩(wěn)定工作，一般使用彌勒原理進(jìn)行補(bǔ)償。目 前對(duì)補(bǔ)償電路200有多種實(shí)現(xiàn)方式，但各有缺點(diǎn)，比如補(bǔ)償后帶寬太小，導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)速度 慢；或者所需的補(bǔ)償電容的面積太大；或者補(bǔ)償導(dǎo)致LDO的電源抑制比（PSR)減小等。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的在于，提出一種帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)，其使用 很小的電容面積即可解決負(fù)載電容或負(fù)載電流大范圍變化引起的穩(wěn)定性問(wèn)題，且其響應(yīng)速 度更快。
[0006] 為此，本實(shí)用新型提供了一種帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器，包括：誤差放大器； 以及依次串聯(lián)連接在電源與地之間的調(diào)整管、第一反饋電阻和第二反饋電阻，所述調(diào)整管 的源極與所述第一反饋電阻之間形成輸出節(jié)點(diǎn)，所述調(diào)整管的柵極連接到所述誤差放大器 的輸出端，其特征在于，還包括：補(bǔ)償電容，其連接在所述誤差放大器的反向輸入端與輸出 端之間；補(bǔ)償電阻，其連接在所述誤差放大器的反向輸入端與第一節(jié)點(diǎn)之間，所述第一節(jié) 點(diǎn)為所述第一和第二反饋電阻之間形成的連接節(jié)點(diǎn)，其中，所述補(bǔ)償電阻的阻值為所述第 一反饋電阻的阻值的m倍，其中5 < m < 10,且為所述第二反饋電阻的阻值的η倍，其中 5 < η < 10〇
[0007] 本實(shí)用新型還提供了一種帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器，包括：誤差放大器；以 及依次串聯(lián)連接在電源與地之間的調(diào)整管、第一反饋電阻和第二反饋電阻，所述調(diào)整管的 源極與所述第一反饋電阻之間形成輸出節(jié)點(diǎn)，所述調(diào)整管的柵極連接到所述誤差放大器的 輸出端，其特征在于，還包括：MOS管，其柵極連接到所述誤差放大器的輸出端，其源極和漏 極短接后連接到所述誤差放大器的反向輸入端；補(bǔ)償電阻，其連接在所述誤差放大器的反 向輸入端與第一節(jié)點(diǎn)之間，所述第一節(jié)點(diǎn)為所述第一和第二反饋電阻之間形成的連接節(jié) 點(diǎn)，其中，所述補(bǔ)償電阻的阻值為所述第一反饋電阻的阻值的m倍，其中5 < m < 10,且為所 述第二反饋電阻的阻值的η倍，其中5 < η < 10。
[0008] 進(jìn)一步地，還包括反饋電容，其連接在所述誤差放大器的反向輸入端與所述輸出 節(jié)點(diǎn)之間。
[0009] 本實(shí)用新型還提供了一種帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器，包括：誤差放大器；以 及依次串聯(lián)連接在電源與地之間的調(diào)整管、第一反饋電阻和第二反饋電阻，所述調(diào)整管的 源極與所述第一反饋電阻之間形成輸出節(jié)點(diǎn)，所述調(diào)整管的柵極連接到所述誤差放大器的 輸出端，其特征在于，還包括：補(bǔ)償電容，其連接在所述誤差放大器的反向輸入端與輸出端 之間；反饋電容，其連接在所述誤差放大器的反向輸入端與所述輸出節(jié)點(diǎn)之間。
[0010] 本實(shí)用新型的帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器，使用很小的電容面積就能夠保證低 壓差穩(wěn)壓器的穩(wěn)定，即使低壓差穩(wěn)壓器的負(fù)載電容大范圍地變化、輸出電流大范圍地變化， 低壓差穩(wěn)壓器的穩(wěn)定性也能保證。并且，本實(shí)用新型的補(bǔ)償方案與現(xiàn)有的補(bǔ)償方案相比，其 響應(yīng)速度更快。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2為本實(shí)用新型的帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器的第一實(shí)施方式的示意圖；
