[实用新型]一种基于动态零极点跟踪技术的LDO

说明书

技术领域

本实用新型属于电源管理领域，具体涉及一种低压差线性稳压器(LDO，Low Dropout Regulator)的设计。

背景技术

电源管理模块是芯片的基本单元电路，其设计在手持和便携设备领域尤为重要。无片外电容的低压差线性稳压器，是现在流行的典型线性稳压器结构。随着当前便携式设备的广泛使用，对LDO的性能也提出了新要求：更低的功耗，即更小的压差和更低的静态电流；更好的瞬态响应，即更优的补偿方式和拓扑结构。

环路稳定性是LDO的关键指标，传统的LDO采用输出电容上的ESR(Equivalent Series Resistance)偿的方式。由于ESR容易受环境，如温度，工艺等的影响，变化较大，稳定提供的输出电流被限制在很小的范围内而显得不够优化。此外ESR的存在会在瞬时负载变化的时候恶化负载瞬时调整率(load transient regulation)。

现在出现了多种新的拓扑和补偿方式：K.N.Leung提出的极点分裂技术和零极点抵消技术；Man提出的基于FVF的STC技术；Rincon-Mora提出的基于密勒倍增的零极点抵消技术以及K.N.Leung的阻尼因子校正技术(DFC)。但是它们都有一定的局限性：Leung提出的零极点抵消技术由工作在线性区的采样管跟踪工作在饱和区的功率管获取负载信息，跟踪负载不够精确；STC技术由于拓扑结构限制环路增益不可能很高，输出电压静态精度受限；Rincon-Mora提出的密勒倍增技术的电路实现由于其特殊工艺要求限制了在标准CMOS工艺中的应用；基于DFC技术的LDO补偿架构存在环路复杂性和较大静态电流的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有的LDO环路稳定性的问题，提出了一种基于动态零极点跟踪技术的LDO。

本实用新型的技术方案是：一种基于动态零极点跟踪技术的LDO，包括误差放大器，缓冲器，摆率增强电路，第一电容、第二电容和可变电阻，所述误差放大器的输出端与缓冲器的输入端相连接，缓冲器的输出端与摆率增强电路的输出端相连接，所述第一电容的一端接误差放大器输出端，另一端与可变电阻的一端相连接，所述第二电容的一端与误差放大器相连接，另一端与可变电阻的另一端相连接，并作为LDO的输出端。

所述误差放大器包括PMOS管M1、M2、Mb1、M7，M8，NMOS管M3，M4，M5，M6管，其中Mb1作为尾电流源；M1，M2作为输入对管；M7二极管连接；M8镜像M7的电流并作为负载P管；M3，M4二极管连接作为第一级负载；M5镜像M3的电流，M6镜像M4的电流，且M6管作为负载N管；M5与M7漏极相连；M6与M8漏极相连作为误差放大器输出端。

所述缓冲器包括PMOS管Mb2、M9，其中，Mb2作为偏置电流管，M9作为源随器，Mb2的漏极与M9的源极相连接，并作为缓冲器的输出端；M9的栅极为缓冲器的输入端，漏极接地。

所述摆率增强电路包括PMOS管Ms、M16、M15，NMOS管M13、M14，其中，M16漏极和Ms的栅极接缓冲器的输出端，源极接LDO的输入电压，漏极接M14的漏极；M14二极管连接；M13镜像M14的电流，漏极接M15的漏极。

所述可变电阻由NMOS管M12、PMOS管M11、M10组成，其中，M12镜像所述摆率增强电路中NMOS管M14的电流；PMOS管M10栅极接NMOS管M12的漏极；PMOS管M11二极管连接，漏极接NMOS管M12的漏极，PMOS管M11源极和M10的源极相连接，并作为LDO的输出端。

本实用新型的有益效果：本实用新型的基于动态零极点跟踪技术的LDO，通过第一电容和可变电阻组成补偿网络，作为系统的动态零点；通过采用电流倍增模式的第二电容补偿LDO电路环路的相位裕度，从而提高了LDO环路稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的基于动态零极点跟踪技术的LDO系统框图。

图2为本实用新型的基于动态零极点跟踪技术的LDO的具体电路示意图。

图3为本实用新型电流模式电容倍增示意图，其中，图(a)为电路结构图，(b)为等效示意图。

图4为本实用新型实施例中相位超前补偿网络等效架构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的阐述。