[发明专利]一种频率补偿的线性稳压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路设计，尤其涉及一种线性稳压器的稳定性提升的电路结构改良，使其具备频率补偿的性能。

背景技术

最开始在设计线性稳压器（简称LDO）时，其调整管的设计采用的是NPN及PNP管子，但这种设计的弊端就是脱落电压大以及功耗高。因此如果在便携电子产品中使用这种设计，就大大缩短了电子产品的供电周期，要改善这种情况就要在结构上对其设计进行改良。通过不断的努力与反复的验证，对LDO的调整管子使用MOS结构就可以延长供电时间，比如对功率调整管采用BiCMOS(Bipolar及CMOS)、BCDMOS(Bipolar、CMOS及DMOS)、CMOS、NMOS或者是PMOS结构，目前国内外大部分生产商都采用的是CMOS工艺。由于MOS自身低静态电流的特性使其具有低功耗及低压差的特点。以上优势使这种结构在所应用的电子领域成为了一个巨大的突破，也使电子产品的使用更加的省电，供电周期得以延长，很好的迎合了使用者的需求。

LDO的应用范围很广，然后，现在的LDO仍然存在很多技术指标上的不足，例如：Dropout电压比较大，静态电流比较大，转换效率低，输出电流较小等，为了弥补这些技术指标的不足之处，LDO朝着以下几个方向发展：(1)Dropout电压越来越低；(2)静态电流越来越小；(3)输出电流越来越大；(4)输出噪声越来越低；(5)电容所需数量越来越少；(6)附加功能越来越完善；(7)封装面积越来越小。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种频率补偿的线性稳压器，通过基于PMOS工艺的电路元器件引入传统线性稳压器，以提升线性稳压器运行状态的稳定性。

为实现上述本发明的目的，其技术解决方案为：一种频率补偿的线性稳压器，所述稳压器的基本结构包括带隙基准电路、误差放大器、PMOS调整管PT及反馈分压电阻R1、R2，其特征在于：所述线性稳压器设有频率补偿组件，所述频率补偿组件包括跟随器、片外电容和RC串联电路，其中跟随器接设于误差放大器的输出与PMOS调整管PT的栅极之间，所述RC串联电路设于线性稳压器输入端的正极与跟随器的输入之间，所述片外电容并联设于线性稳压器输出端。

进一步地，所述误差放大器为折叠式共源共栅运放。

进一步地，所述线性稳压器还设有过流保护电路，所述过流保护电路设于跟随器的输出与PMOS调整管PT的集电极之间。

更进一步地，所述片外电容至少为陶瓷电容。

本发明技术方案的应用，其较之于现有线性稳压器的显著优点体现为：由于线性稳压器的电路改进基于PMOS工艺实现电路元器件的添加，并且片外电容可采用低成本、高容值的陶瓷电容，在低成本下实现了提升线性稳压器运行的稳定性能。

附图说明

图1是本发明线性稳压器的电路结构示意图。

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

本发明创新提出了一种具频率补偿性能的线性稳压器，在传统线性稳压器基本结构（即带隙基准电路、误差放大器、PMOS调整管PT及反馈分压电阻R1、R2）的基础上增加提升稳定性的频率补偿组件。如图1所示，其包括跟随器、片外电容Cload和RC串联电路，其中跟随器接设于误差放大器的输出与PMOS调整管PT的栅极之间，该RC串联电路设于线性稳压器输入端的正极与跟随器的输入之间，该片外电容并联设于线性稳压器输出端。进一步地来看，其中误差放大器为折叠式共源共栅运放，好处是：增益大，就一级，有比较少的零极点，稳定性比较好；片外电容至少可以是陶瓷电容，使得主极点非常的靠近原点，频率非常低。而且该线性稳压器还设有过流保护电路，设于跟随器的输出与PMOS调整管PT的集电极之间。该过流保护电路形式多样，基本原理简述及举例描述如下。

基本原理：当输出电流变大使得采样电流大于设定值I0时候，输出被限制在此时的电流上。输出负载电流继续增大的话，输出电压开始下降，直到输出被短路，此时的电流也不变。PT是LDO输出的调整管，P1是过流保护的电流采样管，P2是开关管。P3,P4,N1,N2组成镜像电流源结构，用来使采样电流精准的镜像输出电流。N3镜像采样电流，和基准电流I0做比较。