[0013] 圖3為本實(shí)用新型的帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器的第二實(shí)施方式的示意圖；
[0014] 圖4為本實(shí)用新型的帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器的第三實(shí)施方式的示意圖；
[0015] 圖5為本實(shí)用新型的帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器的主要零點(diǎn)和極點(diǎn)位置示意 圖；
[0016] 圖6為本實(shí)用新型的帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器的誤差放大器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器作 進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0018] 參照?qǐng)D2,為本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型的帶有補(bǔ)償電 路的低壓差穩(wěn)壓器，包括誤差放大器100,以及依次串聯(lián)連接在電源與地之間的調(diào)整管M0、 第一反饋電阻Rl和第二反饋電阻R2,調(diào)整管MO的源極與第一反饋電阻Rl之間形成輸出節(jié) 點(diǎn)N3 (該點(diǎn)電壓為VOUT)，調(diào)整管MO的柵極連接到誤差放大器100的輸出端。該電路還包 括：補(bǔ)償電容Cl，其連接在誤差放大器100的反向輸入端與輸出端之間；補(bǔ)償電阻R3,其連 接在誤差放大器100的反向輸入端與第一節(jié)點(diǎn)Nl之間。
[0019] 其中，補(bǔ)償電阻R3的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第一反饋電阻Rl和第二反饋電阻R2的阻值， 即，補(bǔ)償電阻R3的阻值為第一反饋電阻Rl的阻值的m倍，且為第二反饋電阻R2的阻值的 η倍。其中，m和η的值根據(jù)應(yīng)用環(huán)境（例如，輸出的電流大小、負(fù)載電容的情況、要求的響 應(yīng)速度等）來(lái)設(shè)定，其取值越大，系統(tǒng)環(huán)路越穩(wěn)定，但同時(shí)其響應(yīng)速度也越慢。一般地，m和 η可以取值為5?10, S卩，補(bǔ)償電阻R3的阻值為Rl和R2的5?10倍。
[0020] 本實(shí)用新型的帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器中，誤差放大器100連接成負(fù)反饋形 式，由虛短虛斷原理可知，第二節(jié)點(diǎn)Ν2 (即誤差放大器100的反向輸入端）的電位與第一節(jié) 點(diǎn)Nl (即第一反饋電阻Rl和第二反饋電阻R2之間形成的連接節(jié)點(diǎn)）的電位相同。因此， 調(diào)整第一反饋電阻Rl和第二反饋電阻R2的比例，就可以設(shè)置輸出電壓VOUT。當(dāng)VOUT設(shè)置 到目標(biāo)值后，整個(gè)低壓差穩(wěn)壓器的直流工作點(diǎn)就確定了下來(lái)。
[0021] 補(bǔ)償電容Cl連接在誤差放大器100的反向輸入端與輸出端之間，所以補(bǔ)償電容Cl 等效到誤差放大器100的輸出端時(shí)會(huì)增大A倍（A為誤差放大器100的增益，通常為1000 以上）。由于補(bǔ)償電阻R3的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第一反饋電阻Rl和第二反饋電阻R2的阻值，因 此第二節(jié)點(diǎn)N2到地的阻值約等于補(bǔ)償電阻R3的阻值。
