低噪音低功耗ldo電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種LDO電路，尤其是涉及一種噪音低、功耗低的LDO電路，屬于集成芯片技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]LDO (low dropout regulator)，是一種低壓差線性穩(wěn)壓器，LDO電路因其具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉以及封裝體積小等優(yōu)點(diǎn)，而在便攜式電子設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用；
[0003]常規(guī)的LDO電路如圖1所示，其由基準(zhǔn)電壓、運(yùn)算放大器、MOS驅(qū)動(dòng)管、串聯(lián)分壓電阻構(gòu)成，基準(zhǔn)電壓輸入運(yùn)算放大器的同時(shí)，由分壓電阻采樣到的信號(hào)同時(shí)輸入運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器比較采用信號(hào)和基準(zhǔn)電壓的電壓值大小，然后將比較結(jié)果輸出至MOS驅(qū)動(dòng)管的柵極對(duì)其進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)MOS驅(qū)動(dòng)管的驅(qū)動(dòng)調(diào)整；
[0004]但是，這類常規(guī)LDO電路結(jié)構(gòu)的電源變化對(duì)輸出電壓的影響較大，當(dāng)負(fù)載電流發(fā)生比較大的變化時(shí)其性能不穩(wěn)定，原因在于，當(dāng)負(fù)載電流發(fā)生比較大的變化時(shí)，LDO電路的零點(diǎn)沒有隨著第二極點(diǎn)同向移動(dòng)，因此對(duì)于穩(wěn)定性造成了不良影響；如圖1所示電路中，當(dāng)負(fù)載電流發(fā)生比較大的變化第二極點(diǎn)將由低頻移動(dòng)到高頻，而LDO電路的零點(diǎn)并沒有發(fā)生變化，因此，第二極點(diǎn)由低頻轉(zhuǎn)移到高頻使得LDO電路的穩(wěn)定性變差；同時(shí)，也相應(yīng)的增加了整個(gè)電路的功耗；
[0005]并且，此時(shí)為了獲取較為穩(wěn)定的環(huán)路，運(yùn)算放大器只能采用較小的增益，然而，對(duì)于指紋采集等精確要求較高的場合，小增益無法實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的識(shí)別，此時(shí)若是增大增益，不但使得電路的穩(wěn)定性變差，而且將引入更多的系統(tǒng)噪音，從而降低應(yīng)用時(shí)對(duì)指紋的識(shí)別能力，并且使得其功耗增大，不利于便攜式設(shè)備的續(xù)航。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種低噪音低功耗LDO電路，其在保持大增益的同時(shí)，仍然具有功耗低且噪音低的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種低噪音低功耗LDO電路，所述電路的基準(zhǔn)電壓Vref經(jīng)運(yùn)算放大器一 OPl和運(yùn)算放大器二 0P2后連接至MOS驅(qū)動(dòng)管的柵極，同時(shí)，基準(zhǔn)電壓Vref經(jīng)運(yùn)算放大器三0P3連接至運(yùn)算放大器二 0P2的輸出端；上述MOS驅(qū)動(dòng)管的源極連接至輸入電壓Vin，所述MOS驅(qū)動(dòng)管的漏極經(jīng)兩個(gè)串聯(lián)相連的分壓電阻接地，兩個(gè)分壓電阻之間的采樣點(diǎn)連接至運(yùn)算放大器一 OPl和運(yùn)算放大器三0P3的輸入端。
[0009]本實(shí)用新型一種低噪音低功耗LDO電路，基準(zhǔn)電壓Vref經(jīng)噪音過濾模塊一 NRl接入運(yùn)算放大器一 OPl。
