一種高帶寬高psrr低壓降線性穩(wěn)壓器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高帶寬高PSRR低壓降線性穩(wěn)壓器，該線性穩(wěn)壓器包括電壓輸入端Vin、參考電壓端Vref、誤差放大器EA和功率管MP，其中，該線性穩(wěn)壓器還包括有前饋電路和加法器電路，所述前饋電路通過加法器電路接于電壓輸入端Vin與功率管MP的柵極G之間，并且所述功率管MP為PMOS功率管MP，在誤差放大器EA的正相端接有反饋電阻，在反饋電阻上并聯(lián)有零點(diǎn)產(chǎn)生電容CZ。本發(fā)明使得PMOS功率管Mp的柵極G與源極S電壓保持不變，從而提高PSRR性能，調(diào)整零點(diǎn)產(chǎn)生電容CZ產(chǎn)生的零點(diǎn)可以消除掉系統(tǒng)中的第二極點(diǎn)，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【專利說明】-種高帶寬高PSRR低壓降線性穩(wěn)壓器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及便攜式通信系統(tǒng)中電源管理芯片的一個(gè)模塊，具體的涉及一種高帶寬 高PSRR低壓降線性穩(wěn)壓器。

【背景技術(shù)】
[0002] 低壓降線性穩(wěn)壓器（LD0)是便攜式通信系統(tǒng)中電源管理芯片的一個(gè)關(guān)鍵模塊，通 常其電壓來源于開關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器，其消除開關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出紋波，并提供一個(gè)穩(wěn)定 電壓，但是隨著技術(shù)的進(jìn)步，開關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器噪聲頻譜越來越大，需要高帶寬高PSRR的 LD0。
[0003] 高電源抑制比（PSRR)的LD0設(shè)計(jì)一直是電源管理研究熱點(diǎn)，為了提高PSRR，研究 者提供了很多解決方案，首先，可以給LD0電源上提供一個(gè)RC濾波器，對(duì)LD0本身電源進(jìn)行 濾波，從而提高PSRR，因此該方法增加了一個(gè)電阻，從而會(huì)提高LD0的漏失電壓。其次，可以 采用NMOS (N型金屬-氧化物-半導(dǎo)體）功率管架構(gòu)，不過為了使NM0S功率管導(dǎo)通，一般需 要采用電荷泵（charge pump)電路，從而增加了系統(tǒng)架構(gòu)復(fù)雜性?；谏鲜龇椒ǖ娜毕荩?專利采用電源前饋技術(shù)，提出了一種高帶寬高PSRR的LD0。
[0004] 本發(fā)明中的中英名詞互譯：
[0005] LD0 :低壓降線性穩(wěn)壓器，PSRR :電源抑制比，NMOS :N型金屬-氧化物-半導(dǎo)體， PMOS :n型襯底、p溝道，靠空穴的流動(dòng)運(yùn)送電流的M0S管，charge pump :電荷泵電路。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種高帶寬高PSRR低壓降線 性穩(wěn)壓器。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0008] -種高帶寬高PSRR低壓降線性穩(wěn)壓器，主要包括電壓輸入端Vin、參考電壓端 Vref、誤差放大器EA和功率管MP，該線性穩(wěn)壓器還包括有前饋電路和加法器電路，所述前 饋電路通過加法器電路接于電壓輸入端Vin與功率管MP的柵極G之間。
[0009] 進(jìn)一步的，所述前饋電路包括運(yùn)算放大器FA、電阻RF1、電阻RF2,所述運(yùn)算放大器 FA的正相端（+)連接所述電壓輸出端Vout，所述運(yùn)算放大器FA的反相端（-)通過電阻RF1 連接所述電壓輸入端Vin，并且其反相端（-)與輸出端之間連接有電阻RF2,所述電壓輸入 端Vin連接功率管MP的源極S。
[0010] 進(jìn)一步的，所述加法器2包括線性功率放大器SA、電阻RS1、電阻RS2、電阻RS3,所 述線性功率放大器SA的反相端（-)通過電阻RS1連接所述運(yùn)算放大器FA的輸出端，所述 線性功率放大器SA的輸出端連接所述功率管MP的柵極G。
[0011] 進(jìn)一步的，所述誤差放大器EA的輸出端連接所述線性功率放大器SA的正相端 (+)，所述誤差放大器EA的反相端（-)連接所述參考電壓端Vref，所述誤差放大器EA的正 相端（+)分別連接電阻R1和電阻R2,電阻R1的另一端連接電壓輸出端Vout，所述電壓輸 出端Vout連接所述功率管MP的漏極D，電阻R2的另一端接地。
