一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，該變換器在傳統(tǒng)的LDO線性穩(wěn)壓器電路的基礎(chǔ)上增加了一個瞬態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)電路，使得變換器裝置的瞬態(tài)響應(yīng)加快,該瞬態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)模塊只需要很小的電流，可以忽略，因而不會額外增加系統(tǒng)電路的靜態(tài)電流。同時，本實(shí)用新型中的核心放大電路只產(chǎn)生一個極點(diǎn)，能夠得到很好的穩(wěn)定性，在電路的輸出部分不需要加入補(bǔ)償電路就能夠滿足穩(wěn)定性要求。
【專利說明】一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電源管理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓 器。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著CMOS技術(shù)迅速發(fā)展到深亞微米柵長度，模擬和射頻電路中的電源電壓供應(yīng) 持續(xù)減小，這給模擬和射頻電路的設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)。其中的主要挑戰(zhàn)之一就是由于電 源電壓的急劇減少，限制了電路的線性度，動態(tài)范圍，增加了電路的電源紋波靈敏度。隨著 射頻1C電路電源電壓的減小，噪聲、紋波和交叉耦合收發(fā)器在噪聲的傳遞中發(fā)揮主導(dǎo)作 用，為了克服模擬和射頻電路中的噪聲預(yù)算，必需設(shè)計(jì)出更高要求的穩(wěn)壓器。該穩(wěn)壓器應(yīng)具 有低噪聲和快速瞬態(tài)響應(yīng)的特性來提高模擬和射頻電路的性能。
[0003] 傳統(tǒng)的LD0線性穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而在穩(wěn)定性方面存在各種挑戰(zhàn)，特別是在負(fù) 載變化時需要多種補(bǔ)償單元才能夠保證系統(tǒng)電路的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型中所述電路結(jié)構(gòu)簡 單，采用了單極點(diǎn)核心放大電路，不需要外加補(bǔ)償電容就能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且在負(fù) 載電流發(fā)生變化時也能夠滿足相位裕度要求。同時，本實(shí)用新型在傳統(tǒng)的LD0線性穩(wěn)壓器 的基礎(chǔ)上增加了一個瞬態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)模塊，在不影響系統(tǒng)電路穩(wěn)定性的前提下，能夠極大的 改善系統(tǒng)電路的瞬態(tài)響應(yīng)狀況，很好的減少了電路瞬態(tài)響應(yīng)時間，具有相當(dāng)可觀的應(yīng)用前 旦 -5^ 〇
[0004] 在GNSS接收機(jī)系統(tǒng)中，電源供電是一個必不可少的模塊，快速得到穩(wěn)定的直流電 壓則能保證電路的正常運(yùn)行，一種具有快速瞬態(tài)響應(yīng)的LD0線性穩(wěn)壓器的成功采用具有深 遠(yuǎn)意義。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型的LD0線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生一種快速瞬態(tài)響應(yīng)效果主要是通過下述技術(shù) 方案得以解決的：
[0006] 一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于，包括：
[0007] -帶隙基準(zhǔn)源：包括偏置電路，運(yùn)算放大器電路和帶隙基準(zhǔn)核心電路；所述偏置 電路提供整個帶隙基準(zhǔn)源的工作電流；運(yùn)算放大器電路使帶隙基準(zhǔn)核心電路兩輸入端兩點(diǎn) 電位相等；帶隙基準(zhǔn)核心電路用于輸出所需要的基準(zhǔn)電壓；其中偏置電路分別與運(yùn)算放大 器電路和帶隙基準(zhǔn)核心電路相連，運(yùn)算放大器電路和帶隙基準(zhǔn)核心電路也相連；
[0008] -誤差基準(zhǔn)核心放大器：不需要外加任何補(bǔ)償電容，在負(fù)載電流發(fā)生變化時能夠 為系統(tǒng)電路提供所需要的穩(wěn)定輸出電壓；
