[发明专利]一种应用于LDO的快速瞬态响应电路

摘要

本发明提供了一种应用于LDO的快速瞬态响应电路，采用无片外大电容的LDO电路，通过改进LDO的内部电路，能够做到增强LDO的快速瞬态响应能力并且不减弱电路其它性能。本发明将EA的尾电流分两部分，一部分采用固定电流偏置，一部分采用来自输出负载采样的电流。在电路中可以做到既不会增加芯片的静态电流，又能在负载突然增大时，环路的带宽和压摆率增加，环路的响应速度也随之增加。

主权项

1.一种应用于LDO的快速瞬态响应电路，其特征在于：所述应用于LDO的快速瞬态响应电路，包括P沟道增强型MOS管MP1‑MP9，N沟道增强型MOS管MN1‑MN3，分压电阻R1和R2，外部固定偏置电路模块以及负载采样电路模块，还包括Vcc端口、VREF端口、Vb端口和Vout端口，所述Vcc端口与电源输入端连接，所述VREF与基准电压端连接，所述Vb端口与外接偏置连接，所述Vout端口为整体电路输出端口；所述P沟道增强型MOS管MP1源极端连接电源Vcc端，栅极漏极接外部固定电路模块和P沟道增强型MOS管MP2的栅极；所述P沟道增强型MOS管MP2源极连接电源Vcc端，P沟道增强型MOS管MP2的栅极连接P沟道增强型MOS管MP1的栅极漏极和外部固定电路模块，P沟道增强型MOS管MP2的漏极连接P沟道增强型MOS管MP3的漏极和P沟道增强型MOS管MP5、MP6的源极，P沟道增强型MOS管MP1和MP2共同构成一个电流镜电路模块，负责镜像外部固定偏置电路提供的电流；所述P沟道增强型MOS管MP3源极连接所述电源Vcc端，P沟道增强型MOS管MP3的栅极连接P沟道增强型MOS管MP4的栅极漏极和负载采样电路模块的输出端，P沟道增强型MOS管MP3漏极连接P沟道增强型MOS管MP2的漏极和P沟道增强型MOS管MP5、MP6的源极；所述P沟道增强型MOS管MP4源极连接电源Vcc端，P沟道增强型MOS管MP4的栅极漏极连接P沟道增强型MOS管MP3的栅极和负载采样电路模块的输出端，所述P沟道增强型MOS管MP3和MP4共同构成另一个电流镜电路模块，负责镜像负载采样电路模块提供的电流；所述P沟道增强型MOS管MP5源极连接P沟道增强型MOS管MP2和MP3的漏极以及P沟道增强型MOS管MP6的源极，P沟道增强型MOS管MP5的栅极连接基准电压VREF端口，P沟道增强型MOS管MP5的漏极连接N沟道增强型MOS管MN1的漏极栅极和MN2的栅极；所述P沟道增强型MOS管MP6源极连接P沟道增强型MOS管MP2、MP3的漏极以及P沟道增强型MOS管MP5的源极，P沟道增强型MOS管MP6栅极连接在分压电阻R1和R2之间，P沟道增强型MOS管MP6的漏极连接P沟道增强型MOS管MP7的栅极和N沟道增强型MOS管MN2的漏极；所述N沟道增强型MOS管MN1的源极接地，N沟道增强型MOS管MN1栅极漏极连接P沟道增强型MOS管MP5的漏极和N沟道增强型MOS管NM2的栅极；所述N沟道增强型MOS管MN2源极接地，N沟道增强型MOS管MN2的栅极连接N沟道增强型MOS管MN1的栅极漏极和P沟道增强型MOS管MP5的漏极，N沟道增强型MOS管MN2漏极连接P沟道增强型MOS管MP6的漏极和P沟道增强型MOS管MP7的栅极；所述P沟道增强型MOS管MP5、MP6和N沟道增强型MOS管MN1、MN2共同构成误差放大器，进行基准电压VREF和来自输出端分压电阻R1和R2产生的比较电压的的误差放大；所述P沟道增强型MOS管MP7源极连接所述电源Vcc端，P沟道增强型MOS管MP7的栅极连接P沟道增强型MOS管MP6的漏极和N沟道增