[0010]本實(shí)用新型一種低噪音低功耗LDO電路，運(yùn)算放大器二 0P2的輸出端經(jīng)噪音過濾模塊二 NR2接入MOS驅(qū)動(dòng)管的柵極。
[0011]本實(shí)用新型一種低噪音低功耗LDO電路，MOS驅(qū)動(dòng)管的源極和漏極之間連接有噪音過濾模塊三NR3。
[0012]本實(shí)用新型一種低噪音低功耗LDO電路，所述噪音過濾模塊一 NRl包含有并聯(lián)設(shè)置的MOS驅(qū)動(dòng)管一 Ml和MOS驅(qū)動(dòng)管二 M2，所述MOS驅(qū)動(dòng)管一 Ml和MOS驅(qū)動(dòng)管二 M2的漏極和源極分別連接后構(gòu)成噪音過濾模塊一 NRl的輸入、輸出端，且輸出端上對(duì)地串接有一電容Cl。
[0013]本實(shí)用新型一種低噪音低功耗LDO電路，所述噪音過濾模塊二 NR2包含有MOS驅(qū)動(dòng)管三gml和MOS驅(qū)動(dòng)管四gm2，所述MOS驅(qū)動(dòng)管三gml的柵極為噪音過濾模塊二 NR2的輸入端，高電平VDD經(jīng)電流源二 12、MOS驅(qū)動(dòng)管三gml的源漏極和電流源一 Il后接地；所述MOS驅(qū)動(dòng)管三gml的源極構(gòu)成噪音過濾模塊二 NR2的輸出端，且所述MOS驅(qū)動(dòng)管三gml的漏極接入MOS驅(qū)動(dòng)管四gm2的柵極，所述噪音過濾模塊二 NR2的輸出端經(jīng)MOS驅(qū)動(dòng)管四gm2的源漏極后接地。
[0014]本實(shí)用新型一種低噪音低功耗LDO電路，所述噪音過濾模塊三NR3用于濾除高電平VDD中的噪音信號(hào)，此時(shí)，高電平VDD經(jīng)電容Cx、M0S驅(qū)動(dòng)管五的源漏極后接地，所述MOS驅(qū)動(dòng)管五的柵極構(gòu)成噪音過濾模塊三NR3的輸出端。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]本實(shí)用新型通過二級(jí)放大加兩級(jí)反饋方式改進(jìn)常規(guī)的LDO電路，并在電路中加入噪音過濾模塊濾除相關(guān)噪音信號(hào)，從而使得電路在獲得更大增益的同時(shí)，降低噪音和功耗。
【附圖說明】
[0017]圖1為一種常規(guī)LDO電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型一種低噪音低功耗LDO電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型一種低噪音低功耗LDO電路的噪音過濾模塊一的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本實(shí)用新型一種低噪音低功耗LDO電路的噪音過濾模塊二的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5為本實(shí)用新型一種低噪音低功耗LDO電路的噪音過濾模塊三的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖6為本實(shí)用新型一種低噪音低功耗LDO電路的噪音過濾模塊三的輸出模擬圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]參見圖1~6，本實(shí)用新型涉及的一種低噪音低功耗LDO電路，所述電路的基準(zhǔn)電壓Vref經(jīng)噪音過濾模塊一 NRl連接至運(yùn)算放大器一 OPl的輸入端，且該基準(zhǔn)電壓Vref同時(shí)連接至運(yùn)算放大器三0P3的輸入端，所述運(yùn)算放大器三0P3的輸出端連接至運(yùn)算放大器二 0P2的輸出端，所述運(yùn)算放大器一 OPl的輸出端經(jīng)運(yùn)算放大器二 0P2、噪音過濾模塊二 NR2后連接至MOS驅(qū)動(dòng)管的柵極，所述MOS驅(qū)動(dòng)管的源極連接至輸入電壓Vin，所述MOS驅(qū)動(dòng)管的漏極經(jīng)兩個(gè)串聯(lián)相連的分壓電阻接地，且MOS驅(qū)動(dòng)管的源極和漏極之間連接有噪音過濾模塊三NR3 ;兩個(gè)分壓電阻之間的采樣點(diǎn)連接至運(yùn)算放大器一 OPl和運(yùn)算放大器三0P3的輸入端;