[0012] 進(jìn)一步的，所述電阻R1、電阻R2組成反饋電阻，在所述反饋電阻部分構(gòu)建零點(diǎn)，在 所述電阻R1的兩端并聯(lián)一個(gè)零點(diǎn)產(chǎn)生電容CZ。
[0013] 優(yōu)選的，所述功率管MP為PM0S功率管MP。
[0014] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0015] 1、電源前饋技術(shù)。通過電源前饋，使得電源波動(dòng)對(duì)功率管的影響大幅度降低，從而 提高PSRR。
[0016] 2、采用PM0S功率管。該方法系統(tǒng)架構(gòu)較為簡(jiǎn)單，不需要NM0S功率管中所需要的 charge pump,比較容易實(shí)現(xiàn)。
[0017] 3、零點(diǎn)補(bǔ)償技術(shù)。通過在反饋電阻部分構(gòu)建零點(diǎn)，補(bǔ)償系統(tǒng)中的次極點(diǎn)，從而使得 系統(tǒng)PM參數(shù)大幅度提高，增強(qiáng)了系統(tǒng)穩(wěn)定性。
[0018] 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。 本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā) 明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0020] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的LD0結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例LD0的PSRR的仿真曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0023] 參照?qǐng)D1所示，其中Vin端為本實(shí)施例線性穩(wěn)壓器LD0的電壓輸入端，Vout端為 電壓輸出端，Vref端為參考電壓端，IL為負(fù)載電流。本實(shí)施例線性穩(wěn)壓器LD0的具體結(jié)構(gòu) 包括：
[0024] 運(yùn)算放大器FA，其具有正相端（+)、反相端（_)及輸出端，其正相端（+)連接所述 電壓輸出端Vout，其反相端（-)通過電阻RF1連接所述電壓輸入端Vin，其反相端（-)與輸 出端之間連接有電阻RF2,其中，電阻RF1、電阻RF2和運(yùn)算放大器FA組成前饋電路1 ;
[0025] 線性功率放大器SA，其具有正相端（+)、反相端（_)及輸出端，其反相端（_)通過 電阻RS1連接所述運(yùn)算放大器FA的輸出端，電阻RS1、電阻RS2、電阻RS3的一端共同連接 所述線性功率放大器SA的反相端（-)，電阻RS2的另一端連接線性功率放大器SA的輸出 端，電阻RS3的另一端接地，其中，電阻RS1、電阻RS2、電阻RS3、線性功率放大器SA組成加 法器2;
[0026] 誤差放大器EA，其具有正相端（+)、反相端（_)及輸出端，其輸出端連接所述線性 功率放大器SA的正相端（+)，其反相端（-)連接所述參考電壓端Vref，其正相端（+)分別連 接電阻R1和電阻R2,電阻R1的另一端連接所述電壓輸出端Vout，電阻R2的另一端接地， 電阻R1、電阻R2組成反饋電阻3,其中，在此反饋電阻3部分構(gòu)建零點(diǎn)，補(bǔ)償系統(tǒng)中的次極 點(diǎn)，大幅提高系統(tǒng)PM參數(shù)，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，具體的是在電阻R1的兩端并聯(lián)一個(gè)零點(diǎn)產(chǎn)生 電容cz;
[0027] PM0S功率管MP，具有源極S、柵極G及漏極D，其源極S連接電壓輸入端Vin，其漏 極D連接所述電壓輸出端Vout，其柵極G連接所述線性功率放大器SA的輸出端。
[0028] 在所述電壓輸出端Vout與接地端之間還包括一路負(fù)載電容CL，以及負(fù)載電容CL 的寄生電阻Resr，在所述電壓輸出端Vout與接地端之間有一路負(fù)載。
[0029] 本發(fā)明中，由電阻RF1、電阻RF2和運(yùn)算放大器FA組成的前饋電路1，當(dāng)電壓輸入 端Vin發(fā)生變化時(shí)，電壓輸入端Vin直接作用于PM0S功率管MP的源極S，與此同時(shí)，電壓輸 入端Vin通過前饋電路1也作用于PM0S功率管Mp的柵極G，使得PM0S功率管Mp的柵極G 與源極S電壓保持不變，從而提高PSRR性能；