[0009] -調(diào)整管Mp:用于在負(fù)載電流發(fā)生變化時改變驅(qū)動電壓來滿足驅(qū)動負(fù)載電流的 要求，以保證所需要的輸出電壓；
[0010] 一負(fù)載電阻Rj該負(fù)載電阻的變化為外部電路提供所需要的負(fù)載電流；
[0011] 其中，帶隙基準(zhǔn)電路的輸出與誤差基準(zhǔn)核心放大器正向輸入端相連，誤差基準(zhǔn)核 心放大器的輸出連接到調(diào)整管，調(diào)整管與負(fù)載電阻連接，瞬態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)電路在誤差基準(zhǔn)核 心放大器與調(diào)整管之間；
[0012] 所述誤差基準(zhǔn)核心放大器包括PM0S管M7, PM0S管M7源端連接電源電壓，柵端外 接偏置控制電壓Vb，漏端和NM0S管Ml的漏端相連；NM0S管M5柵端與M7漏端相連，源端接 地，漏端與Ml源端相連；NM0S管Ml柵端接基準(zhǔn)電壓V KEF，源端與M5漏端相連，漏端與M7 漏端相連；PM0S管M8源端連接電源電壓，柵端外接偏置控制電壓Vb，漏端和NM0S管M4的 漏端相連；NM0S管M6柵端與M8漏端相連，源端接地，漏端與M4源端相連；NM0S管M4柵端 接輸出電壓，源端與M6漏端相連，漏端接M8漏端；NM0S管M2柵端與Ml柵端相連，漏 端與PM0S管M9的漏端相連，源端和M6漏端相連；PM0S管M9源端接電源，柵端和漏斷相連 后與M2漏端相連；PM0S管Mil源端接電源，漏端和NM0S管Ml3漏端相連，柵端接M9柵端； NM0S管M13源端接地，漏端與善斷相連后接Mil漏端；NM0S管M14柵端與M13柵端相連， 源端接地，漏端與NM0S管Μη緣斷相連；NM0S管M3柵端與M4柵端相連，漏端與PM0S管M10 的漏端相連，源端和Μ5漏端相連；PM0S管Μ10源端接電源，柵端和漏斷相連后與M3漏端相 連；PM0S管Μ12源端接電源，漏端和NM0S管Μη漏端相連，柵端接Μ10柵端。其中核心電路 輸出為PM0S管Μη的漏端電壓V"p，PM0S管Μ12柵端電壓輸出為Vp，NM0S管Μ14柵端電壓 輸出為Vn ;
[0013] 在LD0線性穩(wěn)壓器電路處于平衡狀態(tài)時，誤差基準(zhǔn)核心放大器中NM0S管M1-M4中 中的電流全都相等，他們通過PM0S管M7和M8控制。PM0S管M9、Ml 1和NM0S管Ml3作為 電流復(fù)制管，將M2中的電流按比例復(fù)制到NM0S管M14中；同理，PM0S管M10作為電流復(fù)制 管，將M3中的電流按比例復(fù)制到PM0S管M12中，兩個管子中電流大小相等時會產(chǎn)生靜態(tài)電 流在NM0S管Μη的漏端產(chǎn)生一個電位驅(qū)動Mp調(diào)整管，為系統(tǒng)電路提供所需要的輸出電壓。 NM0S管Μη在這里會分擔(dān)一部分電壓，在穩(wěn)定狀態(tài)時其過驅(qū)動電壓是個恒定值，所以M4樓 端電壓恒定，可以是電路更快的達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，降低瞬態(tài)響應(yīng)的時間。當(dāng)負(fù)載電流發(fā)生變化 時輸出電壓會有改變，此時，若輸出電壓V QUT升高，那么M3中的電流變大，M2中的電流變小， 導(dǎo)致M12中的電流比M14中的電流大，電路為了達(dá)到平衡狀態(tài)，V MP電位升高，從而導(dǎo)致Mp 調(diào)整管中的驅(qū)動電壓變小，電流變小，輸出電壓恢復(fù)到所需要的狀態(tài)；如果輸出電壓VOTT降 低，那么M3中的電流變小，M2中的電流變大，導(dǎo)致M12中的電流比M14中的電流小，電路為 了達(dá)到平衡狀態(tài)，V"p電位降低，從而導(dǎo)致Mp調(diào)整管中的驅(qū)動電壓變大，電流變大，輸出電壓 恢復(fù)到所需要的狀態(tài)。在上述誤差基準(zhǔn)核心放大器中，只會在M12漏端產(chǎn)生一個極點(diǎn)，故而 電路的穩(wěn)定性能夠得到很好的保障，不需要外加任何補(bǔ)償電容就可以達(dá)到所需要的穩(wěn)定性 要求，產(chǎn)生必要的相位裕度。
[0014] 在上述的一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，Mp調(diào)整管的柵端接NM0S管Μη的 漏端，也即V MP，源端接電源，漏端接負(fù)載。其中，漏端電位為輸出電壓VOTT。
[0015] 在上述的一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，負(fù)載電阻& 一端與Mp調(diào)整管的 漏端相連，另一端接地。
