一種低壓差線性穩(wěn)壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于模擬集成電路技術(shù)領(lǐng)域,具體的說設(shè)及一種無輸出電容型高電源抑制 比的低壓差線性穩(wěn)壓器。
【背景技術(shù)】
[0002] 低壓差線性穩(wěn)壓器(LowDropoutVoltageRegulator,LDR)作為現(xiàn)代電源管理巧 片中不可缺少的一部分,其特點在于電路工作工程中沒有BUCK的頻繁開關(guān)動作,所WLDR 的噪聲非常?。磺业蛪翰罹€性穩(wěn)壓器的輸出電壓紋波小、電路結(jié)構(gòu)簡單、所用元器件較少、 集成后巧片面積小。LDR的技術(shù)指標(biāo)主要包括:壓差、線性調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、負(fù)載階躍響 應(yīng)W及電源抑制比(PowerSu卵lyRejectionRatio,PSRR)等。
[000引圖1是傳統(tǒng)的LDR結(jié)構(gòu)圖。由誤差放大器Aa、PM0S管Pi、醒OS管Ni、功率管MP、電 阻Ri、R2、咕W(wǎng)及電容CP所組成。其中誤差放大器A。放大基準(zhǔn)電壓與輸出電壓的差值,最后 反饋給NM0S管Ni,從而調(diào)節(jié)功率管的柵極電壓,進(jìn)而控制對電容Cp充放電的大小,達(dá)到穩(wěn) 定輸出電壓的目的。電源抑制比作為低壓差線性穩(wěn)壓的一個參數(shù),其直接表現(xiàn)為輸出電壓 對電源的敏感程度。
[0004] 該種結(jié)構(gòu)主要存在兩個缺點;第一,該電路采用大的電容,不利于集成。隨著現(xiàn)代 微電子技術(shù)的快速發(fā)展,巧片越來越集成化W及片上系統(tǒng)(System化化ip,S0C)的大量涌 現(xiàn),該要求巧片易于集成W滿足社會發(fā)展的需求。第二,電源抑制比較低。比如,對于一些 給射頻電路供電的LDR在中高頻處就需要很高的電源抑制比特性,該就要求我們進(jìn)一步提 高中高頻的PSRR。
[0005] 由于目前傳統(tǒng)的LDR采用片外補(bǔ)償?shù)姆椒?,其主極點的位置比較低,因此存在電 路在中高頻率處的電源抑制特性較差的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明所要解決的,就是針對上述傳統(tǒng)的LDR存在的問題,提出一種低壓差線性 穩(wěn)壓器。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[000引一種低壓差線性穩(wěn)壓器,如圖2所示,一種低壓差線性穩(wěn)壓器,包括依次連接的偏 置電路、第一運(yùn)算放大器A1、第二運(yùn)算放大器A2、密勒補(bǔ)償電路和輸出電路;其特征在于, 還包括電源抑制比增強(qiáng)電路;
[0009] 所述偏置電路分別輸出第一路偏置電壓Vbl和第二路偏置電壓Vb2到第一運(yùn)算放 大器A1 ;所述第一運(yùn)算放大器A1的正向輸入端接外部基準(zhǔn)電壓化ef,其負(fù)向輸入端接外部 輸入電壓,其正向輸出端接第二運(yùn)算放大器A2的正向輸入端,其負(fù)向輸出端接第二運(yùn)算放 大器A2的負(fù)向輸入端;
[0010] 所述密勒補(bǔ)償電路由第六PM0S管P6、第^;:PM0S管?7、第^電容〇11、第^^一NM0S 管Mil和第十二醒0S管N12構(gòu)成;其中,第六PM0S管P6的源極接電源V孤,其柵極和漏極 互連,其柵極接第^;:PMOS管P7的柵極,第六PMOS管P6的漏極接第^^一NM0S管Mil的漏 極;第^;:PM0S管P7的源極接電源VDD,其漏極接第十二NM0S管N12的漏極;第^^一NM0S 管Nil的柵極接第二運(yùn)算放大器A2的輸出端,其源極接地GND;第十二NM0S管N12的柵極 接第一運(yùn)算放大器A1的負(fù)向輸出端,其源極接地GND;第S電容Cm的一端接第二運(yùn)算放大 器A2的輸出端;
[0011] 所述輸出電路由功率管MP、反饋電阻Rf和負(fù)載電阻化構(gòu)成;其中,功率管MP的 源極接電源V孤,其柵極接第走PM0S管P7的漏極,其漏極通過反饋電阻Rf后接地GND;負(fù) 載電阻化的一端接第S電容Cm的另一端,其另一端接地GND;
[0012] 所述電源抑制比增強(qiáng)電路由第八PM0S管P8、第S運(yùn)算放大器、第二電容C2、第一 電阻R1和第二電阻R2構(gòu)成;其中,第八PM0S管P8的源極接電源VDD,其柵極通過第二電 容C2后接第=運(yùn)算放大器的輸出端,其漏極接第^;:PM0S管P7的漏極;第=運(yùn)算放大器的 電源端接偏置電路的輸出端,其正向輸入端接第^;:PM0S管P7的漏極,其負(fù)向輸入端接其輸 出端,其輸出端依次通過第一電阻R1和第二電阻R2后接地GND。
