本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，具體而言，涉及一種低壓差線性穩(wěn)壓器電路。

背景技術(shù)：

低壓差線性穩(wěn)壓器(low dropout regulator，簡稱為LDO)廣泛應(yīng)用于各種需要穩(wěn)定供電的模塊，它提供了穩(wěn)定的電壓輸出，具有一定的電源噪聲抑制能力。由于LDO是閉環(huán)結(jié)構(gòu)，環(huán)路穩(wěn)定性成為設(shè)計(jì)電路時(shí)需要考慮的一個(gè)重要因素。當(dāng)輸出負(fù)載電流較大時(shí)，驅(qū)動(dòng)管的尺寸會(huì)很大，驅(qū)動(dòng)管的輸入電容很大，導(dǎo)致次極點(diǎn)或次主極點(diǎn)頻率降低。因此由于P1引起的次極點(diǎn)或次主極點(diǎn)頻率降低會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)路穩(wěn)定性。

如圖1所示，圖1展示了傳統(tǒng)型LDO的結(jié)構(gòu)，此電路在VOUT和P1處有兩個(gè)極點(diǎn)，以及一個(gè)由于ESR形成的零點(diǎn)，環(huán)路的穩(wěn)定性依賴于ESR電阻的阻值和P1處極點(diǎn)的位置，當(dāng)LDO需要輸出大電流時(shí)，driver mos的尺寸需要很大，導(dǎo)致P1極點(diǎn)的位置偏向低頻，這樣會(huì)惡化環(huán)路的相位裕度，瞬態(tài)響應(yīng)也會(huì)變差。

針對(duì)上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種低壓差線性穩(wěn)壓器電路，解決了能提供大負(fù)載電流的LDO環(huán)路穩(wěn)定性差的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種低壓差線性穩(wěn)壓器電路，包括：誤差放大器，具有第一輸入端，第二輸入端，第三輸入端和輸出端，上述誤差放大器用于對(duì)輸入自身的誤差信號(hào)進(jìn)行放大處理；第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，具有柵極，源極和漏極，其中，上述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極與上述誤差放大器的上述第三輸入端連接；緩沖器，具有輸入端和輸出端，其中，上述緩沖器的輸入端與上述誤差放大器的輸出端連接，上述緩沖器的輸出端與上述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極連接，上述緩沖器用于將上述低壓差線性穩(wěn)壓器在上述緩沖器的輸出端和上述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極之間的極點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率增加至預(yù)設(shè)頻率，其中，上述預(yù)設(shè)頻率在上述低壓差線性穩(wěn)壓器的頻帶之外；第一電阻和第二電阻，上述第一電阻的一端與上述第二電阻的一端以及上述誤差放大器的第二輸入端連接，上述第一電阻的另一端與上述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極連接，上述第二電阻的另一端接地；電壓計(jì)，上述電壓計(jì)的一端接上述誤差放大器的第一輸入端，上述電壓計(jì)的另一端接地。

進(jìn)一步地，上述電路還包括：第三電阻，上述第三電阻的一端與上述誤差放大器的輸出端以及上述緩沖器的輸入端連接；電容，上述電容的一端與上述第三電阻的另一端連接，上述電容的另一端與上述第一電阻的另一端連接。

進(jìn)一步地，上述緩沖器的阻抗小于預(yù)設(shè)阻抗。

進(jìn)一步地，上述緩沖器包括：第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管和第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，上述第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極作為上述緩沖器的輸出端，且與上述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極連接；上述第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極接地；上述第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極作為上述緩沖器的輸入端。

進(jìn)一步地，上述緩沖器包括：第四場(chǎng)效應(yīng)晶體管、第五場(chǎng)效應(yīng)晶體管、第六場(chǎng)效應(yīng)晶體管、第七場(chǎng)效應(yīng)晶體管、第八場(chǎng)效應(yīng)晶體管、第九場(chǎng)效應(yīng)晶體管、第十場(chǎng)效應(yīng)晶體管、第十一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，上述第四場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極作為上述緩沖器的輸出端，且與上述第五場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極以及上述第六場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極連接，上述第六場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極與上述第七場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極連接，上述第六場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與上述第七場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極連接；上述第四場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極與上述第五場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極以及上述第八場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極連接，上述第八場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極與上述第九場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極連接且接地，上述第八場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與上述第十場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極連接，上述第九場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極接地，上述第九場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與上述第十一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極連接，上述第十一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極與上述第十場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極連接且接地，上述第十一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極接地。