[0016] 在上述的一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，所述帶隙基準(zhǔn)源包括偏執(zhí)電路、 運(yùn)算放大器電路和帶隙基準(zhǔn)核心電路。其中偏置電路分別與運(yùn)算放大器電路和帶隙基準(zhǔn)核 心電路相連，運(yùn)算放大器電路和帶隙基準(zhǔn)核心電路也相連。
[0017] 在上述的一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，偏置電路的連接方式如下：PM0S 管M19源端接電源，柵端與PMOS管M50漏端相連，漏端與PMOS管M31源端相連；PMOS管M31 源端接M19漏端，漏端接NM0S管M32漏端，柵端接電路保護(hù)控制電壓H) ;NM0S管M32漏端 接M31漏端，源端接地，柵端接電路保護(hù)控制電壓H) ;NM0S管M33源端接地，漏端與NM0S管 M34柵端相連，柵端與NM0S管M38柵端相連；NM0S管M34源端接地，漏端與PMOS管M35漏 端相連，源端接電阻R1 -端，電阻R1另一端與PMOS管M35漏端相連；PMOS管M35源端接 電源，漏端與M34漏端相連，柵端接M31漏端；NM0S管M36源端接地，柵端接電路保護(hù)控制 電壓，漏端接PMOS管M39漏端；PMOS管M37源端接電源，漏端與NM0S管M38漏端相連，柵 端接M35漏端；NM0S管M38源端接地，漏端與柵端相連后接到M37漏端；PMOS管M39源端接 電源，柵端與M35漏端相連，漏端接NM0S管M40漏端；NM0S管M40源端接地，漏端和柵端相 連后與M39漏端相連。
[0018] 在上述的一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，運(yùn)算放大器電路的連接方式如 下：NM0S管M41柵端與M40柵端相連，漏端與PM0S管M49漏端相連，源端和NM0S管M42漏 端相連；NM0S管M42源端接地，漏端和M41源端相連，柵端接M38柵端；NM0S管M44柵端與 M40柵端相連，漏端與PM0S管M43漏端相連，源端和NM0S管M45漏端相連；NM0S管M45源 端接地，漏端和M44源端相連，柵端接M38柵端；PM0S管M49源端接電源，柵端和漏端相戀 后與M41漏端相連；PM0S管M43源端接電源，柵端和M49柵端相連，漏端與M44漏端相連； PM0S管M46源端接電源，柵端與M43漏端相連，漏端與PM0S管M47源端相連；PM0S管M47 源端與M46漏端相連，漏端接M44漏端，柵端接電阻R3 -端；PM0S管M48源端與M46漏端 相連，漏端接M41漏端，柵端接電阻R4 -端。
[0019] 在上述的一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，帶隙基準(zhǔn)核心電路的連接方式如 下：三極管Q1集電極與基極相連后接地，發(fā)射極接電阻R2-端，電阻R2兩一段與電阻R3相 連，電阻R3另一端與電阻R5相連，即圖中Z點(diǎn)；三極管Q2集電極與基極相連后接地，發(fā)射 極接電阻R4 -端，R4另一端與電阻R5相連，即圖中Z點(diǎn)，電阻R5另一端接PM0S管M50漏 端；PM0S管M50源端接電源，柵端接M43漏端，漏端與電阻R5 -端相連，電容C跨接在M50 柵端和漏端之間。
[0020] 在上述的一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，還包括一個設(shè)置在誤差基準(zhǔn)核心 放大電路與調(diào)整管之間用于增強(qiáng)瞬態(tài)響應(yīng)的瞬態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)電路；
[0021] 瞬態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)電路包括PM0S管M21，所述PM0S管M21源端接電源，柵端接誤差基 準(zhǔn)核心放大器中PM0S管M12的柵端，也即電壓Vp，漏端與NM0S管M22漏端相連；NM0S管 M22源端接地，漏端與PM0S管M21漏端相連，柵端接誤差基準(zhǔn)核心放大器中NM0S管M14的 柵端，也即電壓Vn ;PM0S管M23源端接電源，柵端接誤差基準(zhǔn)核心放大器中PM0S管M12的 柵端，也即電壓Vp，漏端與NM0S管M24漏端相連；NM0S管M24源端接地，漏端與PM0S管M23 漏端相連，柵端接誤差基準(zhǔn)核心放大器中NM0S管M14的柵端，也即電壓Vn ;PM0S管M25源 端接電源電壓，漏端與NM0S管M26的漏端相連，柵端接PM0S管M21的漏端；NM0S管M26源 端接地，漏端與M25漏端相連，柵端與M25柵端相連；PM0S管M27源端接電源電壓，漏端與 NM0S管M28的漏端相連，柵端接PM0S管M23的漏端；NM0S管M28源端接地，漏端與M27漏 端相連，柵端與M27漏端相連；PM0S管Mep源端接電源電壓，漏端與NM0S管Men的漏端相 連，柵端接PM0S管M25的漏端；NM0S管Men源端接地，漏端與Μ印漏端相連，柵端與M27漏 端相連。其中，Mep和Men的漏端均與誤差基準(zhǔn)核心放大器中NM0S管Μη漏端相連，其輸出 電壓即為vMP。