[0022] 如此，被放大后的補(bǔ)償電容Cl與補(bǔ)償電阻R3在第二節(jié)點(diǎn)N2處形成了系統(tǒng)的主極 點(diǎn)Pl。而系統(tǒng)的非主極點(diǎn)P2在輸出節(jié)點(diǎn)N3處，其大小由負(fù)載電容CL及負(fù)載電流決定。同 時(shí)，補(bǔ)償電容Cl在輸出通路上與補(bǔ)償電阻R3串聯(lián)連接，形成了一個(gè)左半平面的零點(diǎn)zl，該 零點(diǎn)zl正好用來(lái)改善該低壓差穩(wěn)壓器系統(tǒng)的相位特性。如此，該低壓差穩(wěn)壓器系統(tǒng)的環(huán)路 主要由兩個(gè)極點(diǎn)pl、P2以及一個(gè)零點(diǎn)zl確定，如圖5所示。其中，各零極點(diǎn)的頻率可用如 下公式表示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器，包括： 誤差放大器；以及 依次串聯(lián)連接在電源與地之間的調(diào)整管、第一反饋電阻和第二反饋電阻，所述調(diào)整管 的源極與所述第一反饋電阻之間形成輸出節(jié)點(diǎn)，所述調(diào)整管的柵極連接到所述誤差放大器 的輸出端，其特征在于，還包括： 補(bǔ)償電容，其連接在所述誤差放大器的反向輸入端與輸出端之間； 補(bǔ)償電阻，其連接在所述誤差放大器的反向輸入端與第一節(jié)點(diǎn)之間，所述第一節(jié)點(diǎn)為 所述第一和第二反饋電阻之間形成的連接節(jié)點(diǎn)，其中， 所述補(bǔ)償電阻的阻值為所述第一反饋電阻的阻值的m倍，其中5 10,且為所述第 二反饋電阻的阻值的n倍，其中5彡n彡10。
2. -種帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器，包括： 誤差放大器；以及 依次串聯(lián)連接在電源與地之間的調(diào)整管、第一反饋電阻和第二反饋電阻，所述調(diào)整管 的源極與所述第一反饋電阻之間形成輸出節(jié)點(diǎn)，所述調(diào)整管的柵極連接到所述誤差放大器 的輸出端，其特征在于，還包括： MOS管，其柵極連接到所述誤差放大器的輸出端，其源極和漏極短接后連接到所述誤差 放大器的反向輸入端； 補(bǔ)償電阻，其連接在所述誤差放大器的反向輸入端與第一節(jié)點(diǎn)之間，所述第一節(jié)點(diǎn)為 所述第一和第二反饋電阻之間形成的連接節(jié)點(diǎn)，其中， 所述補(bǔ)償電阻的阻值為所述第一反饋電阻的阻值的m倍，其中5 10,且為所述第 二反饋電阻的阻值的n倍，其中5彡n彡10。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，還包括反饋 電容，其連接在所述誤差放大器的反向輸入端與所述輸出節(jié)點(diǎn)之間。
4. 一種帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器，包括： 誤差放大器；以及 依次串聯(lián)連接在電源與地之間的調(diào)整管、第一反饋電阻和第二反饋電阻，所述調(diào)整管 的源極與所述第一反饋電阻之間形成輸出節(jié)點(diǎn)，所述調(diào)整管的柵極連接到所述誤差放大器 的輸出端，其特征在于，還包括： 補(bǔ)償電容，其連接在所述誤差放大器的反向輸入端與輸出端之間； 反饋電容，其連接在所述誤差放大器的反向輸入端與所述輸出節(jié)點(diǎn)之間。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種帶有補(bǔ)償電路的低壓差穩(wěn)壓器，包括誤差放大器以及依次串聯(lián)連接在電源與地之間的調(diào)整管、第一反饋電阻和第二反饋電阻，所述調(diào)整管的源極與所述第一反饋電阻之間形成輸出節(jié)點(diǎn)，所述調(diào)整管的柵極連接到所述誤差放大器的輸出端，還包括補(bǔ)償電容，其連接在所述誤差放大器的反向輸入端與輸出端之間；補(bǔ)償電阻，其連接在所述誤差放大器的反向輸入端與第一節(jié)點(diǎn)之間，所述第一節(jié)點(diǎn)為所述第一和第二反饋電阻之間形成的連接節(jié)點(diǎn)。其使用很小的電容面積即可解決負(fù)載電容或負(fù)載電流大范圍變化引起的穩(wěn)定性問(wèn)題，且其響應(yīng)速度更快。
【IPC分類】G05F1-613
【公開號(hào)】CN204314766
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420869535
【發(fā)明人】孫彪, 常祥嶺
【申請(qǐng)人】上海貝嶺股份有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日