在本發(fā)明實(shí)施例中，采用帶局部反饋的BUFFER結(jié)構(gòu)(即緩沖器)的LDO的設(shè)計(jì)方案，通過將低壓差線性穩(wěn)壓器電路設(shè)計(jì)成包括如下元器件的電路：誤差放大器，具有第一輸入端，第二輸入端，第三輸入端和輸出端，所述誤差放大器用于對(duì)輸入自身的誤差信號(hào)進(jìn)行放大處理；第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，具有柵極，源極和漏極，其中，所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極與所述誤差放大器的所述第三輸入端連接；緩沖器，具有輸入端和輸出端，其中，所述緩沖器的輸入端與所述誤差放大器的輸出端連接，所述緩沖器的輸出端與所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極連接，所述緩沖器用于將所述低壓差線性穩(wěn)壓器在所述緩沖器的輸出端和所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極之間的極點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率增加至預(yù)設(shè)頻率，其中，所述預(yù)設(shè)頻率在所述低壓差線性穩(wěn)壓器的頻帶之外；第一電阻和第二電阻，所述第一電阻的一端與所述第二電阻的一端以及所述誤差放大器的第二輸入端連接，所述第一電阻的另一端與所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極連接，所述第二電阻的另一端接地；電壓計(jì)，所述電壓計(jì)的一端接所述誤差放大器的第一輸入端，所述電壓計(jì)的另一端接地，達(dá)到了在LDO重載，需要提供較大的負(fù)載電流時(shí)，可以將緩沖器的輸出端和第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極之間的極點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率推至中LDO的頻帶之外的目的，從而實(shí)現(xiàn)了提高LDO環(huán)路穩(wěn)定性的技術(shù)效果，進(jìn)而解決了能提供大負(fù)載電流的LDO環(huán)路穩(wěn)定性差的技術(shù)問題。

附圖說明

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：

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一種傳統(tǒng)LDO的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的低壓差線性穩(wěn)壓器電路的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種可選的低壓差線性穩(wěn)壓器電路的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一種的緩沖器的結(jié)構(gòu)圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種可選的緩沖器的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種低壓差線性穩(wěn)壓器電路的裝置實(shí)施例。

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的低壓差線性穩(wěn)壓器電路的結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示，該電路包括：誤差放大器102(即error amplifier)，具有第一輸入端in1，第二輸入端in2，第三輸入端in3和輸出端out，誤差放大器102用于對(duì)輸入自身的誤差信號(hào)進(jìn)行放大處理；第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管104(即driver mos)，具有柵極g，源極s和漏極d，其中，第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管104的源極s與誤差放大器102的第三輸入端in3連接；緩沖器106(即buffer)，具有輸入端和輸出端，其中，緩沖器106的輸入端與誤差放大器102的輸出端out連接，緩沖器106的輸出端與第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管104的柵極g連接，緩沖器106用于將低壓差線性穩(wěn)壓器在緩沖器106的輸出端和第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管104的柵極g之間的極點(diǎn)P1對(duì)應(yīng)的頻率增加至預(yù)設(shè)頻率，其中，預(yù)設(shè)頻率在低壓差線性穩(wěn)壓器的頻帶之外；第一電阻R1和第二電阻R2，第一電阻R1的一端與第二電阻R2的一端以及誤差放大器102的第二輸入端b連接，第一電阻R1的另一端與第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管104的漏極d連接，第二電阻R2的另一端接地；電壓計(jì)108(即vref)，電壓計(jì)的一端接誤差放大器的第一輸入端，電壓計(jì)的另一端接地。

圖2展示了帶buffer結(jié)構(gòu)(即緩沖器)的LDO，buffer的作用在于隔離開error amplifier(即誤差放大器)和driver mos(即第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，由于buffer的輸出阻抗可以做的比較小，因而通過增設(shè)buffer，可以把P1節(jié)點(diǎn)形成的極點(diǎn)推到環(huán)路帶寬以外，不影響環(huán)路穩(wěn)定性。

在本發(fā)明實(shí)施例中，采用帶局部反饋的BUFFER結(jié)構(gòu)(即緩沖器)的LDO的設(shè)計(jì)方案，通過將低壓差線性穩(wěn)壓器電路設(shè)計(jì)成包括如下元器件的電路：誤差放大器，具有第一輸入端，第二輸入端，第三輸入端和輸出端，所述誤差放大器用于對(duì)輸入自身的誤差信號(hào)進(jìn)行放大處理；第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，具有柵極，源極和漏極，其中，所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極與所述誤差放大器的所述第三輸入端連接；緩沖器，具有輸入端和輸出端，其中，所述緩沖器的輸入端與所述誤差放大器的輸出端連接，所述緩沖器的輸出端與所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極連接，所述緩沖器用于將所述低壓差線性穩(wěn)壓器在所述緩沖器的輸出端和所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極之間的極點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率增加至預(yù)設(shè)頻率，其中，所述預(yù)設(shè)頻率在所述低壓差線性穩(wěn)壓器的頻帶之外；第一電阻和第二電阻，所述第一電阻的一端與所述第二電阻的一端以及所述誤差放大器的第二輸入端連接，所述第一電阻的另一端與所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極連接，所述第二電阻的另一端接地；電壓計(jì)，所述電壓計(jì)的一端接所述誤差放大器的第一輸入端，所述電壓計(jì)的另一端接地，達(dá)到了在LDO重載，需要提供較大的負(fù)載電流時(shí)，可以將緩沖器的輸出端和第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極之間的極點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率推至中LDO的頻帶之外的目的，從而實(shí)現(xiàn)了提高LDO環(huán)路穩(wěn)定性的技術(shù)效果，進(jìn)而解決了相關(guān)技術(shù)中LDO環(huán)路穩(wěn)定性差的技術(shù)問題。