[0022] 當(dāng)瞬態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)電路處于平衡狀態(tài)時，在PM0S管M21和NM0S管M22的電流支路 上，M22處于強(qiáng)線性區(qū)，M21處于飽和區(qū)，此時M22漏端電位接近于低電壓，通過PM0S管M25 和NM0S管M26組成的反相器后其輸出電壓為高電平，控制PM0S管Mep使其處于截止?fàn)顟B(tài)； 同理，在PM0S管M23和NM0S管M24的電流支路上，M23處于強(qiáng)線性區(qū)，M24處于飽和區(qū)，此 時M23漏端電位接近于電源電壓，通過PM0S管M27和NM0S管M28組成的反相器后其輸出 電壓為低電平，控制MM0S管Men使其處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)負(fù)載電流發(fā)生變化時，如果V TOT升 高，那么M3中的電流變大，M2中的電流變小，導(dǎo)致控制電壓Vp降低，Vn升高，此時PM0S管 M21和M23中的電流大，NM0S管M22和M24中的電流小，所以M21和M23漏端電壓升高，使 M21進(jìn)入線性區(qū)，M23仍然處于強(qiáng)線性區(qū)，通過反相器的作用后NM0S管Men截止關(guān)斷，PM0S 管Mep開啟產(chǎn)生大電流給Mp調(diào)整管的柵電容Cgs進(jìn)行充電，使其柵端控制電壓V"p升高，Mp 調(diào)整管中驅(qū)動電流減小使輸出電壓降低回到所需要的輸出狀態(tài)；同理，如果VTOT降低，那么 M3中的電流變小，M2中的電流變大，導(dǎo)致控制電壓Vp升高，Vn降低，此時PM0S管M21和 M23中的電流小，NM0S管M22和M24中的電流大，所以M21和M23漏端電壓降低，使M24進(jìn) 入線性區(qū)，M22仍然處于強(qiáng)線性區(qū)，通過反相器的作用后PM0S管Μ印截止關(guān)斷，NM0S管Men 開啟產(chǎn)生大電流，Mp調(diào)整管通過柵電容Cgs進(jìn)行放電，使其柵端控制電壓VMP降低，Mp調(diào)整 管中驅(qū)動電流增大使輸出電壓升高回到所需要的輸出狀態(tài)。電路通過控制管Mep和Men對 Mp調(diào)整管的充電放電作用來使Mp調(diào)整管快速恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，從而達(dá)到增強(qiáng)瞬態(tài)響應(yīng)的 目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)硬件連接示意圖。
[0024] 圖2是快速瞬態(tài)響應(yīng)LD0主體電路。
[0025] 圖3是瞬態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)電路。
[0026] 圖4是帶隙基準(zhǔn)源電路。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0028] 實(shí)施例：
[0029] 下面將結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0030] 圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)硬件連接示意圖，該LD0線性穩(wěn)壓器包括帶隙基準(zhǔn)源、誤 差放大器、調(diào)整管Mp、負(fù)載電阻&和瞬態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)電路。其中帶隙基準(zhǔn)源的輸出電壓V KEF連 接到誤差放大器的正向輸入端，誤差放大器的輸出連接到調(diào)整管Mp，調(diào)整管后面連接負(fù)載 電阻&，同時調(diào)整管的輸出電壓反饋連接到誤差放大器的負(fù)向輸入端，瞬態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)電路 連接在誤差放大器和調(diào)整管Mp之間。
