[发明专利]一种应用于超低静态电流LDO的动态偏置电路

说明书

本发明提供一种应用于超低静态电流LDO的动态偏置电路，其包括运算放大器AMP、功率管MP、MOS管MP1、MP2、MP3、MPX、MN1、MN2以及MN3，所述运算放大器AMP的反相输入端与基准电压Vref相连，所述运算放大器AMP的同相输入端与电压反馈Vfb相连，所述功率管MP的栅极与所述运算放大器AMP的输出端相连，所述功率管MP的漏极与工作电压Vdd相连；本方案通过设置动态电流的上下限，解决了超低静态电流LDO的动态偏置问题，实现了空载时的低静态电流的偏置和重载时偏置电流可控。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，具体涉及一种应用于超低静态电流LDO的动态偏置电路。

背景技术

LDO(线性稳压电路)是一种通用的稳压电路，相较于开关稳压电路，它具有抖动纹波小，PSRR高等优点，参见附图1所示，运放AMP(放大器)和MP以及R1，R2形成电路闭环，LDO输出Vout＝VREF*(R2+R1)/R2。在一些极低功耗的应用比如物联网，手持设备等的系统中，LDO本身的静态功耗会增加系统的静态功耗，降低能量的使用效率。在整个环路中，AMP和输出级MP都会贡献静态电流，如果要实现LDO的静态电流小，则必须减少AMP及MP的静态电流。但是当LDO负载变大时，偏小的静态电流偏置会影响LDO的动态特性。

参见附图2所示，一项申请公布号为CN107797599A，名称为“具有动态补偿和快速瞬态响应的LDO电路”的中国发明专利，其通过MOS管MP3和MP4，镜像LDO输出管MP7的电流(即负载电流)，对各级偏置提供电流。这种跟随输出负载电流的偏置电流可以解决超低静态电流LDO的动态响应慢的问题，但是当LDO的负载变化范围较大的时候，LDO本身各级的偏置电流随输出电流变化大，内部很多器件会偏离饱和区，从而影响LDO的稳定性及PSRR(电源纹波抑制比)。虽然其改善了低静态功耗LDO的动态性能，但其仍然存在上述缺陷。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种应用于超低静态电流LDO的动态偏置电路，该动态偏置电路其解决了超低静态电流LDO的动态偏置问题，在改善动态性能的前提下，不影响LDO的稳定性及PSRR。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种应用于超低静态电流LDO的动态偏置电路，所述动态偏置电路包括运算放大器AMP、功率管MP、MOS管MP1、MP2、MP3、MPX、MN1、MN2以及MN3，所述运算放大器AMP的反相输入端与基准电压Vref相连，所述运算放大器AMP的同相输入端与电压反馈Vfb相连，所述功率管MP的栅极与所述运算放大器AMP的输出端相连，所述功率管MP的漏极与工作电压Vdd相连，MOS管MP1为MOS管MP的镜像。

在一些实施例中，所述MOS管MP1的漏极与MOS管MN2的漏极相连，所述MOS管MN2的栅极分别与MOS管MP1的漏极和MOS管MN3的栅极相连，所述MOS管MN2的源极与MOS管MN3的源极相连，所述MOS管MN1的源极接地，所述MOS管MN1的漏极与偏置电流IBD相连，所述MOS管MP3的源极与MOS管MP2的源极相连，所述MOS管MP3的栅极与MOS管MP2的栅极相连，所述MOPS管MPX的源极与MOS管MP2的源极相连。

在一些实施例中，所述MOS管MPX的漏极分别与MOS管MP2的漏极和MOS管MN3的漏极相连。

在一些实施例中，所述MOS管MP3的漏极通过电流偏置Ib与MOS管MN1的源极相连，其中MOS管MP1相对于MOS管MP的宽长比比例为1：N，MOS管MN2、MN1、MN3的宽长比比例为1：k：1；MOS管MP2和MP3的宽长比比例为1：k，N和k为≥1的正整数。

在一些实施例中，所述功率管MP的漏极通过电阻Rf1与运算放大器AMP的同相输入端相连，所述功率管MP的漏极与外部负载Vout相连。