强型MOS管MN2的漏极，P沟道增强型MOS管MP7的漏极连接N沟道增强型MOS管MN3的漏极和P沟道增强型MOS管MP8、MP9的栅极；所述P沟道增强型MOS管MP8作为误差放大器输出端的功率管，P沟道增强型MOS管MP8的源极连接所述P沟道增强型MOS管MP9源极和Vcc输入端口，P沟道增强型MOS管MP8的栅极连接N沟道增强型MOS管MN3的漏极、P沟道增强型MOS管MP7的漏极和MP9的栅极，P沟道增强型MOS管MP8漏极连接负载采样电路模块的输入1端、电阻R1的一端和Vout输出端口；所述P沟道增强型MOS管MP9，做为负载电路的采样管，P沟道增强型MOS管MP9源极连接P沟道增强型MOS管MP8源极和Vcc输入端口，P沟道增强型MOS管MP9栅极连接N沟道增强型MOS管MN3的漏极、P沟道增强型MOS管MP7的漏极和MP8的栅极，P沟道增强型MOS管MP9的漏极连接所述负载采样电路模块的输入2端；所述分压电阻R1一端连接P沟道增强型MOS管MP8的漏极、负载采样电路模块的1输入端和Vout输出端口，另一端连接P沟道增强型MOS管MP6的栅极和分压电阻R2的一端；所述分压电阻R2另一端接地，分压电阻R1和R2为P沟道增强型MOS管MP5和P沟道增强型MOS管MP6的构成的误差比较器提供比较电压；所述N沟道增强型MOS管MN3源极接地，N沟道增强型MOS管MN3的栅极连接外部偏置Vb端，N沟道增强型MOS管MN3的漏极连接P沟道增强型MOS管MP7的漏极和P沟道增强型MOS管MP8及P沟道增强型MOS管MP9的栅极；所述固定偏置电路模块连接P沟道增强型MOS管MP1的漏极栅极和MP2的栅极，提供外部固定的电流偏置；所述负载采样电路模块输入1端连接P沟道增强型MOS功率管MP8的漏极、分压电阻R1的一端和Vout输出端口，输入2端连接P沟道增强型MOS采样管MP9的漏极，负载采样电路模块的输出端连接P沟道增强型MOS管MP4的漏极栅极和MP3的栅极，提供外部负载采样的电流；所述应用于LDO的快速瞬态响应电路的工作机制为：当电源Vcc供电时，所述P沟道增强型MOS管MP5、P沟道增强型MOS管MP6、N沟道增强型MOS管MN1和N沟道增强型MOS管MN2组成的误差放大器，通过P沟道增强型MOS管MP2镜像P沟道增强型MOS管MP1上来自外部固定偏置电路模块的电流I1作为EA输入级的尾电流，对分压电阻R2的一端比较电压和基准输入电压VREF之差进行放大；误差放大器将级输出也就是误差放大器的输出传入到P沟道增强型MOS管MP7的栅极，P沟道增强型MOS管MP7和N沟道增强型MOS管MN3构成输出级，其中Vb端给N沟道增强型MOS管MN3提供偏置；输出级驱动P沟道增强型MOS功率管MP8和P沟道增强型MOS采样管MP9的栅极，P沟道增强型MOS采样管MP9依比例在负载采样模块电路中完成对P沟道增强型MOS采样管MP8电流的采样，通过负载采样电路模块的内部转换，将电路输出的采样结果提供到P沟道增强型MOS管MP4的栅漏极，P沟道增强型MOS管MP3进行镜像输出的采样电流，通过漏极结合P沟道增强型MOS采样管MP2的镜像电流一同作为误差放大器的尾电流；其中假设所述功率管MP8和采样管MP9的尺寸比为m:n，P沟道增强型MOS管MP3的尺寸为1，则有负载采样电流模块的输出电流Iload与通过所述P沟道增强型MOS管MP3的电流I2之比为：当负载电流发生变化时，所述负载采样电路将电流变化值通过镜像传输到误差放大器的尾部，误差放大器的响应速度同时根据负载电流的变化发生改变，从而使整个环路的带宽增大，故环路的响应速度增加，负载瞬态的速度加快。