[0031] 圖2是快速瞬態(tài)響應(yīng)LD0主體電路，包括誤差基準(zhǔn)核心放大器，Mp調(diào)整管，負(fù)載 電阻&。其連接方式如下：PM0S管M7源端連接電源電壓，柵端外接偏置控制電壓Vb，漏端 和NM0S管Ml的漏端相連；NM0S管M5柵端與M7漏端相連，源端接地，漏端與Ml源端相連； NM0S管Ml柵端接基準(zhǔn)電壓VKEF，源端與M5漏端相連，漏端與M7漏端相連；PM0S管M8源 端連接電源電壓，柵端外接偏置控制電壓Vb，漏端和NMOS管M4的漏端相連；NMOS管M6柵 端與M8漏端相連，源端接地，漏端與M4源端相連；NM0S管M4柵端接輸出電壓VQUT，源端與 M6漏端相連，漏端接M8漏端；NM0S管M2柵端與Ml柵端相連，漏端與PM0S管M9的漏端相 連，源端和M6漏端相連；PM0S管M9源端接電源，柵端和漏斷相連后與M2漏端相連；PM0S管 Ml 1源端接電源，漏端和NM0S管M13漏端相連，柵端接M9柵端；NM0S管M13源端接地，漏端 與善斷相連后接Mil漏端；NM0S管M14柵端與M13柵端相連，源端接地，漏端與NM0S管Μη 緣斷相連；NM0S管M3柵端與Μ4柵端相連，漏端與PM0S管Μ10的漏端相連，源端和Μ5漏端 相連；PM0S管Μ10源端接電源，柵端和漏斷相連后與M3漏端相連；PM0S管Μ12源端接電源， 漏端和NM0S管Μη漏端相連，柵端接Μ10柵端。其中核心電路輸出為PM0S管Μη的漏端電 壓V MP，PM0S管Μ12柵端電壓輸出為Vp，NM0S管Μ14柵端電壓輸出為Vn。Μρ調(diào)整管的柵端 接NM0S管Μη的漏端，也即V"p，源端接電源，漏端接負(fù)載。負(fù)載電阻& 一端與Μρ調(diào)整管的 漏端相連，另一端接地；
[0032] 在LD0線性穩(wěn)壓器電路處于平衡狀態(tài)時，誤差基準(zhǔn)核心放大器中NM0S管Μ1-Μ4中 中的電流全都相等，他們通過PM0S管Μ7和Μ8控制。PM0S管Μ9、Ml 1和NM0S管Ml3作為 電流復(fù)制管，將M2中的電流按比例復(fù)制到NM0S管M14中；同理，PM0S管M10作為電流復(fù)制 管，將M3中的電流按比例復(fù)制到PM0S管M12中，兩個管子中電流大小相等時會產(chǎn)生靜態(tài)電 流在NM0S管Μη的漏端產(chǎn)生一個電位驅(qū)動Μρ調(diào)整管，為系統(tǒng)電路提供所需要的輸出電壓。 NM0S管Μη在這里會分擔(dān)一部分電壓，在穩(wěn)定狀態(tài)時其過驅(qū)動電壓是個恒定值，所以Μ4樓 端電壓恒定，可以是電路更快的達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，降低瞬態(tài)響應(yīng)的時間。當(dāng)負(fù)載電流發(fā)生變化 時輸出電壓會有改變，此時，若輸出電壓V QUT升高，那么M3中的電流變大，M2中的電流變小， 導(dǎo)致M12中的電流比M14中的電流大，電路為了達(dá)到平衡狀態(tài)，V MP電位升高，從而導(dǎo)致Μρ 調(diào)整管中的驅(qū)動電壓變小，電流變小，輸出電壓恢復(fù)到所需要的狀態(tài)；如果輸出電壓VOTT降 低，那么M3中的電流變小，M2中的電流變大，導(dǎo)致M12中的電流比M14中的電流小，電路為 了達(dá)到平衡狀態(tài)，V"p電位降低，從而導(dǎo)致Μρ調(diào)整管中的驅(qū)動電壓變大，電流變大，輸出電壓 恢復(fù)到所需要的狀態(tài)。在上述誤差基準(zhǔn)核心放大器中，只會在Μ12漏端產(chǎn)生一個極點(diǎn)，故而 電路的穩(wěn)定性能夠得到很好的保障，不需要外加任何補(bǔ)償電容就可以達(dá)到所需要的穩(wěn)定性 要求，產(chǎn)生必要的相位裕度。
[0033] 圖3是瞬態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)電路，其連接方式如下：PM0S管Μ21源端接電源，柵端接誤差 基準(zhǔn)核心放大器中PM0S管Μ12的柵端，也即電壓Vp，漏端與NM0S管Μ22漏端相連；NM0S管 M22源端接地，漏端與PM0S管M21漏端相連，柵端接誤差基準(zhǔn)核心放大器中NM0S管M14的 柵端，也即電壓Vn ;PM0S管M23源端接電源，柵端接誤差基準(zhǔn)核心放大器中PM0S管M12的 柵端，也即電壓Vp，漏端與NM0S管M24漏端相連；NM0S管M24源端接地，漏端與PM0S管M23 漏端相連，柵端接誤差基準(zhǔn)核心放大器中NM0S管M14的柵端，也即電壓Vn ;PM0S管M25源 端接電源電壓，漏端與NM0S管M26的漏端相連，柵端接PM0S管M21的漏端；NM0S管M26源 端接地，漏端與M25漏端相連，柵端與M25柵端相連；PM0S管M27源端接電源電壓，漏端與 NM0S管M28的漏端相連，柵端接PM0S管M23的漏端；NM0S管M28源端接地，漏端與M27漏 端相連，柵端與M27漏端相連；PM0S管Mep源端接電源電壓，漏端與NM0S管Men的漏端相 連，柵端接PM0S管M25的漏端；NM0S管Men源端接地，漏端與Μ印漏端相連，柵端與M27漏 端相連。