[0030] 在本線性穩(wěn)壓器LD0架構(gòu)中，PM0S功率管Mp的柵極G寄生電容（即為負(fù)載電容 CL)比較大，但線性功率放大器SA的輸出阻抗較小，從而極點(diǎn)較遠(yuǎn)，誤差放大器EA的輸出阻 抗大，但輸出電容較小，極點(diǎn)也比較小，從而整個(gè)線性穩(wěn)壓器LD0系統(tǒng)比較容易穩(wěn)定，為了 進(jìn)一步加強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，本專利在反饋電阻3中的電阻R1上并聯(lián)一個(gè)零點(diǎn)產(chǎn)生電容CZ，該 零點(diǎn)產(chǎn)生電容CZ將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)零點(diǎn)，通過調(diào)整該零點(diǎn)，可以消除掉系統(tǒng)中的第二極點(diǎn)，增 強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0031] 參照?qǐng)D2及表1所示，LD0性能指標(biāo)大幅度提高，在10MHZ的帶寬范圍內(nèi)，PSRR的 參數(shù)都低至_80db，能滿足大多數(shù)場(chǎng)合的應(yīng)用，并且LD0的漏失電壓與負(fù)載能力等性能指標(biāo) 都沒有降低，并且系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)單。
[0032] 以下表1為本實(shí)施例中線性穩(wěn)壓器LD0的主要性能指標(biāo)：
[0033] 表1 :LD0的主要性能指標(biāo)
[0034]

【權(quán)利要求】
1. 一種高帶寬高PSRR低壓降線性穩(wěn)壓器，主要包括電壓輸入端Vin、參考電壓端Vref、 誤差放大器EA和功率管MP，其特征在于，該線性穩(wěn)壓器還包括有前饋電路1和加法器2電 路，所述前饋電路1通過加法器2電路接于電壓輸入端Vin與功率管MP的柵極G之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高帶寬高PSRR低壓降線性穩(wěn)壓器，其特征在于，所述前饋電 路1包括運(yùn)算放大器FA、電阻RF1、電阻RF2,所述運(yùn)算放大器FA的正相端（+)連接所述電 壓輸出端Vout，所述運(yùn)算放大器FA的反相端（-)通過電阻RF1連接所述電壓輸入端Vin， 并且其反相端（-)與輸出端之間連接有電阻RF2,所述電壓輸入端Vin連接功率管MP的源 極S。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高帶寬高PSRR低壓降線性穩(wěn)壓器，其特征在于，所述加法器 2包括線性功率放大器SA、電阻RS1、電阻RS2、電阻RS3,所述線性功率放大器SA的反相端 (_)通過電阻RS1連接所述運(yùn)算放大器FA的輸出端，所述線性功率放大器SA的輸出端連接 所述功率管MP的柵極G。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高帶寬高PSRR低壓降線性穩(wěn)壓器，其特征在于，所述誤差放 大器EA的輸出端連接所述線性功率放大器SA的正相端（+)，所述誤差放大器EA的反相端 (_)連接所述參考電壓端Vref，所述誤差放大器EA的正相端（+)分別連接電阻R1和電阻 R2,電阻R1的另一端連接電壓輸出端Vout，所述電壓輸出端Vout連接所述功率管MP的漏 極D，電阻R2的另一端接地。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高帶寬高PSRR低壓降線性穩(wěn)壓器，其特征在于，所述電阻 R1、電阻R2組成反饋電阻3,在所述反饋電阻3部分構(gòu)建零點(diǎn)，在所述電阻R1的兩端并聯(lián)一 個(gè)零點(diǎn)產(chǎn)生電容CZ。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高帶寬高PSRR低壓降線性穩(wěn)壓器，其特征在于，所述功率管 MP為PM0S功率管MP。
【文檔編號(hào)】G05F1/56GK104049667SQ201410293435
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】劉寅, 鐘波, 萬達(dá)經(jīng) 申請(qǐng)人:吳江圣博瑞信息科技有限公司