[0024]優(yōu)選的，上述運(yùn)算放大器一 OPl的輸出端和分壓電阻的采樣點(diǎn)之間連接有電容；
[0025]進(jìn)一步的，上述噪音過濾模塊一 NR1、噪音過濾模塊二 NR2和噪音過濾模塊三NR3可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置一個(gè)或多個(gè)；
[0026]參見圖3，所述噪音過濾模塊一 NRl包含有并聯(lián)設(shè)置的MOS驅(qū)動(dòng)管一 Ml和MOS驅(qū)動(dòng)管二 M2，所述MOS驅(qū)動(dòng)管一 Ml和MOS驅(qū)動(dòng)管二 M2的漏極和源極分別連接后構(gòu)成噪音過濾模塊一NRl的輸入、輸出端，且輸出端上對(duì)地串接有一電容Cl ;此時(shí)Vbiasl < Vbias2，工作時(shí)，MOS驅(qū)動(dòng)管二 M2先行導(dǎo)通，此時(shí)輸入信號(hào)經(jīng)MOS驅(qū)動(dòng)管二 M2對(duì)電容Cl充電，當(dāng)電容Cl充滿電后，MOS驅(qū)動(dòng)管二 M2上的柵極電壓Vbias2降低，此時(shí)MOS驅(qū)動(dòng)管一 Ml導(dǎo)通并對(duì)電容Cl充電，從而構(gòu)成RC濾波回路；
[0027]參見圖4，所述噪音過濾模塊二 NR2包含有MOS驅(qū)動(dòng)管三gml和MOS驅(qū)動(dòng)管四gm2，所述MOS驅(qū)動(dòng)管三gml的柵極為噪音過濾模塊二 NR2的輸入端，高電平VDD經(jīng)電流源二 12、MOS驅(qū)動(dòng)管三gml的源漏極和電流源一 Il后接地；所述MOS驅(qū)動(dòng)管三gml的源極構(gòu)成噪音過濾模塊二 NR2的輸出端，且所述MOS驅(qū)動(dòng)管三gml的漏極接入MOS驅(qū)動(dòng)管四gm2的柵極，所述噪音過濾模塊二 NR2的輸出端經(jīng)MOS驅(qū)動(dòng)管四gm2的源漏極后接地；
[0028]參見圖5，所述噪音過濾模塊三NR3用于濾除高電平VDD中的噪音信號(hào)，此時(shí)，高電平VDD經(jīng)電容Cx、M0S驅(qū)動(dòng)管五的源漏極后接地，所述MOS驅(qū)動(dòng)管五的柵極構(gòu)成噪音過濾模塊三NR3的輸出端；噪音過濾模塊三NR3的工作原理為，將設(shè)高電平未經(jīng)噪音過濾模塊三NR3時(shí)的輸出電壓為Va，經(jīng)噪音過濾模塊三NR3后的輸出電壓為Vb，通過噪音過濾模塊三NR3中的電阻R、CX和MOS驅(qū)動(dòng)管五的匹配，可使得Va、Vb構(gòu)成180°的相位差，此時(shí)即可消除高電平VDD信號(hào)上的噪音信號(hào)；通過調(diào)整R、CX的值，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同頻段的VDD噪聲信號(hào)進(jìn)行消除，特別適合具有各種SOC芯片系統(tǒng)的場合，如指紋采集和識(shí)別系統(tǒng)，該系統(tǒng)往往有某個(gè)頻段的噪聲較大，可以通過以上方法濾掉；其仿真模擬的輸出為圖6所示；該圖中不同的zero的位置對(duì)應(yīng)于不同的感興趣頻段。