[0034] 瞬態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)電路處于平衡狀態(tài)時，在PM0S管M21和NM0S管M22的電流支路上， M22處于強(qiáng)線性區(qū)，M21處于飽和區(qū)，此時M22漏端電位接近于低電壓，通過PM0S管M25和 NM0S管M26組成的反相器后其輸出電壓為高電平，控制PM0S管Mep使其處于截止?fàn)顟B(tài)；同 理，在PM0S管M23和NM0S管M24的電流支路上，M23處于強(qiáng)線性區(qū)，M24處于飽和區(qū)，此時 M23漏端電位接近于電源電壓，通過PM0S管M27和NM0S管M28組成的反相器后其輸出電 壓為低電平，控制MM0S管Men使其處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)負(fù)載電流發(fā)生變化時，如果升高， 那么M3中的電流變大，M2中的電流變小，導(dǎo)致控制電壓Vp降低，Vn升高，此時PM0S管M21 和M23中的電流大，NM0S管M22和M24中的電流小，所以M21和M23漏端電壓升高，使M21 進(jìn)入線性區(qū)，M23仍然處于強(qiáng)線性區(qū)，通過反相器的作用后NM0S管Men截止關(guān)斷，PM0S管 Mep開啟產(chǎn)生大電流給Mp調(diào)整管的柵電容Cgs進(jìn)行充電，使其柵端控制電壓VMP升高，Mp調(diào) 整管中驅(qū)動電流減小使輸出電壓降低回到所需要的輸出狀態(tài)；同理，如果V TOT降低，那么M3 中的電流變小，M2中的電流變大，導(dǎo)致控制電壓Vp升高，Vn降低，此時PM0S管M21和M23 中的電流小，NM0S管M22和M24中的電流大，所以M21和M23漏端電壓降低，使M24進(jìn)入 線性區(qū)，M22仍然處于強(qiáng)線性區(qū)，通過反相器的作用后PM0S管Μ印截止關(guān)斷，NM0S管Men 開啟產(chǎn)生大電流，Mp調(diào)整管通過柵電容Cgs進(jìn)行放電，使其柵端控制電壓VMP降低，Mp調(diào)整 管中驅(qū)動電流增大使輸出電壓升高回到所需要的輸出狀態(tài)。電路通過控制管Mep和Men對 Mp調(diào)整管的充電放電作用來使Mp調(diào)整管快速恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，從而達(dá)到增強(qiáng)瞬態(tài)響應(yīng)的 目的。
[0035] 圖4是帶隙基準(zhǔn)源電路，包括偏置電路，運(yùn)算放大器電路和帶隙基準(zhǔn)核心電路。其 連接方式如下：PM0S管M19源端接電源，柵端與PM0S管M50漏端相連，漏端與PM0S管M31 源端相連；PM0S管M31源端接M19漏端，漏端接NM0S管M32漏端，柵端接電路保護(hù)控制電壓 PD ;NM0S管M32漏端接M31漏端，源端接地，柵端接電路保護(hù)控制電壓H) ;NM0S管M33源端 接地，漏端與NM0S管M34柵端相連，柵端與NM0S管M38柵端相連；NM0S管M34源端接地，漏 端與PM0S管M35漏端相連，源端接電阻R1 -端，電阻R1另一端與PM0S管M35漏端相連； PM0S管M35源端接電源，漏端與M34漏端相連，柵端接M31漏端；NM0S管M36源端接地，柵 端接電路保護(hù)控制電壓，漏端接PM0S管M39漏端；PM0S管M37源端接電源，漏端與NM0S管 M38漏端相連，柵端接M35漏端；NM0S管M38源端接地，漏端與柵端相連后接到M37漏端； PM0S管M39源端接電源，柵端與M35漏端相連，漏端接NM0S管M40漏端；NM0S管M40源端 接地，漏端和柵端相連后與M39漏端相連；NM0S管M41柵端與M40柵端相連，漏端與PM0S管 M49漏端相連，源端和NM0S管M42漏端相連；NM0S管M42源端接地，漏端和M41源端相連， 柵端接M38柵端；NM0S管M44柵端與M40柵端相連，漏端與PM0S管M43漏端相連，源端和 NM0S管M45漏端相連；NM0S管M45源端接地，漏端和M44源端相連，柵端接M38柵端；PM0S 管M49源端接電源，柵端和漏端相戀后與M41漏端相連；PM0S管M43源端接電源，柵端和 M49柵端相連，漏端與M44漏端相連；PM0S管M46源端接電源，柵端與M43漏端相連，漏端與 PM0S管M47源端相連；PM0S管M47源端與M46漏端相連，漏端接M44漏端，柵端接電阻R3 一端，也即圖中Y點(diǎn)；PM0S管M48源端與M46漏端相連，漏端接M41漏端，柵端接電阻R4 - 端，也即圖中X點(diǎn)；三極管Q1集電極與基極相連后接地，發(fā)射極接電阻R2 -端，電阻R2兩 一段與電阻R3相連，電阻R3另一端與電阻R5相連，即圖中Z點(diǎn)；三極管Q2集電極與基極 相連后接地，發(fā)射極接電阻R4 -端，R4另一端與電阻R5相連，即圖中Z點(diǎn)，電阻R5另一端 接PMOS管M50漏端；PMOS管M50源端接電源，柵端接M43漏端，漏端與電阻R5 -端相連， 電容C跨接在M50柵端和漏端之間。