可選地，如圖3所示，上述電路還可以包括：第三電阻R3，第三電阻R3的一端與誤差放大器102的輸出端out以及緩沖器106的輸入端連接；電容Cc，電容Cc的一端與第三電阻R3的另一端連接，電容Cc的另一端與第一電阻R1的另一端連接。

如圖3所示，在LDO采用的buffer結(jié)構(gòu)中，Cc作為環(huán)路補(bǔ)償電容，LDO處于輕載時(shí)，環(huán)路的主極點(diǎn)在VOUT節(jié)點(diǎn)；LDO處于重載時(shí)，主極點(diǎn)位于P2節(jié)點(diǎn)。P1節(jié)點(diǎn)在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)都被控制到了環(huán)路帶寬之外，因而不影響環(huán)路的穩(wěn)定性。

可選地，緩沖器的阻抗小于預(yù)設(shè)阻抗。也即，本發(fā)明提供的技術(shù)方案適合應(yīng)用于重載電路中，解決大驅(qū)動(dòng)LDO的穩(wěn)定性問題。即當(dāng)輸出負(fù)載電流較大，驅(qū)動(dòng)管尺寸較大，容易導(dǎo)致次極點(diǎn)或次主極點(diǎn)頻率較低，進(jìn)而影響環(huán)路穩(wěn)定性場(chǎng)景。

可選地，如圖4所示，上述緩沖器可以包括：第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos2和第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos3(即PM1)，其中，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos3的源極作為緩沖器的輸出端buffer-out，且與第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos2的漏極連接；第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos3的漏極接地；第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos3的柵極作為緩沖器的輸入端buffer-in。

如圖4所示,該buffer結(jié)構(gòu)使用PM1(即第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos3)的源極做輸出，由于源極看到阻抗為1/gm_pm1，小于error amplifier的輸出阻抗，可以將P1極點(diǎn)推得更高頻率對(duì)應(yīng)的位置。在driver mos尺寸很大時(shí)，這種結(jié)構(gòu)存在功耗和穩(wěn)定性的折衷。

可選地，如圖5所示,上述緩沖器包括：第四場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos4、第五場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos5、第六場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos6、第七場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos7、第八場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos8、第九場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos9、第十場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos10、第十一場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos11，其中，第四場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos4的源極作為緩沖器的輸出端buffer-out，且與第五場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos5的漏極以及第六場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos6的漏極連接，第六場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos6的源極與第七場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos7的源極連接，第六場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos6的柵極與第七場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos7的柵極連接；第四場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos4的漏極與第五場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos5的柵極以及第八場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos8的漏極連接，第八場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos8的源極與第九場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos9的源極連接且接地，第八場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos8的柵極與第十場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos10的柵極連接，第九場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos9的漏極接地，第九場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos9的柵極與第十一場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos11的柵極連接，第十一場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos11的源極與第十場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos10的源極連接且接地，第十一場(chǎng)效應(yīng)晶體管mos11的漏極接地。

如圖5所示，該buffer結(jié)構(gòu)中，PM2/PM3/NM1/NM2/NM3構(gòu)成局部反饋環(huán)路，在buffer-out節(jié)點(diǎn)加一個(gè)小信號(hào)電壓時(shí)，可以看到，PM2和NM1都會(huì)流入同向的小信號(hào)電流，這相當(dāng)于兩條支路的并聯(lián)，而且NM1支路的柵極信號(hào)是被放大了的小信號(hào)電壓，所以NM1支路可以提供一個(gè)很小的小信號(hào)阻抗，通過計(jì)算得到，NM1buffer的輸出阻抗為：1/(gm_pm1+gm_pm1*ro*gm_nm1)，其中，ro為節(jié)點(diǎn)node1的小信號(hào)阻抗，相比于圖4的buffer結(jié)構(gòu)，極大的降低了buffer的輸出阻抗，且功耗沒有明顯增加，環(huán)路的穩(wěn)定得到了更好的保障。

上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，對(duì)各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實(shí)施例的相關(guān)描述。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的技術(shù)內(nèi)容，可通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。其中，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)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，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。