[0013] 進(jìn)一步的,如圖3所示,所述第一誤差放大器由第一PM0S管P1、第二PM0S管P2、 第SPM0S管P3、第一NM0S管N1、第二NM0S管N2、第SNM0S管N3、第四NM0S管M、第五 NM0S管服、第六NM0S管N6、第^;:NM0S管N7和第八NM0S管N8構(gòu)成;其中,第一PM0S管P1 的源極接電源VDD,其柵極接第二路偏置電壓Vb2,其漏極接第二PM0S管P2和第SPM0S管 P3的源極;第二PM0S管P2的柵極接第^;:NM0S管N7的源極,其漏極接第一NM0S管N1的 漏極;第=PM0S管P3的柵極接第八NM0S管N8的源極,其漏極接第二NM0S管N2的漏極; 第走NM0S管N7的柵極為第一誤差放大器的正向輸入端,其漏極接電源V孤,其源極接第四 NM0S管M的漏極;第八NM0S管N8的柵極為第一誤差放大器的負(fù)向輸入端,其漏極接電源 VDD,其源極接第六NM0S管N6的漏極;第四NM0S管M的柵極接第一路偏置電壓Vbl,其源 極接地GND;第六NM0S管N6的柵極接第一路偏置電壓Vbl,其源極接地GND;第一NM0S管 N1的柵極接第五NM0S管N5的柵極和漏極,第一NM0S管N1的源極接地GND;第二NM0S管 N2的柵極接第SNM0S管的柵極和漏極,第二NM0S管N2的源極接地GND;
[0014] 所述第二誤差放大器由第四PM0S管P4、第五PM0S管P5、第九NM0S管N9和第十 NM0S管N10構(gòu)成;其中,第四PM0S管P4的源極接電源V孤,其柵極與漏極互連,其柵極接第 五PM0S管P5的柵極,其漏極接第九NM0S管N9的漏極;第九NM0S管N9的柵極接第二NM0S 管N2的柵極,其源極接地GND;第五PM0S管P5的源極接電源VDD,其漏極接第十NM0S管 N10的漏極;第十NM0S管N10的柵極接第一NM0S管N1的柵極,其源極接地GND。
[0015] 更進(jìn)一步的,如圖4所示,所述第=運(yùn)算放大器由第九PM0S管P9、第十PM0S管 口10、第^^一PM0S管P11、第十二PM0S管P12、第十=NM0S管N13、第十四NM0S管M14、第十五 NM0S管N15、第十六NM0S管N16、第十走NM0S管N17、第十八NM0S管M18、第十九NM0S管 N19、第二十醒SO管N20和第一電容C1構(gòu)成;其中,第十SPM0S管P13的源極接電源VDD, 其柵極接第二路偏置電壓Vb2,其漏極接第九PM0S管P9的源極和第十PM0S管P10的源極; 第九PM0S管P9的柵極接第十九NM0S管N19的源極,其漏極接第十=NM0S管N13的漏極; 第十九NM0S管N19的漏極接電源VDD,其源極接第十五NM0S管M15的漏極,其柵極為第S 運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端;第十五NM0S管N15的柵極接第一路偏置電壓Vbl,其源極接地 GND;第十=NM0S管N13的柵極和漏極互連,其柵極接第十^;:NM0S管N17的柵極,其源極接 地GND;第十^;:NMOS管N17的漏極接第^^一PM0S管P11的漏極,其源極接地GND;第^^一PM0S管P11的柵極和漏極互連,其柵極接第十二PM0S管P12的柵極,其源極接電源VDD;第 十二PM0S管的源極接電源VDD,其漏極接第十八NM0S管N18的漏極;第十二PM0S管P12 的漏極與第十八NM0S管N18的漏極的連接點通過第一電容C1后接地GND;第十八NM0S管 N18的柵極接第十四NM0S管N14的柵極,其源極接地GND;第十四NM0S管N14的柵極和漏 極互連,其漏極接第十PM0S管P10的漏極,其源極接地GND;第十PM0S管P10的柵極接地 第二十NM0S管N20的源極;第二十醒SO管N20的漏極接電源VDD,其柵極為第S運(yùn)算放大 器的正向輸入端,其源極接第十六NM0S管N16的漏極;第十六NM0S管N16的柵極接第一路 偏置電壓Vb1,其源極接地GND。
[0016] 本發(fā)明的有益效果為,能夠有效提高LDR中頻段的電源抑制能力,同時采用片內(nèi) 補(bǔ)償?shù)姆椒?,使得巧片更易于集成?br>【附圖說明】
[0017] 圖1是傳統(tǒng)LDR基本結(jié)構(gòu)示意圖;
[001引圖2是本發(fā)明LDR的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0019] 圖3是本發(fā)明偏置電路和誤差放大器A1、A2的示意圖;
[0020] 圖4是本發(fā)明運(yùn)算放大器A3的示意圖;
[0021] 圖5是沒有PSRR增強(qiáng)電路和有PSRR增強(qiáng)電路的對比示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖,詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0023] 本發(fā)明的一種低壓差線性穩(wěn)壓器,如