[0036] 帶隙基準(zhǔn)源電路中偏置電路提供整個帶隙基準(zhǔn)源的工作電流，其中ro為控制電 壓，低電平是電路正常工作，高電平是整個電路關(guān)斷。運(yùn)算放大器電路為折疊式差分結(jié)構(gòu)， PM0S管M47、M48構(gòu)成差分對管，作為放大器的第一級放大結(jié)構(gòu)，M46為差分對管提供偏置 電流；M42、M45提供折疊部分尾電流；M49、M43作為電流源負(fù)載輸出第一級放大信號；M50 為第二級放大PM0S管，電壓從其漏極輸出。運(yùn)算放大器的作用是使其兩輸入端X和Y兩 點(diǎn)電位相等，即V x = VY，從而使得Q1和Q2兩個晶體管的基極-發(fā)射極的電壓差為Λ VBE = VTln(n)，那么就有輸出電壓為匕

【權(quán)利要求】
1. 一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于，包括： 一帶隙基準(zhǔn)源：包括偏置電路，運(yùn)算放大器電路和帶隙基準(zhǔn)核心電路；所述偏置電路 提供整個帶隙基準(zhǔn)源的工作電流；運(yùn)算放大器電路使帶隙基準(zhǔn)核心電路兩輸入端電位相 等；帶隙基準(zhǔn)核心電路用于輸出所需要的基準(zhǔn)電壓；其中偏置電路分別與運(yùn)算放大器電路 和帶隙基準(zhǔn)核心電路相連，運(yùn)算放大器電路和帶隙基準(zhǔn)核心電路也相連； 一誤差基準(zhǔn)核心放大器：不需要外加任何補(bǔ)償電容，在負(fù)載電流發(fā)生變化時能夠?yàn)橄?統(tǒng)電路提供所需要的穩(wěn)定輸出電壓； 一調(diào)整管Mp:用于在負(fù)載電流發(fā)生變化時改變驅(qū)動電壓來滿足驅(qū)動負(fù)載電流的要求， 以保證所需要的輸出電壓； 一負(fù)載電阻該負(fù)載電阻的變化為外部電路提供所需要的負(fù)載電流； 其中，帶隙基準(zhǔn)電路的輸出與誤差基準(zhǔn)核心放大器正向輸入端相連，誤差基準(zhǔn)核心放 大器的輸出連接到調(diào)整管，調(diào)整管與負(fù)載電阻連接，瞬態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)電路在誤差基準(zhǔn)核心放 大器與調(diào)整管之間； 所述誤差基準(zhǔn)核心放大器包括PMOS管M7, PMOS管M7源端連接電源電壓，柵端外接偏 置控制電壓Vb，漏端和NMOS管Ml的漏端相連；NMOS管M5柵端與M7漏端相連，源端接地， 漏端與Ml源端相連；NMOS管Ml柵端接基準(zhǔn)電壓V KEF，源端與M5漏端相連，漏端與M7漏 端相連；PMOS管M8源端連接電源電壓，柵端外接偏置控制電壓Vb，漏端和NMOS管M4的漏 端相連；NMOS管M6柵端與M8漏端相連，源端接地，漏端與M4源端相連；NMOS管M4柵端接 輸出電壓V OTT，源端與M6漏端相連，漏端接M8漏端；NMOS管M2柵端與Ml柵端相連，漏端與 PMOS管M9的漏端相連，源端和M6漏端相連；PMOS管M9源端接電源，柵端和漏斷相連后與 M2漏端相連；PMOS管Ml 1源端接電源，漏端和NMOS管M13漏端相連，柵端接M9柵端；NMOS 管M13源端接地，漏端與善斷相連后接Ml 1漏端；NMOS管M14柵端與M13柵端相連，源端接 地，漏端與NMOS管Μη緣斷相連；NMOS管M3柵端與M4柵端相連，漏端與PMOS管M10的漏 端相連，源端和M5漏端相連；PMOS管M10源端接電源，柵端和漏斷相連后與M3漏端相連； PMOS管M12源端接電源，漏端和NMOS管Μη漏端相連，柵端接M10柵端；其中核心電路輸出 為PMOS管Μη的漏端電壓V"p，PMOS管Μ12柵端電壓輸出為Vp，NMOS管Μ14柵端電壓輸出 為Vn。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于，Mp調(diào)整 管的柵端接NMOS管Μη的漏端，也即V"p，源端接電源，漏端接負(fù)載；其中，漏端電位為輸出電 壓 V〇UT。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于，負(fù)載電 阻& 一端與Mp調(diào)整管的漏端相連，另一端接地。