[发明专利]一种具有瞬态增强结构单元的无片外电容LDO电路

说明书

一种具有瞬态增强结构的无片外电容LDO电路，其包括误差放大器、单输入放大器、输出级单元和瞬态增强结构单元，输出级单元具有一个功率MOS晶体管M1、依次串联的第一反馈电阻和第二反馈电阻，瞬态增强结构单元的输入端与无片外电容的LDO电路输出端相连，瞬态增强结构单元的两个输出端分别与功率MOS晶体管M1的栅极和单输入放大器的偏置输入端相连；其中，误差放大器用于将该无片外电容LDO电路输出端的反馈电压信号与参考电压信号做比较，并将比较后的误差结果由单输入放大器放大输出，瞬态增强结构通过对该无片外电容LDO电路输出电压进行检测，并根据该无片外电容LDO电路输出电压的变化调整功率MOS晶体管M1的电压，从而使得该无片外电容LDO电路输出电压快速恢复。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及CMOS模拟集成电路设计领域，具体地，涉及一种具有瞬态增强结构单元的无片外电容的低压差线性稳压器(low dropoutregulator，简称LDO)电路设计。

背景技术

随着互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)集成电路工艺的发展，电子产品在日常生活中的应用越来越广泛，其成为各个领域不可缺少的一部分。而CMOS集成电路芯片的日益小型化的发展目标决定了低功耗、高集成度成了CMOS集成电路发展的重要方向。

LDO(Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器)在CMOS集成电路尤其是低功耗电路设计中应用广泛。而普通的LDO在重载情况下会使得误差放大器的输出极点和主极点相距太近，从而容易导致电路不稳定。通常情况下的解决方案是需要外接片外电容，然而，这种设计使得芯片面积较大，导致电路集成度降低。因此，目前无片外电容LDO(Cap-lessLDO)的设计成了国内外研究的热点。

本领域技术人员清楚，为了保证在不同负载情况下的电路稳定性，现有的Cap-less LDO通常会增加额外的电路结构。例如：

零极点跟踪补偿结构通过产生与输出电流相关的零点来补偿极点实现电路稳定，但这种结构产生零点所需的电容面积较大，而且补偿精度不够。

微分分离主极点结构和DFC(Damping Factor Control，阻尼系数控制)结构的静态功耗太大而且在空载时容易不稳定。

推挽级放大器结构通过推挽级比较参考电压和反馈电压迅速恢复输出电压，但电路功耗较大。

瞬态增强电路是通过对输出电压进行检测，将输出电压的变化通过电流迅速反馈到电路中，快速改变功率管电流，从而使得输出电压很快恢复稳定。但现有的瞬态增强电路一组电流镜电路只能实现对LDO输出电压的增大或减小中一种情况的检测调节，实现两种情况的调节则需要两组电流镜结构，芯片面积较大，功耗较大。

发明内容

针对上述现有技术存在的技术缺陷，本专利提供一种具有瞬态增强结构的LDO电路。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种具有瞬态增强结构单元的无片外电容LDO电路，其包括：

误差放大器，其具有正向输入端、反向输入端和一个输出端，所述正向输入端与参考电压信号相连；

单输入放大器，具有输入端、输出端和偏置输入端，其输入端与所述误差放大器的输出端相连；

输出级单元，其包括一个功率MOS晶体管M1、依次串联的第一反馈电阻和第二反馈电阻；其中，所述功率MOS晶体管M1的栅极与所述单输入放大器的输出端相连，所述功率MOS晶体管M1的漏极和第一反馈电阻的一端相连，连接点是所述无片外电容LDO电路的输出端；所述第一反馈电阻的另一端、所述第二反馈电阻的一端与所述误差放大器的反向输入端连接在一起，所述第二反馈电阻的另一端与地相连；以及