[发明专利]利用双向非对称缓冲器结构提高性能的LDO电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种LDO电路，特别是一种利用双向非对称缓冲器结构来有效消除低压差线性稳压器中的右半平面零点，从而增强环路稳定性并提高系统性能的LDO电路。

背景技术

线性电路中通常使用闭环负反馈系统。例如，在低压差线性稳压器(LDO，Low-Dropout Voltage Regulator)中，通过使用反馈环路来得到稳定的输出电压。为了降低输入输出压差(Dropout电压)并增强电流驱动能力，LDO中的传输元件(也称为传输管、调整管、功率管、Pass Element、Power Device等)通常具有极大的宽长比(如20000μm/1μm)，因而其栅漏寄生电容C_gd通常较大(如10pF)。寄生电容C_gd和传输元件的跨导g_mp形成一个频率为g_mp/C_gd的右半平面零点ω_ZRHP，该零点的存在，降低了环路的稳定性，制约了LDO的单位增益带宽和响应速度。为确保闭环系统能够稳定工作并实现高性能LDO的设计目标，需要消除右半平面零点ω_ZRHP。

图1给出了现有的第一种消除右半平面零点的电路原理框图，包括增益级101、LDO传输元件201、LDO传输元件201的栅漏寄生电容C_gd202以及消零电阻203。节点V_i、V₁和V_o分别为增益级101的输入端、输出端、以及LDO的输出端，R₁、C₁为节点V₁的输出阻抗和集总寄生电容，R_L、C_L为节点V_o的输出阻抗(含负载阻抗)和负载电容。由于电容C_gd为栅漏寄生电容，因此在物理上无法实现消零电阻R_Z与电容C_gd的串联连接，这就使得图1所示电路不能消除LDO中的右半平面零点ω_ZRHP。

图2给出了现有的第二种消除右半平面零点的电路原理框图。该图为图1的改进结构，包括增益级101、LDO传输元件201、LDO传输元件201的栅漏寄生电容C_gd202、消零电阻203以及补偿电容C_f204。图2所示电路中，从节点V_i到节点V_o的传递函数为：