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于，所述帶 隙基準(zhǔn)源包括偏執(zhí)電路、運(yùn)算放大器電路和帶隙基準(zhǔn)核心電路；其中偏置電路分別與運(yùn)算 放大器電路和帶隙基準(zhǔn)核心電路相連，運(yùn)算放大器電路和帶隙基準(zhǔn)核心電路也相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于，偏置電 路的連接方式如下：PMOS管M19源端接電源，柵端與PMOS管M50漏端相連，漏端與PMOS管 M31源端相連；PMOS管M31源端接M19漏端，漏端接NMOS管M32漏端，柵端接電路保護(hù)控制 電壓H) ;NM0S管M32漏端接M31漏端，源端接地，柵端接電路保護(hù)控制電壓H) ;NM0S管M33 源端接地，漏端與NMOS管M34柵端相連，柵端與NMOS管M38柵端相連；NMOS管M34源端接 地，漏端與PM0S管M35漏端相連，源端接電阻R1 -端，電阻R1另一端與PM0S管M35漏端 相連；PM0S管M35源端接電源，漏端與M34漏端相連，柵端接M31漏端；NMOS管M36源端接 地，柵端接電路保護(hù)控制電壓，漏端接PM0S管M39漏端；PM0S管M37源端接電源，漏端與 NMOS管M38漏端相連，柵端接M35漏端；NMOS管M38源端接地，漏端與柵端相連后接到M37 漏端；PM0S管M39源端接電源，柵端與M35漏端相連，漏端接NMOS管M40漏端；NMOS管M40 源端接地，漏端和柵端相連后與M39漏端相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于，運(yùn)算放 大器電路的連接方式如下：NMOS管M41柵端與M40柵端相連，漏端與PM0S管M49漏端相連， 源端和NMOS管M42漏端相連；NMOS管M42源端接地，漏端和M41源端相連，柵端接M38柵 端；NMOS管M44柵端與M40柵端相連，漏端與PM0S管M43漏端相連，源端和NMOS管M45漏 端相連；NMOS管M45源端接地，漏端和M44源端相連，柵端接M38柵端；PM0S管M49源端接 電源，柵端和漏端相戀后與M41漏端相連；PM0S管M43源端接電源，柵端和M49柵端相連，漏 端與M44漏端相連；PM0S管M46源端接電源，柵端與M43漏端相連，漏端與PM0S管M47源端 相連；PM0S管M47源端與M46漏端相連，漏端接M44漏端，柵端接電阻R3 -端；PM0S管M48 源端與M46漏端相連，漏端接M41漏端，柵端接電阻R4 -端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于，帶隙基 準(zhǔn)核心電路的連接方式如下：三極管Q1集電極與基極相連后接地，發(fā)射極接電阻R2 -端， 電阻R2兩一段與電阻R3相連，電阻R3另一端與電阻R5相連，即Z點(diǎn)；三極管Q2集電極與 基極相連后接地，發(fā)射極接電阻R4 -端，R4另一端與電阻R5相連，即Z點(diǎn)，電阻R5另一端 接PM0S管M50漏端；PM0S管M50源端接電源，柵端接M43漏端，漏端與電阻R5 -端相連， 電容C跨接在M50柵端和漏端之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速瞬態(tài)響應(yīng)低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于，還包 括一個設(shè)置在誤差基準(zhǔn)核心放大電路與調(diào)整管之間用于增強(qiáng)瞬態(tài)響應(yīng)的瞬態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)電 路； 瞬態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)電路包括PM0S管M21，所述PM0S管M21源端接電源，柵端接誤差基準(zhǔn) 核心放大器中PM0S管M12的柵端，也即電壓Vp，漏端與NMOS管M22漏端相連；NMOS管M22 源端接地，漏端與PM0S管M21漏端相連，柵端接誤差基準(zhǔn)核心放大器中NMOS管M14的柵端， 也即電壓Vn ;PM0S管M23源端接電源，柵端接誤差基準(zhǔn)核心放大器中PM0S管M12的柵端， 也即電壓Vp，漏端與NMOS管M24漏端相連；NMOS管M24源端接地，漏端與PM0S管M23漏端 相連，柵端接誤差基準(zhǔn)核心放大器中NMOS管M14的柵端，也即電壓Vn ;PM0S管M25源端接 電源電壓，漏端與NMOS管M26的漏端相連，柵端接PM0S管M21的漏端；NMOS管M26源端接 地，漏端與M25漏端相連，柵端與M25柵端相連；PM0S管M27源端接電源電壓，漏端與NMOS 管M28的漏端相連，柵端接PM0S管M23的漏端；NMOS管M28源端接地，漏端與M27漏端相 連，柵端與M27漏端相連；PM0S管Μ印源端接電源電壓，漏端與NMOS管Men的漏端相連，柵 端接PM0S管M25的漏端；NMOS管Men源端接地，漏端與Mep漏端相連，柵端與M27漏端相 連；其中，Mep和Men的漏端均與誤差基準(zhǔn)核心放大器中NMOS管Μη漏端相連，其輸出電壓 即為V MP。
【文檔編號】G05F1/56GK204102018SQ201420564699
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】江金光, 黃飛 申請人:蘇州晶為微電子有限公司