[0029]另外:需要注意的是，上述【具體實(shí)施方式】僅為本專利的一個(gè)優(yōu)化方案，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述構(gòu)思所做的任何改動(dòng)或改進(jìn)，均在本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低噪音低功耗LDO電路，其特征在于:所述電路的基準(zhǔn)電壓Vref經(jīng)運(yùn)算放大器一 OPl和運(yùn)算放大器二 0P2后連接至MOS驅(qū)動(dòng)管的柵極，同時(shí)，基準(zhǔn)電壓Vref經(jīng)運(yùn)算放大器三0P3連接至運(yùn)算放大器二 0P2的輸出端；上述MOS驅(qū)動(dòng)管的源極連接至輸入電壓Vin，所述MOS驅(qū)動(dòng)管的漏極經(jīng)兩個(gè)串聯(lián)相連的分壓電阻接地，兩個(gè)分壓電阻之間的采樣點(diǎn)連接至運(yùn)算放大器一 OPl和運(yùn)算放大器三0P3的輸入端。2.如權(quán)利要求1所述一種低噪音低功耗LDO電路，其特征在于:基準(zhǔn)電壓Vref經(jīng)噪音過濾模塊一 NRl接入運(yùn)算放大器一 OPl。3.如權(quán)利要求1所述一種低噪音低功耗LDO電路，其特征在于:運(yùn)算放大器二0P2的輸出端經(jīng)噪音過濾模塊二 NR2接入MOS驅(qū)動(dòng)管的柵極。4.如權(quán)利要求1所述一種低噪音低功耗LDO電路，其特征在于:M0S驅(qū)動(dòng)管的源極和漏極之間連接有噪音過濾模塊三NR3。5.如權(quán)利要求2所述一種低噪音低功耗LDO電路，其特征在于:所述噪音過濾模塊一NRl包含有并聯(lián)設(shè)置的MOS驅(qū)動(dòng)管一 Ml和MOS驅(qū)動(dòng)管二 M2，所述MOS驅(qū)動(dòng)管一 Ml和MOS驅(qū)動(dòng)管二 M2的漏極和源極分別連接后構(gòu)成噪音過濾模塊一 NRl的輸入、輸出端，且輸出端上對(duì)地串接有一電容Cl。6.如權(quán)利要求3所述一種低噪音低功耗LDO電路，其特征在于:所述噪音過濾模塊二NR2包含有MOS驅(qū)動(dòng)管三gml和MOS驅(qū)動(dòng)管四gm2，所述MOS驅(qū)動(dòng)管三gml的柵極為噪音過濾模塊二 NR2的輸入端，高電平VDD經(jīng)電流源二 I2、M0S驅(qū)動(dòng)管三gml的源漏極和電流源一Il后接地；所述MOS驅(qū)動(dòng)管三gml的源極構(gòu)成噪音過濾模塊二 NR2的輸出端，且所述MOS驅(qū)動(dòng)管三gml的漏極接入MOS驅(qū)動(dòng)管四gm2的柵極，所述噪音過濾模塊二 NR2的輸出端經(jīng)MOS驅(qū)動(dòng)管四gm2的源漏極后接地。7.如權(quán)利要求4所述一種低噪音低功耗LDO電路，其特征在于:所述噪音過濾模塊三NR3用于濾除高電平VDD中的噪音信號(hào)，此時(shí)，高電平VDD經(jīng)電容Cx、MOS驅(qū)動(dòng)管五的源漏極后接地，所述MOS驅(qū)動(dòng)管五的柵極構(gòu)成噪音過濾模塊三NR3的輸出端。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種低噪音低功耗LDO電路，所述電路的基準(zhǔn)電壓Vref經(jīng)運(yùn)算放大器一OP1和運(yùn)算放大器二OP2后連接至MOS驅(qū)動(dòng)管的柵極，同時(shí)，基準(zhǔn)電壓Vref經(jīng)運(yùn)算放大器三OP3連接至運(yùn)算放大器二OP2的輸出端；上述MOS驅(qū)動(dòng)管的源極連接至輸入電壓Vin，所述MOS驅(qū)動(dòng)管的漏極經(jīng)兩個(gè)串聯(lián)相連的分壓電阻接地，兩個(gè)分壓電阻之間的采樣點(diǎn)連接至運(yùn)算放大器一OP1和運(yùn)算放大器三OP3的輸入端。本實(shí)用新型一種低噪音低功耗LDO電路，在保持大增益的同時(shí)，仍然具有功耗低且噪音低的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G05F1/56
【公開號(hào)】CN204731672
【申請?zhí)枴緾N201520486975
【發(fā)明人】陶憲博
【申請人】江陰市飛凌科技有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月8日